Ķīmiskais elements neons ir plaši izplatīts Visumā, bet uz Zemes tas tiek uzskatīts par diezgan retu. Taču viņi ir iemācījušies to iegūt, neapmeklējot kosmosu, un tagad to izmanto rūpniecībā, radio un fototehnikas ražošanā, kā arī dziļūdens niršanai. Kas ir neons? Kādas īpašības un īpašības tam piemīt? Par to mēs runāsim.

Kas ir neons?

Mendeļejeva periodiskajā tabulā šis elements atrodas astotajā grupā ar numuru desmit. To apzīmē ar simbolu Ne. Kā vienkārša viela tā ir monatomiska gāze, kas ir bez smaržas, bezkrāsas un bez garšas.

Tas pastāv trīs izotopu 20 Ne, 21 Ne un 22 Ne formā, kas dabā ir stabili. Visizplatītākais nuklīds ir 20 Ne. Mūsu planētas atmosfērā tā sastopamība ir gandrīz 90%, savukārt izotopam 22 Ne ir 9,25%, bet izotopam 21 ne tikai 0,27%. Pēdējie divi izotopi veidojas galvenokārt kosmiskā starojuma ietekmē, kas ietekmē nātrija, silīcija, alumīnija un citu elementu kodolus. Tāpēc uz Zemes tie visbiežāk atrodas gaisā, nevis ūdenī vai zemes garozā. Neona-20 veidošanās avots uz mūsu planētas joprojām nav zināms. Papildus šiem izotopiem ir zināms, ka ir izolēti aptuveni 16 nestabili nuklīdi ar sabrukšanas periodu no 9 zeptosekundēm līdz 3,38 minūtēm.

Atklājumu vēsture

Par to, kas ir neons, kļuva zināms tikai 19. gadsimta beigās. Pirms tam zinātne bija atklājusi tikai divas inertas gāzes - argonu un hēliju, kas aizņem periodiskās tabulas pirmo un trešo periodu. Tajā pašā laikā otrā perioda vieta palika tukša, tāpēc pētnieki pieņēma, ka dabā pastāv vēl vismaz viena līdzīga viela. 1997. gadā skotu ķīmiķis Remzijs viņam pat veltīja ziņojumu, ko sauca par “Neatklāto gāzi”. Un jau iekšā nākamgad viņam paveicās atklāt trūkstošo elementu.

Lai to atrastu, zinātnieks analizēja hēliju un aragonu, pētīja minerālu sastāvu, bet panākumi nāca, kad viņš pievērsās gaisam. Viņš sašķidrināja un lēnām iztvaicēja gāzu maisījumu, un pēc tam to daļēji izlaida caur īpašu izplūdes cauruli ar elektrošoks. Neatklātajai vielai vajadzēja būt ar hēlijam tuvām īpašībām, tāpēc Remzijs cerēja to atrast vieglākajā frakcijā, kas vispirms iztvaikotu.

Un tā arī notika. Mijiedarbojoties ar elektroniem caurulē, pirmā gaisa daļa sāka mirdzēt, un blakus hēlija un argona spektram zinātnieks redzēja citas līnijas. Tie kļuva par apstiprinājumu iepriekš nezināmas gāzes esamībai. Ramsay deva grieķu nosaukumu “neons” atklātajam elementam, kas nozīmē “jauns”.

Īpašības

Kas ir neons, vislabāk var spriest, pamatojoties uz tā fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām. Šī gāze ir viena no vieglākajām. Tās blīvums ir 0,0089999 g/cm³. Tas vārās –246,05 °C temperatūrā un kūst –248,6 °C temperatūrā.

Neons praktiski nereaģē ar citām vielām. Ir grūti atteikties vai iegūt elektronus, tāpēc tā tiek klasificēta kā cēlgāze. Inerces ziņā ar to var salīdzināt tikai hēliju. Līdz šim nav bijis iespējams iegūt vienu valences savienojumu. Tas nedaudz šķīst ūdenī, bet ir labi adsorbēts ar aktivēto ogli.

Tāpat kā citām cēlgāzēm, tai ir laba elektrovadītspēja. Ja caur to izlaižat augstsprieguma strāvu, tā sāks spīdēt. Gāzes spektrā ir aptuveni 900 līnijas dažādas krāsas, bet spilgtākās ir sarkanas un oranžas. Šis neona īpašums ir atradis plašu pielietojumu jomā vides reklāma. Divpadsmit gadus pēc atvēršanas uz ielām sāka parādīties sarkanas gaismas izkārtnes ar veikalu un kafejnīcu nosaukumiem. Pirmo patentu tiem izdeva Claude Neon Lights Inc.

