Какво е неон? Характеристики на химичен елемент и неговите свойства като просто вещество.

Неон (на лат. Neon; означава се със символа Ne) е елемент от главната подгрупа на осма група, втори период от периодичната система на химичните елементи, с атомен номер 10. Петият най-често срещан елемент във Вселената (след водород, хелий, кислород и въглерод). Простото вещество неон (CAS номер: 7440-01-9) е инертен едноатомен газ без цвят и мирис.

История

Неонът е открит през юни 1898 г. от шотландския химик Уилям Рамзи и английския химик Морис Травърс. Те изолират този инертен газ „чрез елиминиране“, след като кислородът, азотът и все по-тежките компоненти на въздуха са били втечнени. Елементът получи неусложненото име "неон", което на гръцки означава "нов". През декември 1910 г. френският изобретател Жорж Клод прави газоразрядна лампа, пълна с неон.

произход на името

Името идва от гръцки. νέος - нов.
Има легенда, според която името на елемента е дадено от тринадесетгодишния син на Рамзи - Уили, който попитал баща си как ще кръсти новия газ, отбелязвайки, че би искал да му даде име novum (лат. - нов). Баща му хареса идеята, но смяташе, че името неон, произлизащо от гръцки синоним, ще звучи по-добре.

Разпространение

Във Вселената
В световната материя неонът е неравномерно разпределен, но като цяло, по отношение на разпространението във Вселената, той се нарежда на пето място сред всички елементи - около 0,13% от масата. Най-голямата концентрация на неон се наблюдава на Слънцето и други горещи звезди, в газовите мъглявини, в атмосферата на външните планети. слънчева система- Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. В атмосферата на много звезди неонът е на трето място след водорода и хелия.

земната кора
От всички елементи на втория период неонът е най-малкият на Земята. Като част от осмата група, неоново съдържание в земната корасе нарежда на трето място - след аргон и хелий. Газообразните мъглявини и някои звезди съдържат много пъти повече неон, отколкото се намира на Земята.
На Земята най-високата концентрация на неон се наблюдава в атмосферата - 1,82 × 10 -3% от обема, а общите му запаси се оценяват на 7,8 × 10 14 m³. 1 m³ въздух съдържа около 18,2 cm³ неон (за сравнение: същият обем въздух съдържа само 5,2 cm³ хелий). Средното съдържание на неон в земната кора е ниско - 7×10 -9% от теглото. Общо на нашата планета има около 6,6 × 10 10 тона неон. Магматичните скали съдържат около 109 тона от този елемент. Когато скалите се разпадат, газът излиза в атмосферата. В по-малка степен атмосферата е снабдена с неонови и естествени води.
Учените виждат причината за неонова бедност на нашата планета във факта, че след като Земята загуби първичната си атмосфера, която отнесе със себе си по-голямата част от инертни газове, които не могат, подобно на кислорода и другите газове, да се свържат химически с други елементи в минерали и по този начин да се закрепите на планетата.

Физически свойства

1. Благородни газове - безцветни едноатомни газове без вкус и мирис.
2. Инертните газове имат по-висока електропроводимост от другите газове и когато през тях преминава ток, те светят ярко, особено неонът с огненочервена светлина, тъй като най-ярките му линии се намират в червената част на спектъра.
3. Наситеният характер на атомните молекули на инертните газове също се отразява във факта, че инертните газове имат повече ниски точкивтечняване и замръзване в сравнение с други газове със същото молекулно тегло.

Химични свойства

Всички благородни газове имат пълна електронна обвивка, така че те са химически инертни. Химическата инертност на неона е изключителна, в това само хелият може да се конкурира с него. Досега не е получено нито едно валентно съединение. Дори така наречените клатратни съединения на неон с вода (Ne 6H 2 O), хидрохинон и други вещества (подобни съединения на тежки благородни газове - радон, ксенон, криптон и дори аргон - са широко известни) са много трудни за получаване и поддържане .
Но с помощта на методите на оптичната спектроскопия и масспектрометрията е установено съществуването на йони Ne + , (NeAr) + , (NeH) + и (HeNe) + .

Химическият елемент неон е широко разпространен във Вселената, но на Земята се смята за доста рядък. Въпреки това те се научиха как да го получат, без да посещават открития космос, и сега се използва в промишлеността, за производството на радио и фотографско оборудване, както и за дълбоководно гмуркане. Какво е неон? Какви свойства и характеристики притежава? Ще говорим за това.

