नियॉन क्या है? एक रासायनिक तत्व की विशेषताएं और एक साधारण पदार्थ के रूप में इसके गुण।

नियॉन (अक्षांश। नियॉन; प्रतीक Ne द्वारा निरूपित) आठवें समूह के मुख्य उपसमूह का एक तत्व है, रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की दूसरी अवधि, परमाणु संख्या 10 के साथ। ब्रह्मांड में पांचवां सबसे आम तत्व (बाद में) हाइड्रोजन, हीलियम, ऑक्सीजन और कार्बन)। साधारण पदार्थ नियॉन (CAS संख्या: 7440-01-9) रंग और गंध के बिना एक अक्रिय मोनोआटोमिक गैस है।

कहानी

नियॉन की खोज जून 1898 में स्कॉटिश रसायनज्ञ विलियम रामसे और अंग्रेजी रसायनज्ञ मौरिस ट्रैवर्स ने की थी। उन्होंने ऑक्सीजन, नाइट्रोजन के बाद इस निष्क्रिय गैस को "उन्मूलन द्वारा" अलग कर दिया, और हवा के तेजी से भारी घटकों को द्रवीभूत कर दिया गया। तत्व को सरल नाम "नियॉन" दिया गया था, जिसका अर्थ ग्रीक में "नया" है। दिसंबर 1910 में, फ्रांसीसी आविष्कारक जॉर्जेस क्लाउड ने नियॉन से भरा गैस डिस्चार्ज लैंप बनाया।

नाम की उत्पत्ति

नाम ग्रीक से आया है। - नया।
एक किंवदंती है जिसके अनुसार तत्व का नाम रामसे - विली के तेरह वर्षीय बेटे द्वारा दिया गया था, जिसने अपने पिता से पूछा कि वह नई गैस का नाम क्या रखने जा रहा है, यह देखते हुए कि वह इसे देना चाहेंगे। नाम नोवम (अव्य। - नया)। उनके पिता को यह विचार पसंद आया, लेकिन उन्हें लगा कि नीयन नाम ग्रीक पर्यायवाची से लिया गया है, जो बेहतर लगेगा।

प्रसार

ब्रह्मांड में
विश्व पदार्थ में, नियॉन असमान रूप से वितरित किया जाता है, हालांकि, सामान्य तौर पर, ब्रह्मांड में बहुतायत के मामले में, यह सभी तत्वों में पांचवें स्थान पर है - द्रव्यमान द्वारा लगभग 0.13%। नीयन की सबसे बड़ी सांद्रता सूर्य और अन्य गर्म तारों पर, गैसीय नीहारिकाओं में, बाहरी ग्रहों के वातावरण में देखी जाती है। सौर प्रणाली- बृहस्पति, शनि, यूरेनस, नेपच्यून। कई तारों के वातावरण में हाइड्रोजन और हीलियम के बाद नियॉन का तीसरा स्थान है।

पृथ्वी की पपड़ी
दूसरे आवर्त के सभी तत्वों में नियॉन पृथ्वी पर सबसे छोटा है। आठवें समूह के हिस्से के रूप में, नियॉन सामग्री पृथ्वी की पपड़ीतीसरे स्थान पर - आर्गन और हीलियम के बाद। गैसीय नीहारिकाओं और कुछ तारों में पृथ्वी की तुलना में कई गुना अधिक नियॉन होता है।
पृथ्वी पर, नियॉन की उच्चतम सांद्रता वातावरण में देखी जाती है - मात्रा के हिसाब से 1.82 × 10 -3%, और इसके कुल भंडार का अनुमान 7.8 × 10 14 m³ है। 1 वर्ग मीटर हवा में लगभग 18.2 सेमी³ नियॉन होता है (तुलना के लिए: हवा की समान मात्रा में केवल 5.2 सेमी³ हीलियम होता है)। पृथ्वी की पपड़ी में नियॉन की औसत सामग्री वजन के हिसाब से कम - 7×10 -9% है। हमारे ग्रह पर कुल मिलाकर लगभग 6.6×1010 टन नियॉन है। आग्नेय चट्टानों में इस तत्व का लगभग 109 टन होता है। जैसे ही चट्टानें टूटती हैं, गैस वायुमंडल में चली जाती है। कुछ हद तक, वातावरण को नियॉन और प्राकृतिक जल से आपूर्ति की जाती है।
वैज्ञानिक हमारे ग्रह की नियॉन गरीबी का कारण इस तथ्य में देखते हैं कि पृथ्वी ने एक बार अपना प्राथमिक वातावरण खो दिया था, जो अपने साथ भारी मात्रा में अक्रिय गैसों को ले गया था, जो ऑक्सीजन और अन्य गैसों की तरह रासायनिक रूप से अन्य तत्वों के साथ खनिजों में बंधन नहीं कर सकते थे। और इस तरह ग्रह पर पैर जमाने लगते हैं।

