Неон
[править | править вики-текст]Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Стабильная версия была проверена 24 апреля 2017. Имеются непроверенные изменения в шаблонах или файлах.
У этого термина существуют и другие значения, см. Неон (значения).
10 Фтор ← Неон → Натрий
He
↑
Ne
↓
Ar
Периодическая система элементов
10NeCubic-face-centered.svgElectron shell 010 Neon.svg
Внешний вид простого вещества
Неон в сосуде
Инертный газ без цвета, вкуса и запаха
Свойства атома
Название, символ, номер
Неон / Neon (Ne), 10
Атомная масса
(молярная масса)
20,1797(6)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация
[He] 2s2 2p6
Радиус атома
? (38)[2] пм
Химические свойства
Ковалентный радиус
58[2] пм
Радиус иона
112[2] пм
Электроотрицательность
4,4 (шкала Полинга)
Электродный потенциал
0
Энергия ионизации
(первый электрон)
2079,4(21,55) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)
тв. - 1,444 г/см³ (при 24,66 К);
ж. - 1,204 г/см³ (при −246 °C);
газ. — 0,9002 кг/м³ (при −0 °C, 101,325 кПа) г/см³
Температура плавления
24,55 К; −248,6 °C
Температура кипения
27,1 К; −246,05 °C
Критическая точка
44,4 К, 2,65 МПа
Уд. теплота испарения
1,74 кДж/моль
Молярная теплоёмкость
20,79[3] Дж/(K·моль)
Молярный объём
16,8 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки
кубическая гранецентрированная
Параметры решётки
4,430 Å
Температура Дебая
63,00 K
Прочие характеристики
Теплопроводность
(300 K) (0,0493) Вт/(м·К)
Номер CAS
7440-01-9
10
Неон
Ne20,1797
2s22p6
Нео́н (химический символ — Ne; лат. Neon) — элемент восемнадцатой группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы восьмой группы), второго периода периодической системы химических элементов, с атомным номером 10. Инертный газ. Пятый по распространённости элемент Вселенной после водорода, гелия, кислорода и углерода. Простое вещество неон — инертный одноатомный газ без цвета и запаха. Обнаружен (наряду с ксеноном и аргоном) в 1898 году путём вывода из жидкого воздуха водорода, кислорода, аргона и углекислого газа.
Содержание [скрыть]
1 История
1.1 Происхождение названия
2 Распространённость
2.1 Во Вселенной
2.2 Земная кора
3 Определение
4 Физические свойства
5 Химические свойства
6 Изотопы
7 Получение
8 Применение
9 Физиологическое действие
10 Интересные факты
11 Примечания
12 Ссылки
История[править | править вики-текст]
Неон открыли в июне 1898 года английские химики Уильям Рамзай и Морис Траверс[4]. Они выделили этот инертный газ «методом исключения» после того, как кислород, азот и все более тяжёлые компоненты воздуха были сжижены. Элементу дали незамысловатое название «неон», что в переводе с греческого означает «новый». В декабре 1910 года французский изобретатель Жорж Клод создал газоразрядную лампу, заполненную неоном.
Происхождение названия[править | править вики-текст]
Название происходит от греч. νέος — новый.
Существует легенда, согласно которой название элементу дал тринадцатилетний сын Рамзая — Вилли, который спросил у отца, как тот собирается назвать новый газ, заметив при этом, что хотел бы дать ему имя novum (лат. — новый). Его отцу понравилась эта идея, однако он посчитал, что название neon, образованное от греческого синонима, будет звучать лучше[5].
Распространённость[править | править вики-текст]
Во Вселенной[править | править вики-текст]
В мировой материи неон распределен неравномерно, однако в целом по распространенности во Вселенной он занимает пятое место среди всех элементов — около 0,13 %[6] по массе. Наибольшая концентрация неона наблюдается на Солнце и других горячих звездах, в газовых туманностях, в атмосфере внешних планет Солнечной системы — Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна[3]. В атмосфере многих звезд неон занимает третье место после водорода и гелия[7].
