The neon Jedná se o chemický prvek, který je reprezentován symbolem Ne. Je to ušlechtilý plyn, jehož název v řečtině znamená nový, kvalitu, kterou si dokázal udržet po celá desetiletí nejen kvůli jiskře svého objevu, ale také proto, že při vývoji modernizace zdobila města svým světlem..
Všichni jsme někdy slyšeli o neonových světlech, která ve skutečnosti neodpovídají ničemu víc než červenooranžovému; pokud nejsou smíchány s jinými plyny nebo přísadami. Dnes mají bizarní vzduch ve srovnání s nedávnými osvětlovacími systémy; neon je však mnohem víc než jen ohromující moderní světelný zdroj.
Tento plyn, který se skládá prakticky z navzájem lhostejných atomů Ne, představuje nej inertnější a nejušlechtilejší látku ze všech; Je to nejinertnější prvek v periodické tabulce a v současnosti a formálně není známa dostatečně stabilní sloučenina. Je ještě inertnější než samotné helium, ale také dražší.
Vysoké náklady na neon jsou způsobeny skutečností, že se neextrahují z podloží, jako je tomu u hélia, ale ze zkapalňování a kryogenní destilace vzduchu; i když je v atmosféře přítomna v dostatečném množství, aby vyprodukovala obrovské množství neonů.
Je snazší extrahovat hélium ze zásob zemního plynu než zkapalňovat vzduch a extrahovat z něj neon. Kromě toho je jeho početnost menší než hélium, a to jak uvnitř, tak vně Země. Ve vesmíru se neon nachází v novách a supernovách, stejně jako v oblastech dostatečně zamrzlých, aby nemohly uniknout..
Ve své kapalné formě je to mnohem účinnější chladivo než kapalné hélium a vodík. Stejně tak je to prvek přítomný v elektronickém průmyslu, pokud jde o lasery a zařízení, která detekují záření..
Rejstřík článků
Historie neonů úzce souvisí s historií ostatních plynů, které tvoří vzduch, a jejich objevů. Anglický chemik Sir William Ramsay se spolu se svým mentorem Johnem Williamem Struttem (Lord Rayleigh) rozhodl v roce 1894 studovat složení vzduchu chemickými reakcemi.
Ze vzorku vzduchu se jim ho podařilo odkysličit a denitrogenizovat, získat a objevit argon vzácného plynu. Jeho vědecká vášeň ho také vedla k objevu helia, poté, co rozpustil minerál cleveit v kyselém prostředí a shromáždil charakterizující uvolněný plyn..
V té době měl Ramsay podezření, že mezi heliem a argonem se nachází chemický prvek, a neúspěšně se pokoušel najít je ve vzorcích minerálů. Až nakonec usoudil, že ostatní plyny méně se vyskytující ve vzduchu by měly být „skryty“ v argonu..
Pokusy, které vedly k objevu neonů, tedy začaly kondenzovaným argonem..
Ve své práci začal Ramsay, kterému byl nápomocen jeho kolega Morris W. Travers, vysoce vyčištěným a zkapalněným vzorkem argonu, který následně podrobil jakési kryogenní a frakční destilaci. V roce 1898 a na University College v Londýně se oběma anglickým chemikům podařilo identifikovat a izolovat tři nové plyny: neon, krypton a xenon..
Prvním z nich byl neon, který zahlédl, když jej shromáždili do skleněné trubice, kde zasáhli elektrickým proudem; jeho intenzivní červenooranžové světlo bylo ještě výraznější než barvy kryptonu a xenonu.
Právě tímto způsobem Ramsay pojmenoval tento plyn názvem „neon“, což v řečtině znamená „nový“; z argonu se objevil nový prvek. Krátce poté, v roce 1904 a díky této práci obdržel spolu s Traversem Nobelovu cenu za chemii..
Ramsay pak neměl co do činění s revolučními aplikacemi neonů, pokud jde o osvětlení. V roce 1902 vytvořil elektrotechnik a vynálezce Georges Claude společně s Paulem Delormem společnost L'Air Liquide, která se věnuje prodeji zkapalněných plynů průmyslovým odvětvím a kteří brzy uviděli světelný potenciál neonů.
