Co to jest neon? Cechy pierwiastka chemicznego i jego właściwości jako prostej substancji
Neon pierwiastków chemicznych jest szeroko rozpowszechniony we Wszechświecie, ale na Ziemi jest uważany za dość rzadki. Niemniej jednak nauczyło się go odbierać bez odwiedzania przestrzeni, a teraz jest używane w przemyśle, do produkcji sprzętu radiowego i fotograficznego, a także do nurkowania głębinowego. Co to jest neon? Jakie ma właściwości i funkcje? Porozmawiamy o tym.
Co to jest neon?
W układzie okresowym Mendelejewa element ten znajduje się w ósmej grupie pod numerem dziesiątym. Jest oznaczony symbolem Ne. Jako prosta substancja jest jednocząsteczkowym gazem, który jest bezwonny, bezbarwny i pozbawiony smaku.
Istnieje trzy izotopy 20 Ne, 21 Ne i 22 Ne, które są stabilne z natury. Najczęściej stosowanym nuklidem jest 20 Ne. W atmosferze naszej planety jego występowanie wynosi prawie 90%, podczas gdy w izotopie 22 Ne wynosi 9,25%, aw izotopie 21 Ne tylko 0,27%. Te dwa ostatnie izotopy powstają głównie dzięki promieniowaniu kosmicznemu, które wpływa na jądra sodu, krzemu, glinu i innych pierwiastków. Dlatego na Ziemi najczęściej są obecne w powietrzu, a nie w wodzie czy skorupie. Źródło edukacji na naszej planecie Neon-20 wciąż nie jest znane. Oprócz tych izotopów znane jest emitowanie około 16 niestabilnych nuklidów o okresie zaniku od 9 sekund do 3,38 minut.
Historia odnajdywania
Fakt, że taki neon, stał się znany dopiero pod koniec XIX wieku. Wcześniej nauka odkryła tylko dwa gazy obojętne - argon i hel, które zajmują pierwsze i trzecie okresy układu okresowego. W tym samym czasie miejsce drugiego okresu pozostało puste, więc naukowcy założyli, że istnieje co najmniej jedna podobna substancja w przyrodzie. W 1997 r. Szkocki chemik Ramsay poświęcił mu nawet raport, który nazywano "nieodkrytym gazem". A w przyszłym roku miał szczęście znaleźć brakujący element.
Aby go znaleźć, naukowiec przeanalizował hel i Aragon, zbadał skład minerałów, ale sukces przyszedł, gdy zwrócił się w powietrze. Ścisnął i powoli odparował mieszaninę gazów, a następnie we frakcjach przepuszczał ją przez specjalną rurę wyładowczą z prądem elektrycznym. Otwarta substancja powinna mieć właściwości zbliżone do helu, więc Ramsay miał nadzieję znaleźć ją w najlżejszej frakcji, która wyparuje przed czymkolwiek innym.
Tak się stało. Oddziałując z elektronami w tubie, pierwsza część powietrza zaczęła świecić, a obok spektrum helu i argonu naukowiec widział inne linie. Były potwierdzeniem istnienia nieznanego wcześniej gazu. Otwarty element Ramsay dał grecką nazwę "neon", co oznacza "nowy".
Właściwości
Najlepiej jest ocenić, co jest neonem na podstawie jego właściwości fizycznych i chemicznych. Ten gaz jest jednym z najlżejszych. Jego gęstość wynosi 0,0089999 g / cm³. Wrze w temperaturze -22,05 ° C i topnieje w -28,6 ° C.
Neon praktycznie nie reaguje z innymi substancjami. Prawie się nie poddaje ani nie przywiązuje do siebie elektronów, dlatego jest klasyfikowany jako gaz szlachetny. Przez bezwładność można z nim porównać tylko hel. Do tej pory nie udało się uzyskać żadnego z jego związków walencyjnych. Jest słabo rozpuszczalny w wodzie, ale nie jest zły adsorbowany przez węgiel aktywowany.
Podobnie jak inne szlachetne gazy, ma dobrą przewodność elektryczną. Jeśli przez niego przewodzić prąd o wysokim napięciu - zacznie świecić. Widmo gazu ma około 900 linii o różnych kolorach, ale najjaśniejsze z nich są czerwone i pomarańczowe. Ta właściwość neonu znalazła szerokie zastosowanie w dziedzinie reklamy zewnętrznej. Dwanaście lat po jego otwarciu na ulicach zaczęły pojawiać się czerwone świecące znaki z nazwami sklepów i kawiarni. Pierwszy patent dla nich został wydany przez Claude Neon Lights Inc.
Rozprzestrzenia się w naturze
Neon, lub Ne, można nazwać gazem pozaziemskim, ponieważ w otwartej przestrzeni i przy innych obiektach astronomicznych jest znacznie więcej niż na naszej planecie. Jest szczególnie obfity w atmosferze Urana, Neptuna, Saturna, Jowisza, w mgławicach i bardzo gorących gwiazdach. Ponadto jest zawarty w meteorytach i innych ciałach kosmicznych.
W całym Wszechświecie gaz to piąta pod względem obfitości, dająca plony dłoń, wodór, hel, tlen i węgiel. Jego zawartość wagowa wynosi około 0,13% wagowych.
Na Ziemi uważany jest za rzadki element. Jego skorupa zawiera około 7 · 10-9 %, około 2 · 10-8 % - w wodach oceanicznych i solankach wodnych. Najwyższe stężenie tego pierwiastka obserwuje się w atmosferze planety, której zawartość wynosi 1,82 · 10-3 % objętości.
Jak to zdobyć?
Ze względu na niskie występowanie neonu w skałach i wodzie, jego głównym źródłem jest powietrze atmosferyczne. Z niego gaz uzyskuje się przez silne chłodzenie. W temperaturze ciekłego azotu neon krystalizuje i łatwo oddziela się od helu, który pozostaje w stanie gazowym.
Jest również wytwarzany jako produkt uboczny podczas ekstrakcji azotu i tlenu z powietrza. W takim przypadku do oddzielenia gazu stosuje się adsorpcję z aktywnym węglem. Promieniowanie widmowe lub analiza chromatograficzna są powszechnie stosowane do określenia neonu.
Kule użytkowania
Neonowy pierwiastek chemiczny jest nadal używany w tablicach reklamowych i banerach reklamowych i jest mieszany z innymi substancjami w celu uzyskania różnych kolorów. Razem z helem służy do samodzielnego wytwarzania laserów - do produkcji sprzętu fotograficznego.
Ciekły neon ma lepszą pojemność cieplną niż hel i jest znacznie tańszy. Wraz z wodorem jest on stosowany jako czynnik chłodniczy dla różnych urządzeń chłodniczych. Komory kriogeniczne oparte na tych gazach są niezbędne w medycynie do zamrażania żywej tkanki. Mieszanina neonu i helu służy do złagodzenia stanu pacjentów z trudnościami w oddychaniu, w tym celu jest rozprowadzana w pomieszczeniach wypełnionych powietrzem wolnym od azotu.