Das Neon- Es ist ein chemisches Element, das durch das Symbol Ne dargestellt wird. Es ist ein Edelgas, dessen Name auf Griechisch neu bedeutet, eine Qualität, die es nicht nur aufgrund des Glanzes seiner Entdeckung über Jahrzehnte beibehalten konnte, sondern auch, weil es Städte mit seinem Licht schmückte, als sie ihre Modernisierung entwickelten..
Wir haben alle jemals von Neonlichtern gehört, die eigentlich nichts weiter als rot-orange entsprechen; es sei denn, sie werden mit anderen Gasen oder Zusatzstoffen gemischt. Heute haben sie eine bizarre Atmosphäre im Vergleich zu neueren Beleuchtungssystemen; Neon ist jedoch viel mehr als nur eine atemberaubende moderne Lichtquelle.
Dieses Gas, das praktisch aus einander gleichgültigen Ne-Atomen besteht, stellt die inerteste und edelste Substanz von allen dar; Es ist das inerteste Element im Periodensystem, und derzeit und formal ist keine ausreichend stabile Verbindung bekannt. Es ist noch inerter als Helium selbst, aber auch teurer.
Die hohen Kosten für Neon sind darauf zurückzuführen, dass es nicht wie bei Helium aus dem Untergrund gewonnen wird, sondern aus der Verflüssigung und kryogenen Destillation der Luft; selbst wenn es in ausreichender Menge in der Atmosphäre vorhanden ist, um ein großes Neonvolumen zu produzieren.
Es ist einfacher, Helium aus Erdgasreserven zu extrahieren, als Luft zu verflüssigen und Neon daraus zu extrahieren. Darüber hinaus ist seine Häufigkeit sowohl innerhalb als auch außerhalb der Erde geringer als die von Helium. Im Universum kommt Neon in Novae und Supernovae sowie in Regionen vor, die so gefroren sind, dass sie nicht entweichen können..
In seiner flüssigen Form ist es ein viel wirksameres Kältemittel als flüssiges Helium und Wasserstoff. Ebenso ist es ein Element, das in der Elektronikindustrie in Bezug auf Laser und Geräte, die Strahlung erfassen, vorhanden ist..
Artikelverzeichnis
Die Geschichte des Neons ist eng mit der der übrigen Gase verbunden, aus denen die Luft besteht, und ihren Entdeckungen. Der englische Chemiker Sir William Ramsay beschloss 1894 zusammen mit seinem Mentor John William Strutt (Lord Rayleigh), die Zusammensetzung der Luft durch chemische Reaktionen zu untersuchen.
Aus einer Luftprobe gelang es ihnen, sie zu desoxygenieren und zu denitrogenisieren, wobei sie das Edelgas Argon erhielten und entdeckten. Seine wissenschaftliche Leidenschaft führte ihn auch zur Entdeckung von Helium, nachdem er das Mineral Cleveit in einem sauren Medium gelöst und das freigesetzte Gas gesammelt hatte..
Zu dieser Zeit vermutete Ramsay, dass sich zwischen Helium und Argon ein chemisches Element befand, was erfolglos versuchte, sie in Mineralproben zu finden. Bis er schließlich der Meinung war, dass andere Gase, die in der Luft weniger häufig vorkommen, in Argon „versteckt“ sein sollten..
Daher begannen die Experimente, die zur Entdeckung von Neon führten, mit kondensiertem Argon..
In seiner Arbeit begann Ramsay, unterstützt von seinem Kollegen Morris W. Travers, mit einer hochgereinigten und verflüssigten Argonprobe, die er anschließend einer Art kryogener und fraktionierter Destillation unterzog. So gelang es beiden englischen Chemikern 1898 und am University College London, drei neue Gase zu identifizieren und zu isolieren: Neon, Krypton und Xenon..
Der erste von ihnen war Neon, den er erblickte, als sie ihn in einer Glasröhre sammelten, wo sie einen elektrischen Schlag versetzten; Das intensive rot-orange Licht war noch auffälliger als die Farben von Krypton und Xenon.
Auf diese Weise gab Ramsay diesem Gas den Namen "Neon", was auf Griechisch "neu" bedeutet. Aus Argon erschien ein neues Element. Kurz darauf, 1904 und dank dieser Arbeit, erhielten er und Travers den Nobelpreis für Chemie..
Ramsay hatte damals wenig mit den revolutionären Anwendungen von Neon in Bezug auf die Beleuchtung zu tun. 1902 gründete der Elektrotechniker und Erfinder Georges Claude zusammen mit Paul Delorme die Firma L'Air Liquide, die sich dem Verkauf von Flüssiggasen an die Industrie widmete und bald das Lichtpotential von Neon erkannte.
