Neongeschichte, Eigenschaften, Struktur, Risiken, verwendet

Er Neon Es ist ein chemisches Element, das durch das NE -Symbol dargestellt wird. Es handelt.

Wir haben alle jemals von Neonlichtern gehört, die nur den roten Bäumen entsprechen; es sei denn, sie werden mit anderen Gasen oder Zusatzstoffen gemischt. Heute haben sie eine bizarre Luft im Vergleich zu den jüngsten Beleuchtungssystemen. Neon ist jedoch viel mehr als eine moderne und atemberaubende Lichtquelle.

Drache aus Röhrchen, die mit Neon- und anderen Gasen gefüllt sind, die nach Erhalt eines elektrischen Stroms ionisierte und emittierte charakteristische Leuchten und Farben sind. Quelle: Andrewkeenanananrichardson [CC0].

Dieses Gas, das praktisch NE besteht, der sich gleichgültig gegenübersteht, stellt die inerteste und edelste Substanz aller dar; Es ist das inerteste Element der Periodenzüchter, und derzeit und formell ist es nicht bekannt, dass ein zusammengesetzter Stall genug ist. Es ist noch träger als Helio selbst, aber auch teurer.

Die hohen Kosten des Neons liegen darin, dass es nicht aus dem Untergrund extrahiert wird, wie beim Helium, sondern aus der Verflüssigung und der kryogenen Destillation der Luft; Auch wenn es in der Atmosphäre mit ausreichender Fülle vorhanden ist, um ein riesiges Volumen von Neon zu erhalten.

Es ist einfacher, das Helium aus Erdgasreserven zu extrahieren, Luft zu mischen und das Neon zu extrahieren. Darüber hinaus ist seine Fülle geringer als die von Helium, sowohl innerhalb als auch außerhalb der Erde. Im Universum befindet sich das Neon in den Novas und Supernovae sowie in ausreichend gefrorenen Regionen, um zu verhindern, dass sie entkommen.

In seiner flüssigen Form ist es ein Kältemittel viel wirksamer als flüssiges Helium und Wasserstoff. Es ist auch ein Element, das in der elektronischen Industrie in Bezug auf Laser und Ausrüstung vorhanden ist, die Strahlung erkannt.

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Geschichte

Argons Wiege

Die Geschichte des Neon. Der englische Chemiker Sir William Ramsay zusammen mit seinem Mentor John William Strutt.

Von einer Luftprobe, die sie geschafft haben. Seine wissenschaftliche Leidenschaft führte ihn auch zur Entdeckung von Helium, nachdem er das Clevite -Mineral in einem sauren Medium aufgelöst hatte und das Sammeln des freigesetzten Gas charakterisiert hatte.

Dann vermutete Ramsay, dass sich zwischen Helium und Argon ein chemisches Element befand, das fehlgeschlagene Versuche widmete, sie in Mineralproben zu finden. Bis schließlich der Ansicht, dass es in Argon "versteckt" sein sollte, andere weniger reichliche Gase in der Luft.

So begannen die Experimente, die zur Entdeckung des Neons führten.

Entdeckung

In seiner Arbeit Ramsay, unterstützt von seinem Kollegen Morris W. Travers begann mit einer hoch gereinigten und verflüssigen Argonprobe, die sich anschließend einer Art kryogener und fraktionierter Destillation unterzogen hatte. So gelang es beiden englischen Chemikern 1898 und am University College London, drei neue Gase zu identifizieren und zu isolieren: Neon, Kripton und Xenon.

Der erste war das Neon, das sich in einem Glasrohr schickte, wo sie einen elektrischen Stoßdämpfer auftraten; Sein intensives rot-orangeiges Licht war noch überraschender als die Farben von Kripton und Xenon.

Auf diese Weise gab Ramsay diesem Gas den Namen "Neon", was auf Griechisch "neu" bedeutet; Ein neues erschienenes Element von Argon. Kurz darauf erhielten er und Travers 1904 und dank dieser Arbeit den Nobelpreis für Chemie.

Neonlichter

Ramsay hatte wenig mit den revolutionären Neonanwendungen zu tun, in denen Beleuchtung betroffen ist. Im Jahr 1902 gründete der Elektroingenieur und Erfinder Georges Claude zusammen mit Paul Delorm die Firma L'Air Liquid, die dem Verkauf von Flüssiggasen an die Branchen widmete und bald das leuchtende Potenzial des Neons sah.

Claude, inspiriert von den Erfindungen von Thomas Edison und Daniel McFarlan Moore, bauten die ersten neongefüllten Röhren und unterschreiben 1910 ein Patent. Er verkaufte sein Produkt praktisch unter folgender Prämisse: Neonlichter sind Städten und Denkmälern vorbehalten, weil sie sehr schillernd und attraktiv sind.