Claude, inspirovaný vynálezy Thomase Edisona a Daniela McFarlana Moora, postavil první trubice naplněné neonem a podepsal patent v roce 1910. Prodal svůj výrobek prakticky za této premisy: neonová světla jsou vyhrazena městům a památkám, protože jsou velmi oslňující a atraktivní.
Od té doby jde zbytek historie neonů do současnosti ruku v ruce s nástupem nových technologií; stejně jako potřeba kryogenních systémů, které ji mohou používat jako chladicí kapalinu.
Neon je bezbarvý plyn bez zápachu a chuti. Když je však aplikován elektrický výboj, jeho atomy jsou ionizovány nebo excitovány, vyzařují fotony energie, které vstupují do viditelného spektra ve formě červeno-oranžového záblesku (horní obrázek).
Neonová světla jsou tedy červená. Čím vyšší je tlak plynu, tím vyšší je potřeba elektřiny a získá se načervenalá záře. Tato světla osvětlující uličky nebo průčelí obchodů jsou velmi běžná, zejména v chladném podnebí; protože načervenalá intenzita je taková, že může proniknout do mlhy ze značných vzdáleností.
20,1797 g / mol.
10.
-248,59 ° C.
-246,046 ° C.
-Za normálních podmínek: 0,9002 g / l.
-Z kapaliny právě při bodu varu: 1,207 g / ml.
0,6964 (ve vztahu ke vzduchu = 1). Jinými slovy, vzduch je 1,4krát hustší než neon. Potom vystoupí do vzduchu balón nafouknutý neonem; i když méně rychle ve srovnání s nafouknutým héliem.
0,9869 atm při 27 K (-246,15 ° C). Pamatujte, že při tak nízké teplotě již neon vyvíjí tlak srovnatelný s atmosférickým.
0,335 kJ / mol.
1,71 kJ / mol.
20,79 J / (mol K).
-První: 2080,7 kJ / mol (Ne+ plynný).
-Za druhé: 3952,3 kJ / mol (Nedva+ plynný).
-Za třetí: 6122 kJ / mol (Ne3+ plynný).
Ionizační energie pro neon jsou obzvláště vysoké. To je způsobeno obtížností odstranit jeden z jeho valenčních elektronů z jeho velmi malého atomu (ve srovnání s ostatními prvky stejné doby).
Jediný pravděpodobný a teoretický oxidační stav nebo číslo pro neon je 0; to znamená, že ve svých hypotetických sloučeninách nezískává ani neztrácí elektrony, ale interaguje jako neutrální atom (Ne0).
To je způsobeno jeho nulovou reaktivitou jako ušlechtilého plynu, který mu nedovoluje získávat elektrony kvůli nedostatku energeticky dostupného orbitálu; a nebyli schopni je ztratit s kladnými oxidačními čísly, kvůli obtížnosti překonání účinného jaderného náboje jeho deseti protonů.
Výše uvedené vysvětluje, proč vzácný plyn není příliš reaktivní. Avšak mezi všemi ušlechtilými plyny a chemickými prvky je neon vlastníkem pravé koruny šlechty; nepřijímá elektrony žádným způsobem ani od nikoho, ani nemůže sdílet své vlastní, protože jeho jádro mu brání, a proto netvoří kovalentní vazby.
Neon je méně reaktivní (ušlechtilejší) než helium, protože i když je jeho atomový poloměr větší, efektivní jaderný náboj jeho deseti protonů převyšuje náboj dvou protonů v jádru helia..
Jak jeden sestupuje přes skupinu 18, tato síla klesá, protože atomový poloměr se značně zvyšuje; a proto mohou ostatní vzácné plyny (zejména xenon a krypton) tvořit sloučeniny.
Dosud není známa žádná vzdáleně stabilní sloučenina neonů. Existence polyatomových kationů jako například: [NeAr]+, WNe3+, RhNedva+, MoNedva+, [NeH]+ a [NeHe]+.