Земная кора[править | править вики-текст]
Из всех стабильных элементов второго периода неон — самый малораспространённый на Земле[8]. В рамках восьмой группы неон по содержанию в земной коре занимает третье место — после аргона и гелия[8]. Газовые туманности и некоторые звезды содержат неона во много раз больше, чем на Земле.
На Земле наибольшая концентрация неона наблюдается в атмосфере — 1,82·10−3%[3][9] по объёму, а его общие запасы оцениваются в 7,8·1014 м³[3]. В 1 м³ воздуха содержится около 18,2 см³ неона (для сравнения: в том же объёме воздуха содержится только 5,2 см³ гелия)[9]. Среднее содержание неона в земной коре мало − 7·10−9% по массе[3]. Всего на нашей планете около 6,6·1010 т неона[источник не указан 2848 дней]. В изверженных породах находится около 109 т этого элемента[10]. По мере разрушения пород газ улетучивается в атмосферу. В меньшей мере атмосферу снабжают неоном и природные воды.
Причину неоновой бедности нашей планеты ученые усматривают в том, что некогда Земля потеряла свою первичную атмосферу, которая и унесла с собой основную массу инертных газов, которые не могли, как кислород и другие газы, химически связаться с другими элементами в минералы и тем самым закрепиться на планете[источник не указан 2848 дней].
Определение[править | править вики-текст]
Качественно неон определяют по спектрам испускания (характеристические линии 585,25 нм и 540,05 нм), количественно — масс-спектрометрическими и хроматографическими методами анализа[3].
Физические свойства[править | править вики-текст]
Свечение неона в газоразрядной трубке.
Благородные газы — бесцветные одноатомные газы без вкуса и запаха.
Инертные газы обладают более высокой электропроводностью по сравнению с другими газами и при прохождении через них тока ярко светятся, в частности неон огненно-красным светом, так как самые яркие его линии лежат в красной части спектра.
Эмиссионный спектр неона (слева направо: от ультрафиолетовых до инфракрасных линий. Линии, находящиеся в невидимых глазом участках спектра, изображены белым цветом).
Насыщенность внешних электронных оболочек атомов инертных газов обусловливает более низкие точки сжижения и отвердевания, чем у других газов с близкими молекулярными массами.
Химические свойства[править | править вики-текст]
Все благородные газы имеют завершенную электронную оболочку, поэтому они химически инертны. Химическая инертность неона исключительна, в этом с ним может конкурировать только гелий. Пока не получено ни одного его валентного соединения. Даже так называемые клатратные соединения неона с водой (Ne·6Н2О), гидрохиноном и другими веществами (подобные соединения тяжелых благородных газов — радона, ксенона, криптона и даже аргона — широко известны) получить и сохранить очень трудно.
Однако, с помощью методов оптической спектроскопии и масс-спектрометрии установлено существование ионов Ne+, (NeAr)+, (NeH)+, и (HeNe)+.
Изотопы[править | править вики-текст]
Основная статья: Изотопы неона
Существует три стабильных изотопа неона: 20Ne (изотопная распространённость 90,48 %), 21Ne (0,27 %) и 22Ne (9,25 %)[11]. Повсеместно преобладает легкий 20Ne.
Во многих альфа-активных минералах относительное содержание тяжелых 21Ne и 22Ne в десятки и сотни раз больше содержания их в воздухе. Это вызвано тем, что основными механизмами образования этих изотопов являются ядерные реакции, происходящие при бомбардировке ядер алюминия, натрия, магния и кремния продуктами распада ядер тяжёлых элементов. Кроме того, подобные реакции происходят в земной коре и атмосфере под воздействием космического излучения.