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Seitdem geht der Rest der Geschichte von Neon bis heute Hand in Hand mit dem Erscheinen neuer Technologien. sowie das Bedürfnis nach kryogenen Systemen, die es als Kühlmittelflüssigkeit verwenden können.

Physikalische und chemische Eigenschaften

- Aussehen

Ampulle oder Glas mit Neon, die von einem elektrischen Schock erregt wurden. Quelle: Hi-Res-Bilder chemischer Elemente [CC von 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/bis/3.0)]]

Neon ist ein farbloses, geruchloses Gas und hat keinen Geschmack. Wenn jedoch ein elektrischer Schock angewendet wird. Seine Atome sind ionisiert oder angeregt und emittieren von Energie, die in Form eines orangefarbenen rötlichen Blitzes in das sichtbare Spektrum eintreten (überlegenes Bild).

Neonlichter sind also rot. Je größer der Gasdruck ist, desto größer der erforderliche Strom und die rötliche Helligkeit erhalten. Diese Lichter beleuchten die Gassen oder Fassaden der Geschäfte, insbesondere in kalten Klimazonen. Da die rötliche Intensität so ist, dass sie den Nebel aus beträchtlichen Entfernungen übertragen kann.

- Molmasse

20.1797 g/mol.

- Atomnummer (z)

10.

- Schmelzpunkt

-248,59 ºC.

- Siedepunkt

 -246.046 ºC.

- Dichte

-Unter normalen Bedingungen: 0,9002 g/l.

-Der Flüssigkeit direkt am Siedepunkt: 1.207 g/ml.

- Wasserdampfdichte

0,6964 (in Luftbeziehung = 1). Das heißt, die Luft ist 1,4 -mal dichter als das Neon. Dann steigt ein geblemkter Ballon in der Luft in die Luft; obwohl weniger schnell im Vergleich zu einem mit Helium aufgeblasenen Helium.

- Dampfdruck

0,9869 atm bei 27 K (-246,15 ºC). Beachten Sie, dass das Neon bei dieser niedrigen Temperatur bereits einen Druck ausübt, der mit atmosphärischer Sprache vergleichbar ist.

- Fusionshitze

0,335 kJ/mol.

- Verdampfungswärme

1,71 kJ/mol.

- Molarenwärmekapazität

20.79 J/(mol · k).

- Ionisationsenergien

-Erstens: 2080.7 kJ/mol (NE⁺ gasförmig).

-Zweitens: 3952.3 kJ/mol (NE²⁺ gasförmig).

-Dritte: 6122 kJ/mol (NE³⁺ gasförmig).

Neonionisierungsenergien sind besonders hoch. Dies ist auf die Schwierigkeit zurückzuführen, eines seiner Elektronen von Valencia zu seinem kleinen Atom zu entfernen (im Vergleich zu den anderen Elementen des gleichen Zeitraums).

- Oxidationszahl

Die einzige wahrscheinliche und theoretische Oxidationszahl oder -zustand beträgt 0; Das heißt, in seiner zusammengesetzten Hypothetik gewinnt oder verliert sie keine Elektronen, sondern interagiert als neutrales Atom (NE⁰).

Dies ist auf seine Null -Reaktivität als Edelgas zurückzuführen, die es ihm nicht erlaubt, Elektronen zu gewinnen, da ein energetisch verfügbares Orbital fehlt. und nicht in der Lage zu sein, sie mit positiven Oxidationszahlen zu verlieren.

- Reaktivität

Das Recht oben erklärt, warum ein edles Gas wenig reaktiv ist. Unter allen edlen Gasen und chemischen Elementen ist das Neon jedoch der Eigentümer der wahren Krone des Adels. Es gibt keine Elektronen in irgendeiner Weise oder irgendjemandem zu, und Ihr eigener Anteil kann auch nicht, weil sein Kern sie verhindert und daher keine kovalenten Bindungen bildet.

Neon ist weniger reaktiv (edelste) als Helium, da die effektive Kernlast seiner zehn Protonen zwar größer ist.

Wenn Gruppe 18 abfällt, nimmt diese Kraft ab, da der Atomradius erheblich zunimmt. Und deshalb können die anderen edlen Gase (insbesondere der Xenon und Kripton) Verbindungen bilden.

Verbindungen

Bisher ist keine fernstabile Verbindung des Neons bekannt. Es wurde jedoch durch optische Studien und Massenspektrometrie nachgewiesen, die Existenz von polyromischen Kationen wie: [in der Nähe]⁺, WNE³⁺, Rhne²⁺, Mone²⁺, [NEH]⁺ und [Neh]⁺.