भौतिक गुण

1. नोबल गैसें - स्वाद और गंध के बिना रंगहीन मोनोआटोमिक गैसें।
2. अक्रिय गैसों में अन्य गैसों की तुलना में अधिक विद्युत चालकता होती है और जब उनमें से करंट प्रवाहित होता है, तो चमकीला चमकता है, विशेष रूप से नीयन में तेज लाल रोशनी के साथ, क्योंकि इसकी सबसे चमकदार रेखाएं स्पेक्ट्रम के लाल हिस्से में होती हैं।
3. अक्रिय गैसों के परमाणु अणुओं की संतृप्त प्रकृति इस तथ्य में भी प्रतिबिम्बित होती है कि अक्रिय गैसों में अधिक होती है कम अंकसमान आणविक भार की अन्य गैसों की तुलना में द्रवीकरण और हिमीकरण।

रासायनिक गुण

सभी उत्कृष्ट गैसों में एक पूर्ण इलेक्ट्रॉन खोल होता है, इसलिए वे रासायनिक रूप से निष्क्रिय होते हैं। नियॉन की रासायनिक जड़ता असाधारण है, इसमें हीलियम ही इसका मुकाबला कर सकता है। अब तक, एक भी संयोजकता यौगिक प्राप्त नहीं हुआ है। यहां तक ​​कि पानी के साथ नियॉन के तथाकथित क्लैथ्रेट यौगिक (Ne 6H 2 O), हाइड्रोक्विनोन और अन्य पदार्थ (भारी महान गैसों के समान यौगिक - रेडॉन, क्सीनन, क्रिप्टन और यहां तक ​​​​कि आर्गन - व्यापक रूप से ज्ञात हैं) को प्राप्त करना और बनाए रखना बहुत मुश्किल है। .
हालाँकि, ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोस्कोपी और मास स्पेक्ट्रोमेट्री के तरीकों का उपयोग करके, Ne +, (NeAr) +, (NeH) +, और (HeNe) + आयनों का अस्तित्व स्थापित किया गया है।

रासायनिक तत्व नियॉन ब्रह्मांड में व्यापक रूप से वितरित है, लेकिन पृथ्वी पर इसे काफी दुर्लभ माना जाता है। फिर भी, उन्होंने सीखा कि इसे बाहरी स्थान पर जाए बिना कैसे प्राप्त किया जाए, और अब इसका उपयोग उद्योग में, रेडियो और फोटोग्राफिक उपकरणों के निर्माण के लिए, साथ ही गहरे समुद्र में गोताखोरी के लिए किया जाता है। नियॉन क्या है? इसमें क्या गुण और विशेषताएं हैं? हम इस बारे में बात करेंगे।

नियॉन क्या है?

मेंडलीफ की आवर्त सारणी में यह तत्व आठवें समूह में दसवें स्थान पर स्थित है। यह प्रतीक Ne द्वारा निरूपित किया जाता है। जैसा एक साधारण पदार्थयह एक मोनोआटोमिक गैस है जो गंधहीन, रंगहीन और स्वादहीन होती है।

यह तीन समस्थानिकों 20 Ne, 21 Ne और 22 Ne के रूप में मौजूद है, जो स्वाभाविक रूप से स्थिर हैं। सबसे आम न्यूक्लाइड 20 Ne है। हमारे ग्रह के वातावरण में, इसकी बहुतायत लगभग 90% है, जबकि आइसोटोप के लिए 22 Ne - 9.25%, और समस्थानिक 21 Ne के लिए - केवल 0.27%। अंतिम दो समस्थानिक मुख्य रूप से ब्रह्मांडीय विकिरण के कारण बनते हैं, जो सोडियम, सिलिकॉन, एल्यूमीनियम और अन्य तत्वों के नाभिक को प्रभावित करते हैं। यही कारण है कि पृथ्वी पर वे अक्सर हवा में मौजूद होते हैं, न कि पानी या पृथ्वी की पपड़ी में। हमारे ग्रह नियॉन -20 पर शिक्षा का स्रोत अभी भी ज्ञात नहीं है। इन समस्थानिकों के अलावा, लगभग 16 अस्थिर न्यूक्लाइड को 9 ज़ेप्टोसेकंड से 3.38 मिनट तक की क्षय अवधि के साथ पृथक करने के लिए जाना जाता है।