Claude, inspiriert von den Erfindungen von Thomas Edison und Daniel McFarlan Moore, baute die ersten mit Neon gefüllten Röhren und unterzeichnete 1910 ein Patent. Er verkaufte sein Produkt praktisch unter der folgenden Prämisse: Neonlichter sind Städten und Denkmälern vorbehalten, weil sie sehr groß sind schillernd und attraktiv.
Seitdem geht der Rest der Geschichte von Neon bis zur Gegenwart Hand in Hand mit dem Erscheinen neuer Technologien; sowie die Notwendigkeit für kryogene Systeme, die es als Kühlflüssigkeit verwenden können.
Neon ist ein farbloses, geruchloses und geschmackloses Gas. Wenn jedoch eine elektrische Entladung angelegt wird, werden ihre Atome ionisiert oder angeregt und emittieren Photonen von Energie, die in Form eines rot-orangefarbenen Blitzes in das sichtbare Spektrum eintreten (oberes Bild)..
Die Neonlichter sind also rot. Je höher der Gasdruck ist, desto höher ist der Strombedarf und das erhaltene rötliche Leuchten. Diese Lichter, die die Gassen oder die Fronten der Geschäfte beleuchten, sind besonders in kalten Klimazonen sehr verbreitet. da die rötliche Intensität so ist, dass sie den Nebel aus beträchtlichen Entfernungen durchdringen kann.
20,1797 g / mol.
10.
-248,59 ºC.
-246,046 ºC.
-Unter normalen Bedingungen: 0,9002 g / l.
-Aus der Flüssigkeit gerade am Siedepunkt: 1,207 g / ml.
0,6964 (relativ zu Luft = 1). Mit anderen Worten, Luft ist 1,4-mal dichter als Neon. Dann steigt ein mit Neon aufgeblasener Ballon in die Luft; obwohl weniger schnell im Vergleich zu einem mit Helium aufgeblasenen.
0,9869 atm bei 27 K (-246,15ºC). Beachten Sie, dass das Neon bei einer so niedrigen Temperatur bereits einen mit der Atmosphäre vergleichbaren Druck ausübt.
0,335 kJ / mol.
1,71 kJ / mol.
20,79 J / (mol K).
-Erstens: 2080,7 kJ / mol (Ne+ gasförmig).
-Zweitens: 3952,3 kJ / mol (Nezwei+ gasförmig).
-Drittens: 6122 kJ / mol (Ne3+ gasförmig).
Die Ionisierungsenergien für Neon sind besonders hoch. Dies liegt an der Schwierigkeit, eines seiner Valenzelektronen aus seinem sehr kleinen Atom zu entfernen (im Vergleich zu den anderen Elementen derselben Periode)..
Die einzige wahrscheinliche und theoretische Oxidationsstufe oder -zahl für Neon ist 0; das heißt, in seinen hypothetischen Verbindungen gewinnt oder verliert es keine Elektronen, sondern interagiert als neutrales Atom (Ne0).
Dies ist auf seine Nullreaktivität als Edelgas zurückzuführen, die es ihm aufgrund des Fehlens eines energetisch verfügbaren Orbitals nicht ermöglicht, Elektronen zu gewinnen. und auch nicht in der Lage zu sein, sie mit positiven Oxidationszahlen zu verlieren, aufgrund der Schwierigkeit, die effektive Kernladung seiner zehn Protonen zu überwinden.
Das Vorgenannte erklärt, warum ein Edelgas nicht sehr reaktiv ist. Unter allen Edelgasen und chemischen Elementen ist Neon jedoch der Besitzer der wahren Krone des Adels; es lässt weder Elektronen in irgendeiner Weise noch von irgendjemandem zu, noch kann es seine eigenen teilen, weil sein Kern es verhindert und daher keine kovalenten Bindungen bildet.
Neon ist weniger reaktiv (edler) als Helium, da die effektive Kernladung seiner zehn Protonen, obwohl sein Atomradius größer ist, die der beiden Protonen im Heliumkern übersteigt..
Wenn man durch Gruppe 18 absteigt, nimmt diese Kraft ab, weil der Atomradius beträchtlich zunimmt; und deshalb können die anderen Edelgase (insbesondere Xenon und Krypton) Verbindungen bilden.
Bis heute ist keine entfernt stabile Verbindung von Neon bekannt. Die Existenz mehratomiger Kationen wie: [NeAr]+, WNe3+, RhNezwei+, MoNezwei+, [NeH]+ und [NeHe]+.