Зафиксирован также ряд малопродуктивных ядерных реакций[12], при которых образуются 21Ne и 22Ne — это захват альфа-частиц ядрами тяжелого кислорода 18О и фтора 19F:
{displaystyle mathrm {{}_{8}^{18}O} +mathrm {{}_{2}^{4}He} rightarrow mathrm {{}_{10}^{21}Ne} +mathrm {{}_{0}^{1}n} } {mathrm {{}_{{8}}^{{18}}O}}+{mathrm {{}_{{2}}^{{4}}He}}rightarrow {mathrm {{}_{{10}}^{{21}}Ne}}+{mathrm {{}_{{0}}^{{1}}n}}
{displaystyle mathrm {{}_{9}^{19}F} +mathrm {{}_{2}^{4}He} rightarrow mathrm {{}_{10}^{22}Ne} +mathrm {{}_{1}^{1}H} } {mathrm {{}_{{9}}^{{19}}F}}+{mathrm {{}_{{2}}^{{4}}He}}rightarrow {mathrm {{}_{{10}}^{{22}}Ne}}+{mathrm {{}_{{1}}^{{1}}H}}
Источник преобладающего на Земле лёгкого нуклида 20Ne до сих пор не установлен.
Считается, что в космическом пространстве неон также преимущественно представлен лёгким нуклидом 20Ne. В метеоритах обнаруживают немало 21Ne и 22Ne, но эти нуклиды предположительно образуются в самих метеоритах под воздействием космических лучей за время странствий во Вселенной.
Кроме трех стабильных нуклидов неона, существует ещё шестнадцать нестабильных.
Получение[править | править вики-текст]
Неон получают совместно с гелием в качестве побочного продукта в процессе сжижения и разделения воздуха на крупных промышленных установках. Разделение «неоно-гелиевой» смеси осуществляется несколькими способами за счет адсорбции и конденсации и низкотемпературной ректификации.
Адсорбционный метод основан на способности неона, в отличие от гелия, адсорбироваться активированным углем, охлаждаемым жидким азотом. Конденсационный способ основан на вымораживании неона при охлаждении смеси жидким водородом, ректификационный способ основан на разнице температур кипения гелия и азота.
Неон извлекают из воздуха в аппаратах двукратной ректификации жидкого воздуха. Газообразные неон и гелий скапливаются в верхней части колонны высокого давления, то есть в конденсаторе-испарителе, откуда под давлением около 0.55 МПа подаются в трубное пространство дефлегматора, охлаждаемое жидким N2. Из дефлегматора обогащенная смесь Ne и Не направляется для очистки от N2 в адсорберы с активированным углем, из которых после нагревания поступает в газгольдер (содержание Ne + He до 70 %); степень извлечения смеси газов 0.5-0.6. Последнюю очистку от N2 и разделение Ne и Не можно осуществлять либо селективной адсорбцией при температуре жидкого N2, либо конденсационными методами — с помощью жидких Н2 или Ne. При использовании жидкого водорода дополнительно проводят очистку от примеси водорода с помощью CuO при 700 °C. В результате получают неон 99,9%-ной чистоты по объёму[3].
Основным промышленным способом получения неона (в последнее десятилетие) является разделение неоно-гелиевой смеси путём низкотемпературной ректификации — смесь неона и гелия предварительно очищают от примеси азота и водорода (водород выжигают в печи, заполненной катализатором), а азот в низкотемпературных дефлегматорах и в блоке криогенных адсорберов, заполненных активированным углём (уголь охлаждается змеевиками с кипящим в них под вакуумом азотом). После удаления азота неоно-гелиевая смесь сжимается компрессором и поступает в ректификационную колонну (предварительно охлаждаемая до температуры кипящего под вакуумом азота) для разделения. Для понижения температуры охлаждённая смесь дросселируется с 25 МПа до 0,2-0,3 МПа (в зависимости от режима работы установки). В верхней части колонны, из-под крышки конденсатора, отбирается гелий с примесью до 20 % неона, в нижней части колонны в жидком виде получается неон. В качестве холодильного цикла используется дроссельный холодильный цикл с рабочей средой-хладагентом чистым неоном. Ректификационный метод разделения неоно-гелиевой смеси позволяет получить неон чистотой до 99,9999 %.
