Neonska zgodovina, lastnosti, struktura, tveganja, uporabe

On Neon Gre za kemični element, ki ga predstavlja simbol NE. To je plemenit plin, katerega ime v grščini pomeni novo, kakovost, ki bi lahko desetletja vzdržala ne le za bliskovito odkritje, ampak tudi z kraji mest pri razvoju svoje modernizacije s svojo svetlobo.

Vsi smo kdaj slišali za neonske luči, ki dejansko ustrezajo nič več kot rdeča drevesa; razen če so mešani z drugimi plini ali dodatki. Danes imajo bizaren zrak v primerjavi z nedavnimi sistemi razsvetljave; Vendar je Neon veliko več kot sodoben in osupljiv vir svetlobe.

Zmaj, narejen iz cevi, napolnjenih z neonskimi in drugimi plini, ki so ob prejemu električnega toka ionizirani in oddajajo značilne luči in barve. Vir: Andrewkeenananrichardson [CC0].

Ta plin, ki je sestavljen praktično, medsebojno, ki je ravnodušen, predstavlja najbolj inertno in plemenito vsebino vseh; Je najbolj inerten element periodične tabele in trenutno in formalno ni znan dovolj stabilen. Je še bolj inerten kot sam Helio, a tudi dražji.

Visoki stroški neona so, ker se ne izvleče iz podzemlja, kot pri heliju, temveč iz utekočinjanja in kriogene destilacije zraka; tudi ko je prisoten v atmosferi z zadostno številčnostjo, da dobimo ogromno volumna neona.

Lažje je izvleči helij iz rezerv zemeljskega plina, zmešati zrak in izvleči neon. Poleg tega je njena številčnost manjša od helija, tako znotraj kot zunaj Zemlje. V vesolju je neonski v Novas in Supernovae, pa tudi v dovolj zamrznjenih regijah, da prepreči, da bi pobegnil.

V svoji tekoči obliki je hladilno sredstvo veliko bolj učinkovito kot tekoči helij in vodik. To je tudi element v elektronski industriji, kar zadeva laserje in opremo, ki zazna sevanje.

[TOC]

Zgodovina

Argonova zibelka

Zgodovina neona je tesno povezana z zgodovino preostalih plinov, ki sestavljajo zrak in njena odkritja. Angleški kemik Sir William Ramsay, skupaj z mentorjem Johnom Williamom Struttom.

Iz vzorca zraka so jim uspeli. Njegova znanstvena strast ga je tudi pripeljala do odkritja helija, potem ko je v kislem mediju raztopila mineral Cleveite in zbirala sproščeni plin.

Nato je Ramsay sumil, da obstaja kemični element med helijem in argonom, ki je posvetil neuspešnim poskusom, da bi jih našel v vzorcih mineralov. Dokler končno ni menil, da bi moral biti v argonu "skriti" drugi manj obilni plini v zraku.

Tako so se poskusi, ki so privedli do odkritja neona, začeli z zgoščenim argonom.

Odkritje

Ramsay, ki mu je pomagal njegov kolega Morris W. Travers, se je začel z zelo očiščenim in utekočinjenim vzorcem argona, ki se je pozneje podredil nekakšni kriogeni in delni destilaciji. Tako sta leta 1898 in na University College London obe angleški kemiki uspeli prepoznati in izolirati tri nove pline: Neon, Kripton in Xenon.

Prvi je bil neonski, ki je pogledal, ko so ga zbrali v stekleni cevi, kjer so nanesli električni udar; Njegova intenzivna rdeče-oranžna svetloba je bila še bolj presenetljiva od barv Kriptona in Xenona.

Na ta način je Ramsay ta plin dal ime "neonske", kar v grščini pomeni "novo"; Nov pojaven element argona. Kmalu zatem, leta 1904 in po zaslugi tega dela, sta on in Travers prejela Nobelovo nagrado iz kemije.

Neonske luči

Ramsay je imel malo zveze z revolucionarnimi neonskimi aplikacijami, v katerih gre za osvetlitev. Leta 1902 je inženir elektrotehnike in izumitelj Georges Claude skupaj s Paulom Delormom ustanovil podjetje L'Air Liquide, namenjeno prodaji utekočinjenih plinov v industrija.

Claude, ki ga je navdihnil izumi Thomasa Edisona in Daniela McFarlana Mooreja, je zgradil prve neonske cevi in ​​leta 1910 podpisal patent. Svoj izdelek je prodal praktično pod naslednjo premiso: neonske luči so rezervirane za mesta in spomenike, ker so zelo bleščeči in privlačni.

