Неон
Нео́н (Ne) — хімічний елемент вісімнадцятої групи другого періоду періодичної системи хімічних елементів із атомним номером 10. П'ятий за поширеністю елемент у Всесвіті після Гідрогену, Гелію, Оксигену і Карбону. Його проста речовина — неон — прозорий одноатомний інертний газ без кольору і запаху. Для неону характерне червоне світіння при електричному розряді, чим зумовлене його використання в рекламі.
Загальна характеристика[ред. | ред. код]
Густина газоподібного неону при температурі 0 °C і тиску 1 атм дорівнює 0,899 г/л[1]. Температура кипіння — –246,08 °C[1]. Середній вміст Неону в земній корі 5·10-7 % за масою. Основна кількість Неону зосереджена в атмосфері. Газ застосовується для виготовлення газосвітних електроламп, а також у кріотехніці.
Історія[ред. | ред. код]
Неон відкрили в 1898 англійські вчені Вільям Рамзай і Моріс Треверс при спектральному дослідженні залишків рідкого повітря.
У 1910 французький інженер Жорж Клод виготовив газорозрядну лампу, наповнену неоном. У 1912 його співробітник почав продавати неонові трубки для реклами.
Неон прислужився фундаментальним дослідженням. У 1913 Джозеф Джон Томсон, використовуючи прообраз мас-спектрограф, пропускав через камеру, наповнену неоном, катодні промені, тобто електронний пучок. На фотографічній пластинці відобразилися дві різні серії ліній, що свідчило про присутність в газі атомів різної маси. Експеримент, незрозумілий на той час, був відкриттям ізотопів.
Походження назви[ред. | ред. код]
Назва походить від грец. νέος — новий і свідчить про радість дослідників, що виявили в повітрі, окрім аргону, інші інертні гази. Існує легенда, за якою назву новому елементу дав дванадцятирічний син Рамзая: побачивши незвичайне яскраво-червоне випромінювання речовини в трубці для проведення спектрального аналізу, він радісно закричав: «Новий! Новий!».
Неон у природі[ред. | ред. код]
Вміст Ne в атмосферному повітрі становить 1,82·10-3 % за об'ємом (загальні запаси 7,8·1014 м³). У 1 м³ повітря міститься близько 18,2 см³ неону. У земній корі міститься 7·10-9 % неону, в морській воді — 2·10-8 %.
У масштабах Всесвіту Неон п'ятий за поширенням елемент після Гідрогену, Гелію, Оксигену й Карбону. На Землі його відносно мало, що пояснюється його легкістю та хімічною інертністю — земне тяжіння не може його втримати. Якщо у Всесвіті частка Неону становить 1/750 за масою, то навіть у верхніх шарах атмосфери Юпітера вона зменшена до 1/6000[2], а на Землі до 1/83000.
Утворення[ред. | ред. код]
Неон утворюється в зорях внаслідок альфа-процесу, при якому альфа-частинка поглинається ядром атома Оксигену з випромінюванням гамма-кванта.
- .
Цей процес вимагає температури понад 100 млн градусів і маси зорі понад три сонячні.
Ізотопи[ред. | ред. код]
Неон має багато ізотопів, серед яких три стабільні: 20Ne (90,48 %), 21Ne (0,27 %) та 22Ne (9,25 %). Ізотопи 21Ne і 22Ne виникають при ядерних реакціях, можливих у земних умовах, тоді як 20Ne утворюється лише в зорях. Ізотопний вміст Неону в різних породах дещо різний, і причина інтенсивно дискутується[3]. 21Ne і 22Ne утворюються внаслідок захоплення нейтронів та подальшого альфа-розпаду 24Mg і 25Mg. Нейтрони, що спричиняють такі реакції, здебільшого випромінюються продуктами розпаду уранових рядів. Тому в багатих ураном мінералах, таких як граніт, співвідношення 20Ne/22Ne дещо менше, а співвідношення 21Ne/22Ne — дещо більше, ніж у середньому[4]. Ізотоп 21Ne утворюється також внаслідок реакцій сколювання, викликаної космічними променями.