Промышленные установки по получению неона высокой чистоты построены и успешно эксплуатируются на Украине — г. Мариуполь (предприятие «Ингаз») и г. Одесса (предприятие «Айсблик»), в Российской Федерации — г. Москва.
Применение[править | править вики-текст]
«Неоновая» вывеска
Жидкий неон используют в качестве охладителя в криогенных установках. Ранее неон применялся в промышленности в качестве инертной среды, но был вытеснен более дешёвым аргоном.
Символ элемента, выполненный из неоновых трубок
Неоном наполняют газоразрядные лампы, сигнальные лампы в радиотехнической аппаратуре, фотоэлементы, выпрямители.
Смесь неона и гелия используют как рабочую среду в газовых лазерах (гелий-неоновый лазер).
Трубки, заполненные смесью неона и азота, при пропускании через них электрического разряда дают красно-оранжевое свечение, в связи с чем они широко используются в рекламе. По традиции «неоновыми» часто называют также разрядные трубки других цветов, в реальности использующие свечение других благородных газов или флуоресцирующего покрытия (см. справа).
Неоновые лампы используют для сигнальных целей на маяках и аэродромах, так как их красный цвет очень слабо рассеивается туманом и мглой.
Физиологическое действие[править | править вики-текст]
Инертные газы обладают физиологическим действием, которое проявляется в их наркотическом воздействии на организм. Наркотическое воздействие неона (как и гелия) при нормальном давлении в опытах не регистрируется, а при повышении давления первыми возникают симптомы «неврологического синдрома высокого давления» (НСВД)[13].
В связи с этим, наряду с гелием, неон в составе неоно-гелиевой смеси используется для дыхания океанавтов, водолазов, людей, работающих при повышенных давлениях, чтобы избежать газовой эмболии и азотного наркоза. Преимущество смеси в том, что она меньше охлаждает организм, так как теплопроводность неона меньше, чем гелия.
Лёгкий неоно-гелиевый воздух облегчает также состояние больных, страдающих расстройствами дыхания.
Содержание неона в высоких концентрациях во вдыхаемом воздухе может вызвать головокружение, тошноту, рвоту, потерю сознания и смерть от асфиксии[14][15].
Интересные факты[править | править вики-текст]
«Неоновые огни» оправдывают своё название только в случае свечения красного цвета. Для получения других цветов используют электрический разряд в парах ртути в газоразрядных трубках, изнутри покрытых люминофором нужного цвета свечения, преобразующих ультрафиолетовое излучение разряда в видимый свет, или разряд в смеси других благородных газов.
Примечания[править | править вики-текст]
↑ Показывать компактно
↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Vol. 85, no. 5. — P. 1047-1078. — DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
↑ Перейти к: 1 2 3 Size of neon in several environments (англ.).
www.webelements.com. Проверено 8 июля 2009.
↑ Перейти к: 1 2 3 4 5 6 7 Химическая энциклопедия: в 5 т / Редкол.: Кнунянц И. Л. (гл. ред.). — Москва: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 209-210. — 639 с. — 50 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8.
↑ William Ramsay, Morris W. Travers On the Companions of Argon (англ.) // Proceedings of the Royal Society of London. — 1898. — Vol. 63.878. — P. 437–440.
↑ Mary Elvira Weeks. XVIII. The inert gases // Discovery of the elements : collected reprints of a series of articles published in the Journal of Chemical Education. — 3rd ed. rev. — Kila, MT: Kessinger Publishing, 2003. — P. 286-288. — 380 p. — ISBN 0766138720 9780766138728.
↑ Neon: geological information (англ.).
www.webelements.com. Проверено 8 июля 2009.
↑ Финкельштейн Д.Н. Глава IV. Инертные газы на Земле и в космосе // Инертные газы. — Изд. 2-е. — М.: Наука, 1979. — С. 106. — 200 с. — («Наука и технический прогресс»). — 19 000 экз.
↑ Перейти к: 1 2 Abundance in Earth's crust (англ.).
www.webelements.com. Проверено 8 июля 2009.