डिस्कवरी इतिहास

नियॉन क्या है, इसके बारे में ही पता चला देर से XIXसदी। इससे पहले, विज्ञान ने केवल दो अक्रिय गैसों - आर्गन और हीलियम की खोज की थी, जो आवर्त सारणी के पहले और तीसरे आवर्त में व्याप्त हैं। साथ ही दूसरे आवर्त का स्थान खाली रहा, इसलिए शोधकर्ताओं ने प्रकृति में कम से कम एक और ऐसे पदार्थ का अस्तित्व मान लिया। 1997 में, स्कॉटिश रसायनज्ञ रामसे ने उन्हें एक रिपोर्ट भी समर्पित की, जिसे "अनडिस्कवर्ड गैस" कहा गया। और पहले से ही आगामी वर्षवह लापता तत्व को पाकर भाग्यशाली था।

इसे खोजने के लिए, वैज्ञानिक ने हीलियम और आरागॉन का विश्लेषण किया, खनिजों की संरचना का अध्ययन किया, लेकिन सफलता तब मिली जब उन्होंने हवा की ओर रुख किया। उन्होंने गैस मिश्रण को तरलीकृत किया और धीरे-धीरे वाष्पित किया, और फिर इसे एक विशेष डिस्चार्ज ट्यूब के माध्यम से अंशों द्वारा पारित किया गया विद्युत का झटका. अनदेखे पदार्थ को हीलियम के करीब गुण माना जाता था, इसलिए रामसे ने इसे सबसे हल्के अंश में खोजने की उम्मीद की, जो पहले वाष्पित हो जाएगा।

और ऐसा हुआ भी। ट्यूब में इलेक्ट्रॉनों के साथ बातचीत करते हुए, हवा का पहला अंश चमकने लगा और हीलियम और आर्गन के स्पेक्ट्रम के बगल में, वैज्ञानिक ने अन्य रेखाएं देखीं। वे पुष्टि हो गए कि पहले से अज्ञात गैस का अस्तित्व था। रामसे ने खोजे गए तत्व को ग्रीक नाम "नियॉन" दिया, जिसका अर्थ है "नया"।

गुण

नियॉन क्या है, इसका सबसे अच्छा अंदाजा इसके भौतिक और से लगाया जा सकता है रासायनिक गुण. यह गैस सबसे हल्की में से एक है। इसका घनत्व 0.0089999 g/cm³ है। यह -246.05 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है और -248.6 डिग्री सेल्सियस पर पिघलता है।

नियॉन व्यावहारिक रूप से अन्य पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। वह शायद ही खुद को इलेक्ट्रॉन देता है या जोड़ता है, इसलिए उसे एक महान गैस के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। जड़ता की दृष्टि से इसकी तुलना केवल हीलियम से की जा सकती है। अब तक, इसके किसी भी संयोजक यौगिक को प्राप्त करना संभव नहीं है। यह पानी में थोड़ा घुलनशील है, लेकिन अच्छी तरह से सोख लेता है सक्रिय कार्बन.

अन्य महान गैसों की तरह, इसमें अच्छी विद्युत चालकता होती है। यदि आप इसके माध्यम से करंट पास करते हैं उच्च वोल्टेज- यह चमकने लगेगा। गैस स्पेक्ट्रम में लगभग 900 लाइनें होती हैं अलग - अलग रंग, लेकिन उनमें से सबसे चमकीले लाल और नारंगी हैं। नियॉन की इस संपत्ति को बाहरी विज्ञापन के क्षेत्र में व्यापक आवेदन मिला है। इसके उद्घाटन के बारह साल बाद ही, सड़कों पर दुकानों और कैफे के नाम के साथ लाल चमकदार संकेत दिखाई देने लगे। उनके लिए पहला पेटेंट क्लाउड नियॉन लाइट्स इंक द्वारा दायर किया गया था।