Außerdem kann an ihre Verbindungen der Van der Wände erwähnt werden, bei denen nicht kovalente Bindungen (zumindest nicht formell) nicht kovalente Wechselwirkungen unter strengen Bedingungen zusammenhalten können.

Einige solche Verbindungen von Van der Wänden für Neon sind zum Beispiel: NE₃ (Trimer), ich₂Ne₂, Nenico, Neauf, Linie, (n)₂)₆Ne₇, NEC_zwanzigH_zwanzig (Fullereno Endoedical Complex) usw. Darüber hinaus sollte beachtet werden.

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Das Detail all dieser Verbindungen ist, dass sie nicht stabil sind; Darüber hinaus stammen die meisten inmitten eines sehr starken elektrischen Feldes, in dem in der Gesellschaft von Neon gasförmige Metallatome angeregt werden.

Selbst wenn einige Chemikalien eine kovalente (oder ionische) Verbindung haben, machen sich einige Chemikalien nicht die Mühe, sie als wahre Verbindungen zu betrachten. Und deshalb ist das Neon weiterhin ein edles und träge Element, das von allen "normalen" Flanken gesehen wird.

Elektronische Struktur und Konfiguration

Interatomische Wechselwirkungen

Das Neon -Atom könnte aufgrund seiner geringen Größe und der großen effektiven Kernlast seiner zehn Elektronen, von denen acht von Valencia stammen, als eine fast kompakte Kugel sichtbar gemacht werden, die laut seiner elektronischen Konfiguration aus Valencia stammen:

1s²2s²2 p⁶  oder [er] 2s²2 p⁶

Somit interagieren das Atom NE mit seiner Umgebung mit seinen 2S- und 2p -Orbitalen mit seiner Umgebung. Sie sind jedoch völlig voll von Elektronen, die dem berühmten Oktett von Valencia einhalten.

Sie können nicht mehr Elektronen gewinnen, da das 3S -Orbital keine Energie zur Verfügung steht. Zusätzlich zu der Tatsache, dass Sie sie nicht für ihren kleinen Atomradius verlieren können und der "schmale" Abstand sie von den zehn Protonen des Kerns trennt. Daher ist dieses Atom- oder N -Kugel sehr stabil und kann keine chemischen Bindungen ohne Element bilden.

Dies sind Atome, die die Gasphase definieren. Seine elektronische Wolke ist sehr klein und ist homogen und kompakt, schwer zu polarisieren und daher sofortige Dipolmomente zu etablieren, die andere in benachbarten Atomen induzieren. Das heißt, die Dispersionskräfte zwischen den NE -Atomen sind sehr schwach.

Flüssigkeit und Glas

Deshalb muss die Temperatur auf -246 ºC absteigen, damit sich das Neon vom gasförmigen Zustand in die Flüssigkeit bewegen kann.

Einmal bei dieser Temperatur sind die NE -Atome nahe genug, so dass die Dispersion den Kohäsion in einer Flüssigkeit erzwingt; Anscheinend ist es anscheinend nicht so beeindruckend wie die Quantenflüssigkeit des flüssigen Heliums und seine Überflüssigkeit, aber es hat eine Kühlleistung 40 -mal höher als diese.

Dies bedeutet, dass ein flüssiges Neonkühlsystem 40 -mal effizienter ist als ein flüssiges Helium; schneller abkühlen und die Temperatur für eine längere Zeit aufbewahren.

Der Grund könnte auf die Tatsache liegen, dass selbst mit den Atomen, die schwerer sind als die des ersteren, den getrennten und leichter (sie heizen) als die letzteren leichter; Aber ihre Interaktionen sind während ihrer Kollisionen oder Begegnungen so schwach, dass sie schnell (cool) verlangsamen).

Wenn die Temperatur noch mehr sinkt, bis zu -248 ° C, werden die Dispersionskräfte stärker und gerichteter. Sie können nun die Atome I bestellen, um in einem kubischen Strukturglas auf den Gesichtern (FCC) zu kristallisieren. Dieser Helium -FCC -Kristall ist unter allen Drücken stabil.

Wo ist es und erhalten

Supernovas und eisige Umgebungen

In der Bildung einer Supernova zerstreuen sie Neonjets, die diese Sternwolken komponieren und in andere Regionen des Universums reisen. Quelle: pxhere.

Neon ist das fünftreichste chemische Element im gesamten Universum. Aufgrund der mangelnden Reaktivität, des hohen Dampfdrucks und des leichten Teigs entkommt es der Erdatmosphäre (wenn auch in geringerem Maße als Helium), und es löst sich in den Meeren wenig auf. Deshalb hat es hier, in der Luft der Erde, kaum eine Konzentration von 18,2 ppm nach Volumen.