Ebenso können seine Van-der-Walls-Verbindungen erwähnt werden, bei denen es zwar keine kovalenten Bindungen gibt (zumindest nicht formal), die nichtkovalenten Wechselwirkungen es ihnen jedoch ermöglichen, unter strengen Bedingungen kohäsiv zu bleiben..
Einige solcher Van-der-Walls-Verbindungen für Neon sind zum Beispiel: Ne3 (Trimer), ichzweiNezwei, NeNiCO, NeAuF, LiNe, (N.zwei)6Ne7, NeCzwanzigH.zwanzig (Fulleren endohedraler Komplex) usw. Außerdem sollte beachtet werden, dass organische Moleküle unter ganz besonderen Bedingungen auch mit diesem Gas "Schultern reiben" können..
Das Detail all dieser Verbindungen ist, dass sie nicht stabil sind; Darüber hinaus entstehen die meisten inmitten eines sehr starken elektrischen Feldes, in dem gasförmige Metallatome in Begleitung von Neon angeregt werden.
Selbst bei einer kovalenten (oder ionischen) Bindung machen sich einige Chemiker nicht die Mühe, sie als echte Verbindungen zu betrachten. und deshalb ist Neon weiterhin ein edles und inertes Element, das von allen "normalen" Seiten gesehen wird..
Das Neonatom könnte aufgrund seiner geringen Größe und der großen effektiven Kernladung seiner zehn Elektronen, von denen acht Valenzelektronen sind, gemäß ihrer elektronischen Konfiguration als nahezu kompakte Kugel dargestellt werden:
1szwei2szwei2 P.6 oder [He] 2szwei2 P.6
Somit interagiert das Ne-Atom mit seiner Umgebung unter Verwendung seiner 2s- und 2p-Orbitale. Sie sind jedoch vollständig mit Elektronen gefüllt und entsprechen dem berühmten Valenzoktett.
Es kann nicht mehr Elektronen gewinnen, da das 3s-Orbital energetisch nicht verfügbar ist. Außerdem kann es sie auch nicht wegen ihres kleinen Atomradius verlieren und der "enge" Abstand trennt sie von den zehn Protonen im Kern. Daher ist dieses Ne-Atom oder diese Ne-Kugel sehr stabil und kann mit praktisch keinem Element chemische Bindungen eingehen..
Es sind diese Ne-Atome, die die Gasphase definieren. Da die elektronische Wolke sehr klein ist, ist sie homogen und kompakt, schwer zu polarisieren und daher sofortige Dipolmomente zu erzeugen, die andere in benachbarten Atomen induzieren. das heißt, die Streukräfte zwischen den Ne-Atomen sind sehr schwach.
Deshalb muss die Temperatur auf -246 ºC fallen, damit das Neon vom gasförmigen Zustand in die Flüssigkeit übergehen kann..
Bei dieser Temperatur sind die Ne-Atome nahe genug, damit die Dispersionskräfte sie in einer Flüssigkeit zusammenbinden können. Obwohl es anscheinend nicht so beeindruckend ist wie die Quantenflüssigkeit von flüssigem Helium und seine Superfluidität, hat es eine 40-mal höhere Kühlleistung.
Dies bedeutet, dass ein flüssiges Neonkühlsystem 40-mal effizienter ist als ein flüssiges Heliumkühlsystem. kühlt schneller ab und hält die Temperatur länger.
Der Grund könnte sein, dass selbst wenn Ne-Atome schwerer als He sind, sich die ersteren leichter trennen und zerstreuen (erhitzen) als die letzteren; Aber ihre Interaktionen sind während ihrer Kollisionen oder Begegnungen so schwach, dass sie sich wieder schnell verlangsamen (abkühlen).
Wenn die Temperatur noch weiter auf -248 ° C abfällt, werden die Dispersionskräfte stärker und gerichteter und können nun die He-Atome in einen flächenzentrierten kubischen (fcc) Kristall kristallisieren. Dieser Helium-fcc-Kristall ist unter allen Drücken stabil.
Neon ist das fünfthäufigste chemische Element im gesamten Universum. Aufgrund seiner mangelnden Reaktivität, seines hohen Dampfdrucks und seiner geringen Masse entweicht es aus der Erdatmosphäre (wenn auch in geringerem Maße als Helium) und löst sich in den Meeren nur wenig auf. Deshalb hat es hier in der Erdluft kaum eine Konzentration von 18,2 Vol .-%..