Какво е неон?

В периодичната таблица на Менделеев този елемент се намира в осма група под номер десет. Означава се със символа Ne. Като просто веществотова е моноатомен газ, който е без мирис, цвят и вкус.

Съществува като три изотопа 20 Ne, 21 Ne и 22 Ne, които по своята същност са стабилни. Най-често срещаният нуклид е 20 Ne. В атмосферата на нашата планета изобилието му е почти 90%, докато за изотопа 22 Ne - 9,25%, а за изотопа 21 Ne - само 0,27%. Последните два изотопа се образуват главно поради космическа радиация, която засяга ядрата на натрий, силиций, алуминий и други елементи. Ето защо на Земята най-често ги има във въздуха, а не във водата или земната кора. Източникът на образование на нашата планета Neon-20 все още не е известен. В допълнение към тези изотопи е известно, че са изолирани около 16 нестабилни нуклида с период на разпадане от 9 зептосекунди до 3,38 минути.

История на откритията

За това какво е неон, стана известно само в края на XIXвек. Преди това науката е открила само два инертни газа - аргон и хелий, заемащи първия и третия период на периодичната таблица. В същото време мястото на втория период остава празно, така че изследователите допускат съществуването в природата на поне още едно такова вещество. През 1997 г. шотландският химик Рамзи дори му посвети доклад, наречен "Неоткрит газ". И вече в следващата годинатой имаше късмета да намери липсващия елемент.

За да го намери, ученият анализира хелий и арагон, изучава състава на минералите, но успехът идва, когато се обръща към въздуха. Той втечни и бавно изпари газовата смес и след това я прекара на фракции през специална изпускателна тръба с токов удар. Предполага се, че неоткритото вещество има свойства, близки до хелий, така че Рамзи се надява да го намери в най-леката фракция, която ще се изпари първа.

Така и стана. Взаимодействайки с електроните в тръбата, първата част от въздуха започна да свети и до спектъра на хелий и аргон ученият видя други линии. Те станаха потвърждение за съществуването на неизвестен досега газ. Рамзи дава гръцкото име "неон" на открития елемент, което означава "нов".

Имоти

Какво представлява неонът, най-добре се преценява въз основа на неговите физически и химични свойства. Този газ е един от най-леките. Плътността му е 0,0089999 g/cm³. Кипи при -246,05 °C и се топи при -248,6 °C.

Неонът практически не реагира с други вещества. Той почти не отдава или прикрепя електрони към себе си, така че е класифициран като благороден газ. По отношение на инертността само хелият може да се сравни с него. Досега не е било възможно да се получи нито едно от валентните му съединения. Той е слабо разтворим във вода, но се адсорбира добре активен въглен.

Подобно на други благородни газове, той има добра електропроводимост. Ако прекарате ток през него високо напрежение- ще започне да свети. В газовия спектър има около 900 линии различни цветове, но най-ярките от тях са червеният и оранжевият. Това свойство на неона намери широко приложение в областта на външната реклама. Още дванадесет години след откриването му по улиците започнаха да се появяват червени светещи табели с имена на магазини и кафенета. Първият патент за тях е подаден от Claude Neon Lights Inc.

Разпространение в природата

Неонът или Ne може да се нарече извънземен газ, защото има много повече от него в космоса и на други астрономически обекти, отколкото на нашата планета. Особено много от него в атмосферата на Уран, Нептун, Сатурн, Юпитер, в мъглявини и много горещи звезди. Освен това се намира в метеорити и др космически тела.

В цялата вселена газът е петият най-разпространен газ след водород, хелий, кислород и въглерод. Тегловното му съдържание е около 0,13% от теглото.

На Земята се смята за рядък елемент. В земната кора съдържа около 7 10 -9%, приблизително 2 10 -8% - в океанските води и солените резервоари. Най-високата концентрация на това химичен елементнаблюдава се в атмосферата на планетата, където съдържанието му е 1,82 10 −3% обемни.

Как се получава?

Поради слабото разпространение на неона в скалите и водата, основният му източник е атмосферният въздух. От него чрез силно охлаждане се получава газ. При температурата на течния азот неонът кристализира и лесно се отделя от хелия, който остава в газообразно състояние.