З іншого боку, Неон магматичного походження, наявний у вулканічних газах багатший ізотопом 20Ne, а також нуклеогенним 21Ne на противагу 22Ne. 20Ne, вочевидь, первинний, захоплений при утворенні Землі. Про це свідчить також підвищений вміст 20Ne в алмазі. Можливо, цей первинний Неон має сонячне походження і принесений на Землю сонячним вітром[джерело?].
Отримання[ред. | ред. код]
У промисловості неон отримують як побічний продукт при розділенні рідкого повітря на кисень і азот. При температурі, нижчій за температуру випаровування азоту, неон і гелій залишаються в газовій фазі. Для розділення неону й гелію використовують ту властивість неону, що він, на відміну від гелію, адсорбується на поверхні активованого вугілля. Загалом, виробництво неону дорогий процес, отримання інших інертних газів, гелію та аргону, дешевше.
Властивості[ред. | ред. код]
Фізичні властивості[ред. | ред. код]

Неон найбільш інертний хімічний елемент, інертніший навіть від гелію. Він має 10 електронів, із повністю заповненою другою оболонкою.
Неон має найменшу температурну область рідкого стану — від 24,56 К до 27,1 К. До температури 24,56 К неон — тверда речовина, кріокристал. Його густина в твердому стані 1,5702 г/см³ при температурі 4 К[5]. Потрійна точка неону, 24,5561 К, є одним із реперів для визначення температурної шкали.
Спектр випромінювання неону, показаний на діаграмі праворуч, має велику густину ліній в червоній області, чим пояснюється червоно-оранжеве світіння газу при збудженні. Світіння неону зумовлене переходами між збудженими станами. Енергія найнижчого збудженого рівня неону становить приблизно 17 еВ і лежить в ультрафіолетовій області.
Хімічні властивості[ред. | ред. код]
Стабільних хімічних сполук Неон не утворює. З водою утворює сполуку включення (так званий клатрат) зі складом Ne·6Н2О. Відомі так звані ексимерні молекули Ne2 і NeF, що містять неон. На переходах цих молекул з метастабільного стану в незв'язаний генерується лазерне випромінювання. Іон Неону утворює комплекси з деякими іншими елементами: (NeAg)+ , (HNe)+, (HeNe)+.
Застосування[ред. | ред. код]
Неон застосовують для наповнення газорозрядних ламп, сигнальних ламп радіотехнічної апаратури, індикаторних ламп, в техніці низьких температур. Суміш неону і гелію використовують як робоче середовище в газових лазерах. Трубки, заповнені сумішшю неону й азоту (так звані неонові трубки, що містять близько 10 об'ємних відсотків Ne), при пропусканні через них електричного розряду дають червоне світіння, у зв'язку з цим вони широко використовуються в рекламі. Рідкий неон використовують як охолоджувач у кріогенних установках. Раніше неон застосовувався в промисловості як інертне середовище, але він був витиснений дешевшим аргоном.
Див. також[ред. | ред. код]
Література[ред. | ред. код]
- Глосарій термінів з хімії / уклад. Й. Опейда, О. Швайка ; Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк : Вебер, 2008. — 738 с. — ISBN 978-966-335-206-0.
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2004—2013.
- Финкельштейн Д. Н. Инертные газы. — Изд. 2-е. — М. : Наука, 1979. — 200 с.(рос.)
Примітки[ред. | ред. код]
- ↑ а б «Noble Gas». Encyclopædia Britannica. 2008. http://www.britannica.com/eb/article-9110613/noble-gas.(англ.)
- ↑ Morse, David (1996-01-26). Galileo Probe Science Result. Galileo Project. Архів оригіналу за 2013-06-23. Процитовано 2007-02-27.
- ↑ Dickin, Alan P (2005). Neon. Radiogenic isotope geology. с. 303. ISBN 9780521823166.
- ↑ Resources on Isotopes. Periodic Table—Neon Архівовано 2006-09-23 у Wayback Machine.. explanation of the nucleogenic sources of Ne-21 and Ne-22. USGS.gov.
- ↑ Криокристалы. Под редакцией Б. И. Веркина и А. Ф. Прихотько. Киев. Наукова думка. 1983.