प्रकृति में वितरण

नियॉन, या ने, को एक अलौकिक गैस कहा जा सकता है, क्योंकि यह हमारे ग्रह की तुलना में बाहरी अंतरिक्ष और अन्य खगोलीय पिंडों में बहुत अधिक है। विशेष रूप से यूरेनस, नेपच्यून, शनि, बृहस्पति, नेबुला और बहुत गर्म सितारों के वातावरण में इसका बहुत कुछ है। इसके अलावा, यह उल्कापिंडों और अन्य में पाया जाता है अंतरिक्ष पिंड.

पूरे ब्रह्मांड में, हाइड्रोजन, हीलियम, ऑक्सीजन और कार्बन के बाद गैस पांचवीं सबसे प्रचुर मात्रा में गैस है। वजन के हिसाब से इसकी सामग्री वजन के हिसाब से लगभग 0.13% है।

पृथ्वी पर इसे एक दुर्लभ तत्व माना जाता है। पृथ्वी की पपड़ी में यह लगभग 7 10 -9%, लगभग 2 10 -8% - समुद्र के पानी और नमकीन जलाशयों में होता है। इस की उच्चतम सांद्रता रासायनिक तत्वग्रह के वातावरण में देखा गया है, जहां इसकी सामग्री मात्रा के हिसाब से 1.82 10-3% है।

यह कैसे प्राप्त होता है?

चट्टानों और पानी में नियॉन का प्रसार कम होने के कारण इसका मुख्य स्रोत वायुमंडलीय वायु है। इससे तेज शीतलन के माध्यम से गैस प्राप्त होती है। तरल नाइट्रोजन के तापमान पर, नियॉन क्रिस्टलीकृत हो जाता है और आसानी से हीलियम से अलग हो जाता है, जो गैसीय अवस्था में रहता है।

यह हवा से नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के निष्कर्षण के दौरान उप-उत्पाद के रूप में भी प्राप्त होता है। इस मामले में, गैस को अलग करने के लिए सक्रिय कार्बन सोखना का उपयोग किया जाता है। नियॉन का निर्धारण करने के लिए आमतौर पर वर्णक्रमीय विकिरण या क्रोमैटोग्राफिक विश्लेषण का उपयोग किया जाता है।

उपयोग के क्षेत्र

रासायनिक तत्व नियॉन का उपयोग अभी भी संकेतों और विज्ञापन बैनरों में किया जाता है, जबकि विभिन्न रंगों को प्राप्त करने के लिए इसे अन्य पदार्थों के साथ भी मिलाया जाता है। हीलियम के साथ, इसका उपयोग लेजर के निर्माण में, स्वतंत्र रूप से - फोटोग्राफिक उपकरणों के उत्पादन के लिए किया जाता है।

लिक्विड नियॉन में हीलियम की तुलना में बेहतर ताप क्षमता होती है और यह काफी सस्ता होता है। हाइड्रोजन के साथ मिलकर इसका उपयोग विभिन्न प्रशीतन इकाइयों के लिए रेफ्रिजरेंट के रूप में किया जाता है। इन गैसों पर आधारित क्रायोजेनिक कक्ष जीवित ऊतकों को जमने के लिए दवा में आवश्यक हैं। नियॉन और हीलियम के मिश्रण का उपयोग सांस लेने में कठिनाई वाले रोगियों की स्थिति को कम करने के लिए किया जाता है, इसके लिए इसे नाइट्रोजन मुक्त हवा से भरे कमरों में वितरित किया जाता है।

नीयन(अव्य। नियोनम), ने, मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली के समूह आठवीं का एक रासायनिक तत्व, निष्क्रिय गैसों, परमाणु संख्या 10, परमाणु द्रव्यमान 20.179 को संदर्भित करता है। पृथ्वी पर, यह मुख्य रूप से वातावरण में मौजूद है, नियॉन की सामग्री जिसमें 7.1 · 10 11 टन अनुमानित है हवा के 1 मीटर 3 में नियॉन का लगभग 16 सेमी 3 है। वायुमंडलीय नियॉन में तीन स्थिर समस्थानिकों का मिश्रण होता है: 20 Ne, 21 Ne और 22 Ne; 20 Ne प्रबल (90.92%)। नियॉन की खोज 1898 में अंग्रेजी वैज्ञानिकों डब्ल्यू. रामसे और एम. ट्रैवर्स ने तरल हवा के वाष्पशील अंश के अध्ययन में की थी; नाम ग्रीक नियोस से आया है - नया।