Izplatība dabā

Neonu jeb Ne var saukt par ārpuszemes gāzi, jo kosmosā un citos astronomiskajos objektos tās ir daudz vairāk nekā uz mūsu planētas. Īpaši daudz tā ir Urāna, Neptūna, Saturna, Jupitera atmosfērā, miglājos un ļoti karstās zvaigznēs. Turklāt tas ir atrodams meteorītos un citos kosmiskajos ķermeņos.

Visā Visumā gāze ieņem piekto vietu pēc pārpilnības, aiz ūdeņraža, hēlija, skābekļa un oglekļa. Tā saturs pēc svara ir aptuveni 0,13 % no svara.

Uz Zemes to uzskata par retu elementu. Zemes garozā tas ir aptuveni 7,10–9%, aptuveni 2,10–8% okeāna ūdeņos un sāļajos rezervuāros. Vislielākā šī ķīmiskā elementa koncentrācija ir novērojama planētas atmosfērā, kur tā saturs ir 1,82·10−3% pēc tilpuma.

Kā jūs to iegūstat?

Tā kā neona izplatība akmeņos un ūdenī ir zema, tā galvenais avots ir atmosfēras gaiss. Gāzi no tā iegūst, izmantojot spēcīgu dzesēšanu. Šķidrā slāpekļa temperatūrā neons kristalizējas un viegli atdalās no hēlija, kas paliek gāzveida stāvoklī.

To iegūst arī kā blakusproduktu slāpekļa un skābekļa ekstrakcijas laikā no gaisa. Šajā gadījumā gāzes atdalīšanai izmanto aktīvās ogles adsorbciju. Lai noteiktu neonu, parasti izmanto spektrālo starojumu vai hromatogrāfisko analīzi.

Lietošanas jomas

Ķīmisko elementu neonu joprojām izmanto izkārtnēs un reklāmas baneros, kā arī to sajauc ar citām vielām, lai iegūtu dažādas krāsas. Kopā ar hēliju to izmanto lāzeru ražošanā un neatkarīgi - fototehnikas ražošanā.

Šķidrajam neonam ir labāka siltuma jauda nekā hēlijam, un tas ir daudz lētāks. Kopā ar ūdeņradi to izmanto kā aukstumnesēju dažādām aukstumiekārtām. Kriogēnās kameras, kuru pamatā ir šīs gāzes, ir nepieciešamas medicīnā dzīvo audu sasaldēšanai. Pacientu ar apgrūtinātu elpošanu stāvokļa atvieglošanai izmanto neona un hēlija maisījumu, kas šim nolūkam tiek izplatīts telpās, kas ir piepildītas ar slāpekli nesaturošu gaisu.

Neons (lat. Neon; apzīmē ar simbolu Ne) ir astotās grupas, ķīmisko elementu periodiskās tabulas otrā perioda galvenās apakšgrupas elements ar atomskaitli 10. Piektais visbiežāk sastopamais elements Visumā (pēc ūdeņradis, hēlijs, skābeklis un ogleklis). Vienkāršā viela neons (CAS numurs: 7440-01-9) ir inerta monoatomiska gāze, bezkrāsaina un bez smaržas.

Stāsts

Neonu 1898. gada jūnijā atklāja skotu ķīmiķis Viljams Remzijs un angļu ķīmiķis Moriss Travers. Viņi izolēja šo inerto gāzi ar "izslēgšanas metodi" pēc tam, kad skābeklis, slāpeklis un visas smagākās gaisa sastāvdaļas bija sašķidrinātas. Elementam tika dots vienkāršs nosaukums “neons”, kas tulkojumā no grieķu valodas nozīmē “jauns”. 1910. gada decembrī franču izgudrotājs Žoržs Klods izgatavoja gāzizlādes lampu, kas piepildīta ar neonu.

vārda izcelsme

Nosaukums cēlies no grieķu valodas. νέος - jauns.
Pastāv leģenda, saskaņā ar kuru stihijas nosaukumu devis Remzija trīspadsmit gadus vecais dēls Villijs, kurš tēvam jautāja, kā viņš grasās saukt jauno gāzi, norādot, ka vēlētos tai dot nosaukumu novum. (latīņu valodā — jauns). Viņa tēvam šī ideja patika, taču viņš domāja, ka vārds neons, kas atvasināts no grieķu sinonīmiem, skanētu labāk.