Podobně lze zmínit jeho Van der Wallsovy sloučeniny, ve kterých ačkoliv neexistují žádné kovalentní vazby (alespoň ne formálně), nekovalentní interakce jim umožňují zůstat soudržnými za přísných podmínek..
Některé takové sloučeniny Van der Walls pro neon jsou například: Ne3 (zastřihovač), IdvaNedva, NeNiCO, NeAuF, LiNe, (Ndva)6Ne7, NeCdvacetHdvacet (fullerenový endohedrální komplex) atd. A také je třeba poznamenat, že organické molekuly mohou také „třít ramena“ s tímto plynem za velmi zvláštních podmínek..
Detail všech těchto sloučenin spočívá v tom, že nejsou stabilní; navíc většina pochází ze středu velmi silného elektrického pole, kde jsou atomy plynných kovů excitovány ve společnosti neonů.
I s kovalentní (nebo iontovou) vazbou se někteří chemici neobtěžují považovat je za skutečné sloučeniny; a proto je neon i nadále ušlechtilým a inertním prvkem viděným ze všech „normálních“ stran..
Neonový atom by mohl být vizualizován jako téměř kompaktní koule kvůli jeho malé velikosti a velkému efektivnímu jadernému náboji jeho deseti elektronů, z nichž osm jsou valenční elektrony, podle jejich elektronické konfigurace:
1 sdva2 sdva2 str6 nebo [He] 2 sdva2 str6
Atom Ne tedy interaguje se svým prostředím pomocí svých 2s a 2p orbitalů. Jsou však zcela naplněny elektrony, které vyhovují slavnému valenčnímu oktetu.
Nemůže získat více elektronů, protože orbitál 3 s není energeticky dostupný; Kromě toho je nemůže ztratit ani kvůli jejich malému poloměru atomu a „úzká“ vzdálenost je odděluje od deseti protonů v jádře. Proto je tento atom nebo koule Ne velmi stabilní, neschopný vytvářet chemické vazby s prakticky jakýmkoli prvkem..
Právě tyto atomy Ne definují plynnou fázi. Protože je jeho elektronický mrak velmi malý, je homogenní a kompaktní, obtížně polarizovatelný, a proto vytváří okamžité dipólové momenty, které indukují ostatní v sousedních atomech; to znamená, že rozptylové síly mezi atomy Ne jsou velmi slabé.
Proto musí teplota klesnout na -246 ° C, aby neon mohl přejít z plynného stavu do kapaliny..
Jakmile jsou při této teplotě, atomy Ne jsou dostatečně blízko, aby je mohly disperzní síly spojit dohromady v kapalině; že i když to zjevně není tak působivé jako kvantová tekutina kapalného hélia a jeho superfluidita, má chladicí výkon 40krát vyšší než tento.
To znamená, že systém chlazení kapalným neonem je 40krát účinnější než systém kapalného helia; ochlazuje rychleji a udržuje teplotu déle.
Důvodem může být to, že i když atomy Ne jsou těžší než On, první se oddělují a rozptylují snadněji (zahřívají se) než druhé; ale jejich interakce jsou během kolizí nebo setkání tak slabé, že se opět rychle zpomalí (ochladí).
Když teplota klesne ještě dále, na -248 ° C, disperzní síly se stanou silnějšími a směrovějšími, nyní schopnými přikázat atomům He krystalizovat do krychlového krystalu (fcc) zaměřeného na obličej. Tento krystal helia fcc je stabilní za všech tlaků.
Neon je pátým nejhojnějším chemickým prvkem v celém vesmíru. Kvůli nedostatku reaktivity, vysokému tlaku par a nízké hmotnosti uniká ze zemské atmosféry (i když v menší míře než helium) a málo se rozpouští v mořích. Proto zde v zemském vzduchu má sotva koncentraci 18,2 ppm objemových..