Vam lahko služi: endergonska reakcija

Od takrat preostali del zgodovine neona do danes gre v roki z videzom novih tehnologij; kot tudi potreba po kriogenih sistemih, ki jih lahko uporabljajo kot hladilno tekočino.

Fizikalne in kemijske lastnosti

- Videz

Ampoule ali stekleni kozarec z neonom, navdušen nad električnim šokom. Vir: Hi-ločke slike kemijskih elementov [CC do 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by/3.0)]

Neon je brezbarven, brez vonja in nima okusa. Ko pa se uporablja električni šok.

Neonske luči so torej rdeče. Večji kot je tlak plina, večja je potrebna električna energija in dobivana rdečkasta svetlost. Te luči, ki osvetljujejo uličice ali fasade trgovin, so zelo pogoste, zlasti v hladnih podnebjih; Ker je rdečkasta intenzivnost takšna, da lahko meglico prenese z velikih razdalj.

- Molarna masa

20.1797 g/mol.

- Atomsko število (z)

10.

- Tališče

-248,59 ° C.

- Vrelišče

 -246.046 ° C.

- Gostota

-V normalnih pogojih: 0,9002 g/l.

-Tekočine, desno na vrelišču: 1,207 g/ml.

- Gostota hlapov

0,6964 (v zračnem razmerju = 1). To pomeni, da je zrak 1,4 -krat gostejši od neonskega. Nato se bo v zraku dvignil neonski napihnjen balon; čeprav manj hitro v primerjavi z enim napihnjenim s helijem.

- Parni tlak

0,9869 ATM pri 27 K (-246,15 ° C). Upoštevajte, da pri tej nizki temperaturi že izvaja tlak, primerljiv z atmosfersko.

- Fuzijska toplota

0,335 kJ/mol.

- Toplota za uparjanje

1,71 kJ/mol.

- Molarna toplotna sposobnost

20,79 j/(mol · k).

- Ionizacijske energije

-Najprej: 2080,7 kJ/mol (NE⁺ plinasto).

-Drugi: 3952,3 kJ/mol (NE²⁺ plinasto).

-Tretjič: 6122 kJ/mol (NE³⁺ plinasto).

Neonske ionizacijske energije so še posebej visoke. To je posledica težav pri odstranjevanju enega od njegovih elektronov iz Valencije na njegov majhen atom (v primerjavi z drugimi elementi istega obdobja).

- Številka oksidacije

Edina verjetna in teoretična oksidacijska številka ali stanje je 0; To pomeni, da v svoji sestavljeni hipotetiki ne zmaga in ne izgubi elektronov, ampak deluje kot nevtralen atom (NE⁰).

To je posledica njegove ničelne reaktivnosti kot plemenitega plina, ki mu ne omogoča, da pridobi elektrone zaradi pomanjkanja energijsko dostopne orbitale; in niti jih ne morejo izgubiti s pozitivnimi oksidacijskimi številkami, zaradi težav pri premagovanju učinkovite jedrske obremenitve svojih desetih protonov.

- Reaktivnost

Desno zgoraj pojasnjuje, zakaj je plemenit plin malo reaktiven. Vendar je med vsemi plemenitimi plini in kemičnimi elementi neonski lastnik prave krone plemstva; Ne priznava elektronov na kakršen koli način ali koga in tudi ne more vaš lastni delež, ker ga jedro preprečuje in zato ne tvori kovalentnih obveznic.

Neon je manj reaktiven (plemenit) kot helij, ker je, čeprav je njen atomski polmer večji, učinkovita jedrska obremenitev njegovih desetih protonov presegla tono obeh protonov Helijevega jedra.

Ko se skupina 18 spušča, se ta sila zmanjšuje, ker se atomski polmer znatno poveča; In zato lahko drugi plemeniti plini (zlasti ksenon in Kripton) tvorijo spojine.

Spojine

Do danes ni znana nobena na daljavo stabilno spojino. Vendar je bilo dokazano z optičnimi študijami in masno spektrometrijo, obstojem poliromanskih kationov, kot so: [blizu]⁺, Wne³⁺, Rhne²⁺, Denar²⁺, [NEH]⁺ in [Nehe]⁺.

Prav tako je mogoče omeniti njihove spojine van der sten, v katerih, čeprav ni kovalentnih vezi (vsaj ne formalno), ne -kovalentne interakcije omogočajo, da ostanejo v strogih pogojih kohezivni.