↑ Перейти к: 1 2 Финкельштейн Д.Н. Глава IV. Инертные газы на Земле и в космосе // Инертные газы. — Изд. 2-е. — М.: Наука, 1979. — С. 78. — 200 с. — («Наука и технический прогресс»). — 19 000 экз.
↑ Финкельштейн Д.Н. Глава IV. Инертные газы на Земле и в космосе // Инертные газы. — Изд. 2-е. — М.: Наука, 1979. — С. 95. — 200 с. — («Наука и технический прогресс»). — 19 000 экз.
↑ Isotopes of neon (англ.).
www.webelements.com. Проверено 8 июля 2009.
↑ Финкельштейн Д.Н. Глава IV. Инертные газы на Земле и в космосе // Инертные газы. — Изд. 2-е. — М.: Наука, 1979. — С. 83. — 200 с. — («Наука и технический прогресс»). — 19 000 экз.
↑ Павлов Б.Н. Проблема защиты человека в экстремальных условиях гипербарической среды обитания (рус.).
www.argonavt.com (15 мая 2007). Проверено 22 мая 2010. Архивировано из первоисточника 22 августа 2011.
↑ Neon (Ne) - Chemical properties, Health and Environmental effects (англ.).
www.lenntech.com. Проверено 8 июля 2009. Архивировано из первоисточника 22 августа 2011.
↑ Neon (ICSC) (англ.).
www.inchem.org. Проверено 19 сентября 2009. Архивировано из первоисточника 22 августа 2011.
Ссылки[править | править вики-текст]
Логотип Викисловаря В Викисловаре есть статья «неон»
commons: Неон на Викискладе
Неон на Webelements
Неон в Популярной библиотеке химических элементов
[скрыть]⛭
Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1
H
He
2
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
3
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
4
K
Ca
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
Ga
Ge
As
Se
Br
Kr
5
Rb
Sr
Y
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd
In
Sn
Sb
Te
I
Xe
6
Cs
Ba
La
Ce
Pr
Nd
Pm
Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg
Tl
Pb
Bi
Po
At
Rn
7
Fr
Ra
Ac
Th
Pa
U
Np
Pu
Am
Cm
Bk
Cf
Es
Fm
Md
No
Lr
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds
Rg
Cn
Nh
Fl
Mc
Lv
Ts
Og
8
Uue
Ubn
Ubu
Ubb
Ubt
Ubq
Ubp
Ubh
Щелочные металлы
Щёлочноземельные металлы
Лантаноиды
Актиноиды
Суперактиноиды
Переходные металлы
Другие металлы
Полуметаллы
Другие неметаллы
Галогены
Благородные газы
Свойства неизвестны
Категории: Химические элементыНеметаллыБлагородные газыНеон
Навигация
Вы не представились системеОбсуждениеВкладСоздать учётную записьВойтиСтатьяОбсуждениеЧитатьТекущая версияПравитьПравить вики-текстИсторияПоиск
Искать в Википедии
Перейти
Заглавная страница
Рубрикация
Указатель А — Я
Избранные статьи
Случайная статья
Текущие события
Участие
Сообщить об ошибке
Портал сообщества
Форум
Свежие правки
Новые страницы
Справка
Пожертвовать
Инструменты
Ссылки сюда
Связанные правки
Спецстраницы
Постоянная ссылка
Сведения о странице
Цитировать страницу
Печать/экспорт
Создать книгу
Скачать как PDF
Версия для печати
В других проектах
Викисклад
Викиданные
На других языках
Azərbaycanca
Чӑвашла
English
Suomi
Հայերեն
Коми
Кырык мары
Эрзянь
Татарча/tatarça
Ещё 138
Править ссылки
Последнее изменение этой страницы: 02:34, 24 апреля 2017.
Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия. Подробнее см. Условия использования.
Wikipedia® — зарегистрированный товарный знак некоммерческой организации Wikimedia Foundation, Inc.
Свяжитесь с нами
Политика конфиденциальностиОписание ВикипедииОтказ от ответственностиРазработчикиСоглашение о cookieМобильная версия