सामान्य परिस्थितियों में नियॉन एक रंगहीन और गंधहीन गैस होती है। 0°C और 760 mmHg . पर कला। (101 kn / m 2) नियॉन घनत्व 0.900 g / l, t pl -248.6 ° C, t बेल (101 kn / m 2 पर) -245.9 ° C, पानी में घुलनशीलता 10.4 ml / l; क्रिस्टल सेलठोस नियॉन क्यूबिक; यूनिट सेल पैरामीटर a 4.52 -253 डिग्री सेल्सियस पर है। नियॉन अणु एकपरमाणुक है। नियॉन परमाणु के बाहरी इलेक्ट्रॉन खोल में 8 इलेक्ट्रॉन होते हैं और यह बहुत स्थिर होता है; रासायनिक यौगिकनियॉन को अभी तक संश्लेषित नहीं किया गया है।

नियॉन हवा को अलग करके प्राप्त किया जाता है। नियॉन का अनुप्रयोग मुख्य रूप से विद्युत उद्योग से संबंधित है। लाल चमक देने वाले नियॉन से भरे लैंप का उपयोग बंदरगाहों, हवाई क्षेत्रों आदि में किया जाता है। तरल नियॉन का उपयोग कम तापमान प्राप्त करने के लिए किया जाने लगा है।

परिभाषा

नीयनआवर्त सारणी में दसवां तत्व है। पदनाम - लैटिन "नियॉन" से ने। यह दूसरी अवधि, VIIIA समूह में स्थित है। अक्रिय (महान) गैसों के समूह के अंतर्गत आता है। परमाणु चार्ज 10 है।

नियॉन एक रंगहीन, द्रवीभूत करने में कठिन गैस है। हवा में नियॉन की मात्रा 0.0015% (वॉल्यूम) है। यह पानी में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील है, इथेनॉल में खराब घुलनशील है। एक क्लैथ्रेट रचना 8Ne×46H 2 O बनाता है। रासायनिक रूप से निष्क्रिय, अन्य सभी पदार्थों (सरल और जटिल) के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है।

नियॉन का परमाणु और आणविक द्रव्यमान

सापेक्ष आणविक भार एम आरअणु का दाढ़ द्रव्यमान है, जिसे कार्बन-12 परमाणु (12 C) के दाढ़ द्रव्यमान का 1/12 कहा जाता है। यह एक आयामहीन मात्रा है।

सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान A rकिसी पदार्थ के परमाणु का दाढ़ द्रव्यमान है, जिसे कार्बन-12 परमाणु (12 C) के दाढ़ द्रव्यमान का 1/12 कहा जाता है।

चूंकि मुक्त अवस्था में नियॉन मोनोएटोमिक Ne अणुओं के रूप में मौजूद होता है, इसलिए इसके परमाणु और आणविक द्रव्यमान के मान मेल खाते हैं। वे 20.1797 के बराबर हैं।

नियॉन के समस्थानिक

नियॉन तीन समस्थानिकों 20 Ne (90.48%), 21 Ne (0.27%) और 22 Ne (9.25%) के रूप में हो सकता है। इनकी द्रव्यमान संख्या क्रमशः 20, 21 और 22 है। नियॉन आइसोटोप 20 Ne के एक परमाणु के नाभिक में दस प्रोटॉन और दस न्यूट्रॉन होते हैं, और समस्थानिक 21 Ne और 22 Ne में क्रमशः प्रोटॉन, ग्यारह और बारह न्यूट्रॉन की समान संख्या होती है।

नियॉन के सोलह अस्थिर समस्थानिक भी हैं।

नियॉन आयन

हीलियम की तरह, परमाणुओं के मजबूत उत्तेजना पर, नियॉन Ne 2 + प्रकार के आणविक आयन बनाता है:

एस 2 एस * σ जेड 2 π 4 एक्स, वाई π * 4 एक्स, वाई जेड * 1।

नियॉन का अणु और परमाणु

मुक्त अवस्था में नियॉन एकपरमाण्विक Ne अणुओं के रूप में विद्यमान रहता है।

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1