Neonhistorie, egenskaper, struktur, risikoer, bruker

Han neon Det er et kjemisk element som er representert av NE -symbolet. Det er en edel gass hvis navn på gresk betyr ny, en kvalitet som kan opprettholde i flere tiår ikke bare for blinket av oppdagelsen, men også ved å pryde byer i utviklingen av moderniseringen med lyset.

Vi har alle noen gang hørt om neonlys, som faktisk tilsvarer noe mer enn rødtrærne; Med mindre de er blandet med andre gasser eller tilsetningsstoffer. I dag har de en bisarr luft sammenlignet med nyere belysningssystemer; Imidlertid er neon mye mer enn en moderne og fantastisk lyskilde.

Dragon laget av rør fylt med neon og andre gasser som ved å motta en elektrisk strøm blir ionisert og utsendte karakteristiske lys og farger. Kilde: Andrewkeenanananrichardson [CC0].

Denne gassen som består tilnærmet NE, likegyldig til hverandre, representerer det mest inerte og edle stoffet av alle; Det er det mest inerte elementet i det periodiske bordet, og for tiden og formelt er det ikke kjent en sammensatt stabil nok. Den er enda mer inert enn Helio selv, men også dyrere.

Den høye kostnaden for neonen skyldes at den ikke blir trukket ut fra undergrunnen, som med helium, men fra flytning og kryogen destillasjon av luften; Selv når det er til stede i atmosfæren med tilstrekkelig overflod til å oppnå et stort volum av neon.

Det er lettere å trekke ut helium fra naturgassreserver, for å blande luft og trekke ut neonen. I tillegg er overflod mindre enn helium, både i og utenfor jorden. I universet er neonen i novasene og supernovaene, så vel som i tilstrekkelig frosne regioner for å forhindre at det slipper unna.

I sin flytende form er det et kjølemedium som er mye mer effektivt enn flytende helium og hydrogen. Det er også et element som er til stede i den elektroniske industrien når det gjelder lasere og utstyr som oppdager stråling.

[TOC]

Historie

Argons vugge

NEONs historie er nært knyttet til resten av gassene som utgjør luften og dens funn. Den engelske kjemikeren Sir William Ramsay, sammen med sin mentor John William Strutt.

Fra en luftprøve klarte de. Hans vitenskapelige lidenskap førte ham også til oppdagelsen av helium, etter å ha oppløst det cleveittiske mineralet i et surt medium og samlingen karakteriserer den frigjorte gassen.

Deretter mistenkte Ramsay at det var et kjemisk element som ligger mellom helium og argon, og dedikerte mislykkede forsøk på å finne dem i mineralprøver. Inntil han endelig vurderte at det i Argon skulle være "skjult" andre mindre rikholdige gasser i luften.

Dermed begynte eksperimentene som førte til oppdagelsen av neonen med den kondenserte argonen.

Oppdagelse

I sitt arbeid, Ramsay, hjulpet av sin kollega Morris w. Travers, begynte med en sterkt renset og flytende argonprøve, som deretter sendte inn en slags kryogen og brøkdestillasjon. I 1898 og ved University College London klarte begge engelske kjemikere å identifisere og isolere tre nye gasser: Neon, Kripton og Xenon.

Den første var neonen, som skimtet da de samlet den i et glassrør der de påførte et elektrisk støt; Hans intense rød-oransje lys var enda mer overraskende enn fargene på Kripton og Xenon.

Det var på denne måten Ramsay ga denne bensinen navnet 'Neon', som på gresk betyr 'ny'; Et nytt dukket opp element av Argon. Kort tid etter, i 1904 og takket være dette arbeidet, mottok han og Travers Nobelprisen i kjemi.

Neon lys

Ramsay hadde lite å gjøre med de revolusjonerende neon -applikasjonene der belysning er bekymret. I 1902 dannet elektroingeniøren og oppfinneren Georges Claude, sammen med Paul Delform, selskapet L'Air Liquide, dedikert til å selge flytende gasser til bransjene og så snart det lysende potensialet til neon.

Claude, inspirert av oppfinnelsene til Thomas Edison og Daniel McFarlan Moore, bygde de første neonfylte rørene, og signerte patent i 1910. Han solgte produktet sitt praktisk under følgende forutsetning: Neonlys er forbeholdt byer og monumenter for å være veldig blendende og attraktive.

Kan tjene deg: Endergonic reaksjon

Siden den gang går resten av neons historie til i dag hånd i hånd med utseendet til nye teknologier; så vel som behovet for kryogene systemer som kan bruke det som en kjølevæskevæske.