Aby se zmíněná koncentrace neonů zvýšila, je nutné snížit teplotu na úroveň blízkou absolutní nule; podmínky možné pouze v kosmu a v menší míře v ledové atmosféře některých plynných gigantů, jako je Jupiter, na skalnatých površích meteoritů nebo v exosféře Měsíce.
Jeho největší koncentrace však spočívá v novách nebo supernovách rozmístěných po celém vesmíru; stejně jako ve hvězdách, ze kterých pocházejí, objemnější než naše slunce, uvnitř nichž se vyrábějí neonové atomy, produkt nukleosyntézy mezi uhlíkem a kyslíkem.
Přestože je jeho koncentrace v našem vzduchu pouze 18,2 ppm, stačí získat pár litrů neonů z jakéhokoli domácího prostoru.
K jeho výrobě je tedy nutné zkapalnit vzduch a poté provést kryogenní frakční destilaci. Tímto způsobem lze jeho atomy oddělit od kapalné fáze složené z kapalného kyslíku a dusíku..
Nejstabilnějším izotopem neonů je dvacetNe, s hojností 90,48%. Má také dva další izotopy, které jsou také stabilní, ale méně hojné: dvacet jednaNe (0,27%) a 22Ne (9,25%). Zbytek jsou radioizotopy a momentálně je jich celkem patnáct (15-19Ne a Ne23-32).
Neon je neškodný plyn téměř ze všech možných hledisek. Díky své nulové chemické reaktivitě vůbec nezasahuje do žádného metabolického procesu a jakmile vstoupí do těla, opustí ho, aniž by byl asimilován. Nemá tedy okamžitý farmakologický účinek; ačkoli to bylo spojeno s možnými anestetickými účinky.
Proto, pokud dojde k úniku neonů, nejde o znepokojující poplach. Pokud je však koncentrace jeho atomů ve vzduchu velmi vysoká, může přemístit molekuly kyslíku, které dýcháme, což nakonec způsobí udušení a řadu příznaků s tím spojených..
Tekutý neon by však při kontaktu mohl způsobit popáleniny, proto se ho nedoporučuje přímo dotýkat. Pokud je tlak ve vašich nádobách velmi vysoký, může být náhlá trhlina výbušná; ne přítomností plamenů, ale silou plynu.
Neon také nepředstavuje nebezpečí pro ekosystém. Kromě toho je jeho koncentrace ve vzduchu velmi nízká a není problém s jeho dýcháním. A co je nejdůležitější: není to hořlavý plyn. Proto nikdy nespálí bez ohledu na to, jak vysoké jsou teploty..
Jak již bylo zmíněno, červená neonová světla jsou přítomna v tisících zařízeních. Důvodem je, že je vyžadován pouze nízký tlak plynu (~ 1/100 atm), aby mohl po elektrickém výboji produkovat své charakteristické světlo, které bylo také umístěno v reklamách různých druhů (reklama, dopravní značky atd.) ).
Neonem vyplněné trubice mohou být vyrobeny ze skla nebo plastu a mohou nabývat všech druhů tvarů nebo tvarů.
Neon je v elektronickém průmyslu velmi důležitým plynem. Používá se k výrobě zářivek a žárovek; zařízení, která detekují záření nebo vysoké napětí, televizní kineskopy, čítače gejzírů a ionizační komory.
Spolu s heliem lze duo Ne-He použít pro laserová zařízení, která promítají paprsek červenavého světla.
I když je pravda, že neon nemůže tvořit žádné sloučeniny, bylo zjištěno, že pod vysokými tlaky (~ 0,4 GPa) jsou jeho atomy zachyceny v ledu za vzniku klatrátu. V něm jsou atomy Ne omezeny na jakýsi kanál omezený molekulami vody a uvnitř kterého se mohou pohybovat po krystalu.
Ačkoli v současné době není mnoho potenciálních aplikací pro tento neonový klatrát, mohl by v budoucnu představovat alternativu pro jeho skladování; nebo jednoduše slouží jako model k prohloubení porozumění těmto zmrazeným materiálům. Možná je na některých planetách neon uvězněn v masách ledu.
Zatím žádné komentáře