Izplatība

Visumā
Pasaules matērijā neons izplatās nevienmērīgi, bet kopumā izplatības ziņā Visumā ieņem piekto vietu starp visiem elementiem – aptuveni 0,13% pēc masas. Vislielākā neona koncentrācija ir novērota Saulē un citās karstās zvaigznēs, gāzveida miglājos un ārējo planētu atmosfērā Saules sistēma- Jupiters, Saturns, Urāns, Neptūns. Daudzu zvaigžņu atmosfērā neons ieņem trešo vietu aiz ūdeņraža un hēlija.

Zemes garoza
No visiem otrā perioda elementiem neons ir vismazāk sastopams uz Zemes. Astotajā grupā neons ieņem trešo vietu pēc satura zemes garozā – aiz argona un hēlija. Gāzes miglāji un dažas zvaigznes satur daudzkārt vairāk neona nekā uz Zemes.
Uz Zemes lielākā neona koncentrācija ir novērota atmosfērā - 1,82 × 10 -3% pēc tilpuma, un tā kopējās rezerves tiek lēstas 7,8 × 10 14 m³. 1 m³ gaisa satur apmēram 18,2 cm³ neona (salīdzinājumam: tajā pašā gaisa tilpumā ir tikai 5,2 cm³ hēlija). Vidējais neona saturs zemes garozā ir zems - 7 × 10 -9% pēc masas. Kopumā uz mūsu planētas ir aptuveni 6,6 × 10 10 tonnas neona. Magnētiskie ieži satur aptuveni 10 9 tonnas šī elementa. Akmeņiem sadaloties, gāze izplūst atmosfērā. Mazākā mērā atmosfēru apgādā ar neona un dabīgiem ūdeņiem.
Zinātnieki mūsu planētas neona nabadzības iemeslu saskata apstāklī, ka Zeme savulaik zaudēja savu primāro atmosfēru, kas paņēma sev līdzi lielāko daļu inerto gāzu, kuras nevarēja, tāpat kā skābeklis un citas gāzes, ķīmiski savienoties ar citiem elementiem, veidojot minerālus un tādējādi iegūstot stabilitāti uz planētas.

Fizikālās īpašības

1. Cēlgāzes ir bezkrāsainas monatomiskas gāzes bez garšas un smaržas.
2. Inertajām gāzēm ir augstāka elektrovadītspēja, salīdzinot ar citām gāzēm, un, kad caur tām iet strāva, tās spilgti spīd, īpaši neons ar ugunīgi sarkanu gaismu, jo tās spožākās līnijas atrodas spektra sarkanajā daļā.
3. Inerto gāzu atomu molekulu piesātinātība izpaužas arī faktā, ka inertajām gāzēm ir zemāki sašķidrināšanas un sasalšanas punkti nekā citām gāzēm ar tādu pašu molekulmasu.

Ķīmiskās īpašības

Visām cēlgāzēm ir pilnīgs elektronu apvalks, tāpēc tās ir ķīmiski inertas. Neona ķīmiskā inerce ir ārkārtēja, ar to var konkurēt tikai hēlijs. Līdz šim nav iegūts neviens valences savienojums. Pat tā sauktos neona klatrāta savienojumus ar ūdeni (Ne 6H 2 O), hidrohinonu un citām vielām (plaši zināmi ir līdzīgi smago cēlgāzu savienojumi - radons, ksenons, kriptons un pat argons) ir ļoti grūti iegūt un saglabāt. .
Tomēr, izmantojot optiskās spektroskopijas un masas spektrometrijas metodes, tika konstatēta Ne +, (NeAr) +, (NeH) + un (HeNe) + jonu esamība.

Starp visiem ķīmisko vielu periodiskās tabulas elementiem interesantas īpašības ir tādai grupai kā inertās gāzes. Tie ietver argonu, neonu, hēliju un dažas citas vielas. Kas ir neons un kur mūsdienu pasaule Vai šī gāze tiek plaši izmantota?

Neona atklāšanas vēsture

Periodiskā tabula netika uzreiz aizpildīta ar visiem ķīmiskajiem elementiem, tāpēc dažās grupās un periodos bija nepilnības. Tādējādi ķīmiķi prognozēja jaunu vielu atklāšanu, kas notika ar neonu. Pirmais zinātnieks, kurš domāja par neona esamību, bija ķīmiķis Ramsay Rayleigh. Toreiz tika atklātas divas tuvākās inertās gāzes: argons un hēlijs, bet tabulas starpšūna bija tukša. Zinātnieks to ieteica jauns elements būs atommasa 20 un ūdeņraža blīvums 10, tomēr tas, kas ir neons dabā, nebija zināms.