Fysiske og kjemiske egenskaper

- Utseende

Ampule eller glasskrukke med neon begeistret av et elektrisk støt. Kilde: Hi-res-bilder av kjemiske elementer [CC av 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/av/3.0)]

Neon er en fargeløs, luktfri gass og har ingen smak. Imidlertid, når et elektrisk støt påføres. Dets atomer blir ionisert eller begeistret, og avgir fotoner med energi som kommer inn i det synlige spekteret i form av en oransje rødlig blits (overlegen bilde).

Neonlys er da rødt. Jo større gasstrykk, jo større er den nødvendige strømmen og den røde lysstyrken som er oppnådd. Disse lysene som belyser smugene eller fasadene i butikkene er veldig vanlige, spesielt i kaldt klima; Siden er den rødlige intensiteten slik at den kan overføre tåken fra betydelige avstander.

- Molmasse

20.1797 g/mol.

- Atomnummer (z)

10.

- Smeltepunkt

-248,59 ºC.

- Kokepunkt

 -246.046 ºC.

- Tetthet

-Under normale forhold: 0,9002 g/l.

-Av væsken, rett ved kokepunktet: 1 207 g/ml.

- Damptetthet

0.6964 (i luftforhold = 1). Det vil si at luften er 1,4 ganger tettere enn neonen. Deretter vil en neon oppblåst ballong stige i luften; Selv om det er mindre raskt sammenlignet med en oppblåst med helium.

- Damptrykk

0,9869 atm ved 27 K (-246,15 ºC). Merk at neonen ved den lave temperaturen allerede utøver et trykk som kan sammenlignes med atmosfærisk.

- Fusjonsvarme

0,335 kJ/mol.

- Fordampningsvarme

1,71 kJ/mol.

- Molar varmekapasitet

20,79 J/(mol · K).

- Ioniseringsenergier

-Først: 2080,7 kJ/mol (NE⁺ gassform).

-For det andre: 3952,3 kJ/mol (NE²⁺ gassform).

-Tredje: 6122 kJ/mol (NE³⁺ gassform).

Neonioniseringsenergier er spesielt høye. Dette skyldes vanskeligheten med å fjerne en av elektronene fra Valencia til det lille atomet (sammenlignet med de andre elementene i samme periode).

- Oksidasjonsnummer

Det eneste sannsynlige og teoretiske oksidasjonsnummeret eller tilstanden er 0; Det vil si at i sin sammensatte hypotetikk vinner eller mister ikke elektroner, men samhandler som et nøytralt atom (NE⁰).

Dette skyldes null reaktivitet som edel gass, som ikke tillater den å få elektroner på grunn av mangel på en energisk tilgjengelig orbital; og heller ikke å kunne miste dem med positive oksidasjonstall, på grunn av vanskeligheten med å overvinne den effektive kjernefysiske belastningen på sine ti protoner.

- Reaktivitet

Til høyre over forklarer hvorfor en edel gass er lite reaktiv. Imidlertid, blant alle edle gasser og kjemiske elementer, er neonen eieren av den sanne kronen til adelen; Den innrømmer ikke elektroner på noen måte eller noen, og heller ikke din egen del fordi kjernen forhindrer den og derfor ikke danner kovalente bindinger.

Neon er mindre reaktiv (edlest) enn helium fordi den atomradius er større, den effektive kjernefysiske belastningen til de ti protonene overstiger den av de to protonene i heliumkjernen.

Når gruppe 18 stiger ned, avtar denne kraften fordi atomradius øker betydelig; Og det er grunnen til at de andre edle gassene (spesielt Xenon og Kripton) kan danne forbindelser.

Forbindelser

Til dags dato er ingen eksternt stabil forbindelse av neonen kjent. Imidlertid har det blitt bevist gjennom optiske studier og massespektrometri, eksistensen av polyromiske kationer som: [nær]⁺, Wne³⁺, Rhne²⁺, Mone²⁺, [NEH]⁺ og [Nehe]⁺.

Det kan også tas nevnt for vanene deres forbindelser, der selv om det ikke er noen kovalente bindinger (i det minste ikke formelt), tillater ikke -kovalente interaksjoner dem å holde seg sammenhengende under strenge forhold.

Noen slike forbindelser av van der vegger for neon er for eksempel: NE₃ (Trimer), jeg₂Ne₂, Nenico, neauf, linje, (n₂)₆Ne₇, Nec_tjueH_tjue (Fullereno Endoedical Complex), etc. Og i tillegg skal det bemerkes at organiske molekyler også kan "gni skuldre" med denne gassen under veldig spesielle forhold.