Damit diese Neonkonzentration zunimmt, muss die Temperatur in die Nachbarschaften von absolutem Null absteigen. Nur mögliche Bedingungen im Kosmos und in geringerem Maße in den gefrorenen Atmosphären einiger gasöser Riesen wie Jupiter, auf den felsigen Meteoritenflächen oder in der Exosphäre des Mondes.

Die größte Konzentration liegt jedoch in den im gesamten Universum verteilten Novas oder Supernovas; sowie in den Sternen, die entstehen, sperriger als unsere Sonne, in deren Neonatomen als Nucleosynthese zwischen Kohle und Sauerstoff erzeugt werden.

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Luftverflüssigung

Obwohl seine Konzentration nur 18,2 ppm in unserer Luft beträgt, reicht es aus, dass ein paar Liter Neon aus jedem Heimatraum erhalten werden kann.

Um es zu produzieren, ist es notwendig. Auf diese Weise können ihre Atome von der flüssigen Phase aus flüssigem Sauerstoff und Stickstoff getrennt werden.

Isotope

Das stabilste Isotop von Neon ist das ^zwanzigNE mit einer Fülle von 90,48%. Es hat auch zwei weitere Isotope, die ebenfalls stabil, aber weniger reichlich vorhanden sind: ^{einundzwanzig}NE (0,27%) und ²²NE (9,25%). Im Rest geht es um Radioisotope, und im Moment sind fünfzehn von ihnen bekannt ((^15-19Ne und Ne^23-32).

Risiken

Neon ist ein harmloses Gas aus fast allen möglichen Aspekten. Aufgrund seiner chemischen Reaktivität ohne chemische Eingriff greift sie überhaupt nicht mit einem Stoffwechselprozess ein, und so wie es in den Organismus eintritt. Es hat keine sofortige pharmakologische Wirkung; Obwohl es mit möglichen Anästhesieffekten in Verbindung gebracht wurde.

Deshalb ist es, wenn es ein Neonleck gibt, keinen besorgniserregenden Alarm darstellt. Wenn die Luftkonzentration seiner Atome jedoch sehr groß ist, kann sie zu den Sauerstoffmolekülen, die wir atmen.

Jetzt kann das flüssige Neon Kaltverbrennungen für den Kontakt verursachen, sodass es nicht ratsam ist, ihn direkt zu berühren. Auch wenn der Druck der Behälter sehr hoch ist, könnte eine abrupte Fissur explosiv sein. Nicht wegen der Anwesenheit von Flammen, sondern durch die Gaskraft.

Neon ist auch keine Gefahr für das Ökosystem. Darüber hinaus ist seine Konzentration in der Luft sehr niedrig und es gibt kein Problem, sie zu atmen. Und vor allem: Es ist kein brennbares Gas. Daher wird es niemals brennen, unabhängig davon, wie hohe Temperaturen sind.

Anwendungen

Blitz

Wie bereits erwähnt, sind Neonrote Lichter in Tausenden von Einrichtungen vorhanden. Der Grund dafür ist, dass es kaum einen niedrigen Gasdruck (~ 1/100 atm) gibt, so dass er zum elektrischen Schock, sein charakteristisches Licht erzeugen kann, das auch in Anzeigen verschiedener Arten platziert wurde (Werbung, Anzeichen von Straße, usw.).

Neon gefüllte Röhrchen können aus Glas oder Kunststoff bestehen und alle Arten von Figuren oder Formen erwerben.

Elektronische Industrie

Neon ist ein sehr wichtiges Gas innerhalb der elektronischen Industrie. Es wird für die Herstellung von Fluoreszenz- und Heizlampen verwendet. Geräte, die Strahlung oder Hochspannungen, Fernseher Cifescopes, Geiser -Zähler und Ionisationskameras erkennen.

Laser

Zusammen mit dem Helium kann das NE-He-Duo für Lasergeräte verwendet werden, die ein rötliches Licht projizieren.

Clatrate

Während es wahr ist, dass Neon keine Verbindung bilden kann, wurde festgestellt. Darin sind die NE -Atome auf eine Art Kanal beschränkt.

Obwohl es für diese Neonklatlate nicht viele potenzielle Anwendungen gibt, könnte es in Zukunft eine Alternative zur Speicherung sein. oder einfach als Modell dienen, um das Verständnis dieser gefrorenen Materialien zu vertiefen. Vielleicht ist das Neon auf einigen Planeten in Eismassen gefangen.

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