Получава се и като страничен продукт при извличането на азот и кислород от въздуха. В този случай за отделяне на газа се използва адсорбция с активен въглен. За определяне на неон обикновено се използва спектрално излъчване или хроматографски анализ.

Области на използване

Химическият елемент неон все още се използва в табели и рекламни банери, а също така се смесва с други вещества, за да се получат различни цветове. Заедно с хелия се използва в производството на лазери, независимо - за производството на фотографско оборудване.

Течният неон има по-добър топлинен капацитет от хелия и е много по-евтин. Заедно с водорода се използва като хладилен агент за различни хладилни агрегати. Криогенните камери, базирани на тези газове, са необходими в медицината за замразяване на живи тъкани. Смес от неон и хелий се използва за облекчаване на състоянието на пациенти със затруднено дишане, за това се разпределя в помещения, които са пълни с въздух без азот.

Неон(лат. Neonum), Ne, химичен елемент от група VIII на периодичната система на Менделеев, се отнася до инертни газове, атомен номер 10, атомна маса 20.179. На Земята той присъства главно в атмосферата, съдържанието на неон в която се оценява на 7,1·10 11 тона В 1 m 3 въздух има около 16 cm 3 неон. Атмосферният неон се състои от смес от три стабилни изотопа: 20 Ne, 21 Ne и 22 Ne; Преобладава 20 Ne (90,92%). Неонът е открит през 1898 г. от английските учени У. Рамзи и М. Травърс при изследване на летливата част на течния въздух; Името идва от гръцкото neos - нов.

При нормални условия неонът е газ без цвят и мирис. При 0°C и 760 mmHg Изкуство. (101 kn / m 2) Плътност на неона 0,900 g / l, t pl -248,6 ° C, t бала (при 101 kn / m 2) -245,9 ° C, разтворимост във вода 10,4 ml / l; кристална клеткаплътна неонова кубична; параметърът на единичната клетка a е 4,52 Å при -253 °C. Неоновата молекула е едноатомна. Външната електронна обвивка на неоновия атом съдържа 8 електрона и е много стабилна; химични съединенияНеонът все още не е синтезиран.

Неонът се получава чрез отделяне на въздуха. Приложението на Neon е свързано главно с електротехническата индустрия. Лампи, пълни с неон, даващи червен блясък, се използват в пристанища, летища и др. Течният неон започва да се използва за получаване на ниски температури.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Неоне десетият елемент в периодичната система. Обозначение - Ne от латинския "неон". Намира се във втори период, VIIIA група. Принадлежи към групата на инертните (благородни) газове. Ядреният заряд е 10.

Неонът е безцветен газ, който трудно се втечнява. Съдържанието на неон във въздуха е 0,0015% (об.). Той е практически неразтворим във вода, слабо разтворим в етанол. Образува клатратен състав 8Ne×46H 2 O. Химически инертен, не реагира с всички други вещества (прости и сложни).

Атомна и молекулна маса на неона

Относително молекулно тегло M rе моларната маса на молекулата, отнесена към 1/12 от моларната маса на атома въглерод-12 (12 C). Това е безразмерна величина.

Относителна атомна маса A rе моларната маса на атом на вещество, отнесена към 1/12 от моларната маса на атом въглерод-12 (12 C).

Тъй като неонът съществува в свободно състояние под формата на моноатомни Ne молекули, стойностите на неговите атомни и молекулни маси са еднакви. Те са равни на 20,1797.

Изотопи на неона

Неонът може да бъде под формата на три изотопа 20 Ne (90,48%), 21 Ne (0,27%) и 22 Ne (9,25%). Техните масови числа са съответно 20, 21 и 22. Ядрото на един атом на неоновия изотоп 20 Ne съдържа десет протона и десет неутрона, а изотопите 21 Ne и 22 Ne съдържат същия брой протони, съответно единадесет и дванадесет неутрона.

Има и шестнадесет нестабилни изотопа на неона.

неонови йони

Подобно на хелий, при силно възбуждане на атоми, неонът образува молекулни йони от типа Ne 2 +:

σ s 2 σ s * σ z 2 π 4 x,y π *4 x,y σ z *1 .

Молекула и атом на неона

В свободно състояние неонът съществува под формата на едноатомни Ne молекули.

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1