Det kan tjene deg: sølvoksid (Ag2o)

Detaljene for alle disse forbindelsene er at de ikke er stabile; I tillegg er det meste fra midten av et veldig sterkt elektrisk felt, der gassformige metallatomer er begeistret i selskap med neon.

Selv å ha en kovalent (eller ionisk) kobling, tar noen kjemikalier ikke bryet med å tenke på dem som sanne forbindelser; Og derfor fortsetter neonen å være et edelt og inert element sett fra alle "normale" flanker.

Elektronisk struktur og konfigurasjon

Interatomiske interaksjoner

Neonatomet kan visualiseres som en nesten kompakt sfære på grunn av dens lille størrelse, og den store effektive kjernefysiske belastningen til de ti elektronene, hvorav åtte er fra Valencia, i henhold til dens elektroniske konfigurasjon:

1s²2s²2 s⁶  eller [han] 2s²2 s⁶

Dermed samhandler Atom Ne med omgivelsene ved å bruke 2s og 2p orbitaler. Imidlertid er de helt fulle av elektroner, i samsvar med den berømte oktetten av Valencia.

Du kan ikke få flere elektroner fordi 3S -orbitalen ikke er tilgjengelig energi; I tillegg til det faktum at du ikke kan miste dem for deres lille atomradius og den "smale" avstanden skiller dem fra de ti protonene i kjernen. Derfor er dette atomet eller N -sfæren veldig stabilt, og ikke kan danne kjemiske bindinger med praktisk talt noe element.

Dette er atomer som definerer gassfasen. Å være veldig liten, den elektroniske skyen er homogen og kompakt, vanskelig å polarisere og derfor etablere øyeblikkelige dipolmomenter som induserer andre i naboatomer; det vil si at spredningskreftene mellom NE -atomene er veldig svak.

Væske og glass

Det er grunnen til at temperaturen må gå ned til -246 ºC slik at neonet kan bevege seg fra gassformig tilstand til væsken.

En gang ved denne temperaturen er NE -atomene nær nok til at spredningen tvinger samhold i en væske; Selv om det tilsynelatende ikke er så imponerende som kvantevæsken i flytende helium og dens overflødighet, har den en kjølekraft 40 ganger høyere enn dette.

Dette betyr at et flytende neonkjølesystem er 40 ganger mer effektivt enn et flytende helium; Avkjøl raskere og hold temperaturen i lengre tid.

Årsaken kan skyldes det faktum at selv med atomene er tyngre enn de fra HE, skiller den førstnevnte seg og spredes lettere (de varmer opp) enn sistnevnte; Men interaksjonene deres er så svake under kollisjonene eller møtene, at de bremser (kule) raskt).

Når temperaturen synker enda mer, opp til -248 ºC, blir spredningskreftene sterkere og mer retningsbestemt, nå i stand til å bestille atomene jeg skal krystallisere i et kubikkstrukturglass sentrert på ansiktene (FCC). Denne helium FCC -krystallen er stabil under alle trykk.

Hvor er det og skaffer seg

Supernovas og isete miljøer

I dannelsen av en supernova sprer de neon jetfly som ender opp med å komponere disse stjerneskyene og reise til andre regioner i universet. Kilde: Pxhere.

Neon er det femte rikeste kjemiske elementet i hele universet. På grunn av mangelen på reaktivitet, høyt damptrykk og lysdeig, slipper den unna jordens atmosfære (selv om det i mindre grad er enn helium), og lite oppløses i havene. Det er grunnen til at her, i jordens luft, har den knapt en konsentrasjon på 18,2 ppm etter volum.

For at denne konsentrasjonen av neon skal øke, er det nødvendig å gå nedover temperaturen til nabolagene med absolutt null; Bare mulige forhold i kosmos, og i mindre grad, i de frosne atmosfærene til noen gassgiganter som Jupiter, på de steinete meteorittoverflatene, eller i månens eksosfære.

Den største konsentrasjonen ligger imidlertid i Novas eller Supernovas fordelt over hele universet; så vel som i stjernene som har sin opprinnelse, mer klumpete enn solen vår, inne hvis neonatomer er produsert som en nukleosyntese mellom kull og oksygen.

Det kan tjene deg: isoamilo acetat: struktur, egenskaper, syntese og bruk

Luftflikt

Selv om konsentrasjonen bare er 18,2 ppm i luften vår, er det nok for noen få liter neon fra ethvert hjemmeplass kan oppnås.

For å produsere det er det nødvendig. På denne måten kan atomene deres skilles fra væskefasen sammensatt av flytende oksygen og nitrogen.