Damit diese Neonkonzentration zunimmt, ist es notwendig, die Temperatur auf die Nachbarschaft des absoluten Nullpunkts zu senken; Bedingungen, die nur im Kosmos und in geringerem Maße in der eisigen Atmosphäre einiger Gasriesen wie Jupiter, auf den felsigen Oberflächen von Meteoriten oder in der Exosphäre des Mondes möglich sind.
Seine größte Konzentration liegt jedoch in den im Universum verteilten Novae oder Supernovae; sowie in den Sternen, aus denen sie stammen, voluminöser als unsere Sonne, in denen Neonatome produziert werden, Produkt einer Nukleosynthese zwischen Kohlenstoff und Sauerstoff.
Obwohl seine Konzentration in unserer Luft nur 18,2 ppm beträgt, reicht es aus, aus jedem Wohnraum ein paar Liter Neon zu gewinnen.
Um es herzustellen, ist es daher notwendig, die Luft zu verflüssigen und dann eine kryogene fraktionierte Destillation durchzuführen. Auf diese Weise können seine Atome von der flüssigen Phase getrennt werden, die aus flüssigem Sauerstoff und Stickstoff besteht..
Das stabilste Neonisotop ist zwanzigNe, mit einer Häufigkeit von 90,48%. Es hat auch zwei andere Isotope, die ebenfalls stabil sind, aber weniger häufig vorkommen: einundzwanzigNe (0,27%) und 22Ne (9,25%). Der Rest sind Radioisotope, von denen derzeit insgesamt fünfzehn bekannt sind (15-19Ne und Ne23-32).
Neon ist in fast jeder Hinsicht ein harmloses Gas. Aufgrund seiner chemischen Nullreaktivität greift es überhaupt nicht in einen Stoffwechselprozess ein und verlässt es, sobald es in den Körper gelangt, ohne assimiliert zu werden. Es hat daher keine unmittelbare pharmakologische Wirkung; obwohl es mit möglichen anästhetischen Wirkungen in Verbindung gebracht wurde.
Deshalb ist es kein besorgniserregender Alarm, wenn ein Neonleck vorliegt. Wenn jedoch die Konzentration seiner Atome in der Luft sehr hoch ist, kann es die Sauerstoffmoleküle, die wir atmen, verdrängen, was zu Erstickungsgefahr und einer Reihe damit verbundener Symptome führt..
Flüssiges Neon kann jedoch bei Kontakt Kaltverbrennungen verursachen. Es ist daher nicht ratsam, es direkt zu berühren. Wenn der Druck in Ihren Behältern sehr hoch ist, kann ein abrupter Spalt explosiv sein. nicht durch das Vorhandensein von Flammen, sondern durch die Kraft des Gases.
Neon stellt auch keine Gefahr für das Ökosystem dar. Darüber hinaus ist seine Konzentration in der Luft sehr gering und es gibt kein Problem beim Atmen. Und vor allem: Es ist kein brennbares Gas. Daher wird es niemals brennen, egal wie hoch die Temperaturen sind..
Wie bereits erwähnt, sind in Tausenden von Einrichtungen rote Neonlichter vorhanden. Der Grund dafür ist, dass nur ein niedriger Gasdruck (~ 1/100 atm) erforderlich ist, damit er bei elektrischer Entladung sein charakteristisches Licht erzeugen kann, das auch in Anzeigen verschiedener Art (Werbung, Schilder Straße usw.) platziert wurde. ).
Neongefüllte Röhren können aus Glas oder Kunststoff bestehen und alle Arten von Formen annehmen.
Neon ist ein sehr wichtiges Gas in der Elektronikindustrie. Es wird zur Herstellung von Leuchtstofflampen und Heizlampen verwendet. Geräte, die Strahlung oder hohe Spannungen erfassen, Fernsehkineskope, Geysirzähler und Ionisationskammern.
Zusammen mit Helium kann das Ne-He-Duo für Lasergeräte verwendet werden, die einen rötlichen Lichtstrahl projizieren.
Zwar kann Neon keine Verbindungen bilden, es wurde jedoch festgestellt, dass seine Atome unter hohem Druck (~ 0,4 GPa) im Eis eingeschlossen sind, um Clathrat zu bilden. Darin sind die Ne-Atome auf eine Art Kanal beschränkt, der durch Wassermoleküle begrenzt ist und in dem sie sich entlang des Kristalls bewegen können.
Obwohl es derzeit nicht viele mögliche Anwendungen für dieses Neon-Clathrat gibt, könnte es in Zukunft eine Alternative für seine Lagerung sein. oder einfach als Modell dienen, um das Verständnis dieser gefrorenen Materialien zu vertiefen. Vielleicht ist Neon auf einigen Planeten in Eismassen gefangen.
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