Kā Ramzijs spēja izolēt neonu un pierādīt tā esamību? Viņa eksperimentā tika izmantots parastais, kas vispirms tika sašķidrināts un pēc tam lēnām iztvaicēts. Šādi iegūtās gāzveida frakcijas tika pētītas izlādes caurulē, kas ļāva redzēt vielu spektrālās līnijas. Līdz ar to viņi atrada jaunu elementu.

Visumā sestais izplatītākais elements ir neons. Vārda nozīme no grieķu valodas tiek tulkota kā "jauns". Sākotnēji Remzija dēls Villijs ierosināja jauno elementu saukt par novum, kas arī nozīmēja “jauns”, taču viņa tēvs nolēma šo vārdu nedaudz mainīt uz neonu, kas, viņaprāt, skanēja labāk.

Neona īpašības

Šī inertā gāze atrodas periodiskajā tabulā starp argonu un hēliju, kas tai piešķir šo vielu starpposma īpašības. Neonam ir divi enerģijas līmeņi, uz kura atrodas 2 un 8 elektroni. Šī funkcija tieši ietekmē gāzes reaktivitāti, jo tas neveido savienojumus ar citiem elementiem.

Kas ir neons no ķīmiskā viedokļa? Tā ir viegla gāze, kas sašķidrinās -245,98 °C temperatūrā, un viršanas temperatūra ir 2,6 °C. Gāzes šķīdība ūdenī ir ļoti zema, bet neona adsorbcija uz aktīvās ogles ļauj atdalīt tīru gāzi no tās piemaisījumiem.

Kas ir neons no fizikas viedokļa? Šī ir gāze, kas strāvas ietekmē tiek sadalīta spilgti sarkanā un oranžā spektrā. Tā izstarotā neona gaisma ir ļoti stabila un spilgta. Šīs parādības fizika ietver elektronu triecienu pret neona atomiem, liekot tiem atbrīvot gaismas fotonus.

Kur ir neons

Visumā neons ir 6. vietā pēc hēlija, ūdeņraža un vairākiem citiem elementiem. Šī inertā gāze aizņem salīdzinoši lielu zvaigžņu un sarkano planētu daudzumu. Pētot Plutonu, tika ierosināts, ka tā atmosfēra sastāv tikai no neona, un iekšā apakšējie slāņišī gāze ir sašķidrināta, jo uz šīs planētas ir kritiski zema temperatūra.

Runājot par Zemi, neons visvairāk ir atrodams atmosfērā (0,00182%) un ļoti maz zemes garozā. Tiek uzskatīts, ka cēlgāzu nespēja saistīties ar citiem elementiem un veidot minerālus bija galvenais iemesls, kāpēc šīs vielas nelielos daudzumos palika uz Zemes.

Neona izmantošana

Mūsdienās pieprasījums pēc neona ražošanā ir ļoti pieaudzis, kas nozīmē pastāvīgu tā trūkumu. Tas ir saistīts ar faktu, ka tīras inertās gāzes izdalīšanās notiek diezgan ilgu laiku, un tās saturs gaisā ir ļoti zems.

Neons tiek izmantots rūpniecībā kā dzesēšanas šķidrums kriogēnajā tehnoloģijā. Raķešu degviela tiek uzglabāta šķidrā neona temperatūrā, dzīvnieku un augu audi tiek sasaldēti, ķīmiskās vielas. Neona kristālos tiek radīti optimāli apstākļi, lai notiktu ļoti sarežģītas reakcijas, kas nepanes siltumu (H2O2 sintēze, skābekļa fluorīdi utt.).

Dažās lampās un ķermeņos tiek izmantots arī neons. Šīs gāzes kā gaismas avota nozīme ir ļoti liela, jo tā mirdzums ir redzams lielos attālumos. izmanto uzstādīšanai uz bākām, lidlauku joslām, daudzstāvu torņiem. Dažas teksta reklāmas ir izgaismotas ar neona lampām.

Šādās lampās neona nav tīrā formā. Tas vienmēr ir sajaukts pareizās proporcijās ar argonu, kas piešķir gaismai oranžu krāsu. Taču tas nekādā veidā nepasliktina labas redzamības īpašības, jo Šādas lampas ir redzamas jebkuros nelabvēlīgos laika apstākļos un lielos attālumos.

/mol)