Isotoper

Den mest stabile isotopen av neon er ^tjueNe, med en overflod på 90,48%. Den har også to andre isotoper som også er stabile, men mindre rikelig: ^tjueenNE (0,27%) og ²²NE (9,25%). De resterende handler om radioisotoper, og for øyeblikket er femten av dem kjent (^15-19Ne og ne^23-32).

Risiko

Neon er en ufarlig gass fra nesten alle mulige aspekter. På grunn av sin null kjemiske reaktivitet, griper den ikke i det hele tatt med noen metabolsk prosess, og akkurat som den kommer inn i organismen forlater den uten å bli assimilert. Det har ikke øyeblikkelig farmakologisk effekt; Skjønt, det har vært assosiert med mulige bedøvelseseffekter.

Det er grunnen til at hvis det er en neonlekkasje, representerer det ikke en bekymringsfull alarm. Imidlertid, hvis luftkonsentrasjonen av atomene er veldig stor, kan den bevege seg til oksygenmolekylene vi puster, som ender opp med å provosere kvelning og en hel serie symptomer forbundet med det.

Nå kan den flytende neonen forårsake kalde forbrenninger til kontakten, så det er ikke tilrådelig å berøre den direkte. Hvis trykket på beholderne er veldig høyt, kan en brå sprekker være eksplosivt; Ikke på grunn av tilstedeværelsen av flammer, men ved gassens kraft.

Neon representerer heller ikke en fare for økosystemet. I tillegg er konsentrasjonen i luften veldig lav, og det er ikke noe problem med å puste den. Og viktigst av alt: det er ikke en brennbar gass. Derfor vil det aldri brenne uavhengig av hvor høye temperaturer er.

applikasjoner

Lyn

Som nevnt er neonrøde lys til stede i tusenvis av bedrifter. Årsaken er at det knapt er et lavt gasstrykk (~ 1/100 atm) slik at det kan produsere, til det elektriske støtet, dets karakteristiske lys, som også har blitt plassert i annonser av forskjellige slag (reklame, tegn på vei, etc.).

Neonfylte rør kan være laget av glass eller plast, og skaffe seg alle slags figurer eller former.

Elektronisk industri

Neon er en veldig viktig gass i den elektroniske industrien. Det brukes til fremstilling av lysstoffrør og oppvarmingslamper; Enheter som oppdager stråling eller høye spenninger, TV -cifescoper, geiser -tellere og ioniseringskameraer.

Lasere

Sammen med helium kan NE-He-duoen brukes til laserenheter, som projiserer et rødlig lys.

Klatrat

Selv om det er sant at neon ikke kan danne noen forbindelse, har det blitt funnet at under høye trykk (~ 0,4 GPa) er atomene deres fanget inne i isen for å danne en klatrat. I den er NE -atomene begrenset til en slags kanal begrenset av vannmolekyler, og som den kan mobilisere langs glasset.

Selv om det ikke er mange potensielle applikasjoner for denne neonklatningen, kan det i fremtiden være et alternativ for lagring; eller ganske enkelt, tjene som en modell for å utdype forståelsen av disse frosne materialene. Kanskje på noen planeter er neonen fanget i ismasser.

Referanser

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
2. Nasjonalt senter for bioteknologiinformasjon. (2019). Neon. PubChem -database. CID = 23987. Gjenopprettet fra: Pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
3. J. av Smedt, w. H. Keesom og h. H. Mooy. (1930). På krystallstrukturen til neon. Fysisk laboratorium på Leiden.
4. Xiaohui Yu & Col. (2014). Krystallstruktur og innkapsling Dynamikk av ICE II-strukturert neonhydrat. Proceedings of the National Academy of Sciences 111 (29) 10456-10461; Doi: 10.1073/PNAs.1410690111
5. Wikipedia. (2019). Neon. Hentet fra: i.Wikipedia.org
6. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (22. desember 2018). 10 neonfakta - kjemisk element. Gjenopprettet fra: Thoughtco.com
7. Dr. Doug Stewart. (2019). Fakta om neonelement. Chemicool. Gjenopprettet fra: Chemicool.com
8. Wikipedia. (2019). Neonforbindelser. Hentet fra: i.Wikipedia.org
9. Nicola McDougal. (2019). Elementet neon: historie, fakta og bruk. Studere. Gjenopprettet fra: Studie.com
10. Jane e. Boyd & Joseph Rucker. (9. august 2012). Blaze of Crimson Light: The Story of Neon. Science History Institute. Gjenopprettet fra: ScienceHistory.org