Nekatere takšne spojine van der sten za neonske so, na primer: NE₃ (trimer), i₂NE₂, Nenico, Neauf, linija, (n₂)₆NE₇, NEC_dvajsetH_dvajset (Fullereno endoedicinski kompleks) itd. Poleg tega je treba opozoriti, da lahko organske molekule s tem plinom tudi pod zelo posebnimi pogoji "drgnejo ramena" s tem plinom.

Lahko vam postreže: srebrni oksid (Ag2O)

Podrobnosti vseh teh spojin je, da niso stabilne; Poleg tega večina izvira iz zelo močnega električnega polja, kjer so v družbi neonskih vznemirjenih plinastih kovinskih atomov.

Tudi če imajo kovalentno (ali ionsko) povezavo, nekatere kemikalije ne predstavljajo težav z razmišljanjem o njih kot resničnih spojinah; In zato je neonski še naprej plemenit in inerten element, ki ga vidimo iz vseh "običajnih" bokov.

Elektronska struktura in konfiguracija

Interatomske interakcije

Neonski atom bi lahko zaradi majhne velikosti vizualizirali kot skoraj kompaktno kroglo in veliko učinkovito jedrsko obremenitev njegovih desetih elektronov, od katerih je osem iz Valencije, v skladu z njegovo elektronsko konfiguracijo:

1s²2s²2 p⁶  ali [on] 2s²2 p⁶

Tako Atom NE sodeluje z njegovim okoljem z uporabo njegovih orbitalov 2S in 2P. Vendar so popolnoma polni elektronov, ki izpolnjujejo znamenito okto.

Ne morete pridobiti več elektronov, ker 3S orbital ni na voljo energije; Poleg dejstva, da jih ne morete izgubiti zaradi njihovega majhnega atomskega polmera in jih "ozka" razdalja loči od desetih protonov jedra. Zato je ta atom ali n krogla zelo stabilna, ne more oblikovati kemijskih vezi s praktično brez elementa.

To so atomi, ki definirajo plinsko fazo. Ker je zelo majhen, je njegov elektronski oblak homogen in kompakten, težko ga je polarizirati in zato vzpostaviti trenutne dipolne trenutke, ki spodbujajo druge v sosednjih atomih; to pomeni, da so disperzijske sile med Atomi NE zelo šibke.

Tekočina in steklo

Zato se mora temperatura spustiti na -246 ° C, tako da se lahko neonski premakne iz plinastega v tekočino.

Ko so pri tej temperaturi, so Atomi NE dovolj blizu, tako da disperzija prisili kohezijo v tekočini; Čeprav očitno ni tako impresiven kot kvantna tekočina tekočega helija in njena odvečnost, ima hladilno moč 40 -krat večjo od tega.

To pomeni, da je tekoči neonski hladilni sistem 40 -krat učinkovitejši od tekočega helija; Hitreje ohladite in temperaturo hranite dlje časa.

Razlog je lahko posledica dejstva, da tudi z atomi ne težji od tistih, ki jih je prejšnji ločil in se lažje razpršil (segrejejo) kot slednji; Toda njihove interakcije so med trki ali srečanji tako šibke, da hitro upočasnijo (ohladijo)).

Ko temperatura pade še več, do -248 ° C, disperzijske sile postanejo močnejše in bolj usmerjene, zdaj pa so sposobne naročiti atome I, da kristalizirajo v kubični strukturi, osredotočenem na obraze (FCC). Ta kristal helijevega FCC je stabilen pod vsemi pritiski.

Kje je in dobimo

Supernove in ledena okolja

V nastanku supernove razpršijo neonske curke, ki na koncu sestavljajo te zvezdne oblake in potujejo v druge regije vesolja. Vir: pxhere.

Neon je peti najpogostejši kemični element v celotnem vesolju. Zaradi pomanjkanja reaktivnosti, visokega pare tlaka in lahkega testa se izogne ​​zemeljski atmosferi (čeprav v manjši meri kot helij) in malo se raztopi v morju. Zato ima tukaj v Zemljinem zraku komaj koncentracijo 18,2 ppm glede na prostornino.

Da bi se ta koncentracija neona povečala, se je treba spustiti temperaturo v soseske absolutne ničle; Samo možni pogoji v kozmosu in v manjši meri v zamrznjenih atmosferi nekaterih plinastih velikanov, kot je Jupiter.

Njegova največja koncentracija pa leži v Novas ali Supernovi, razporejeni po celotnem vesolju; kot tudi v zvezdah, ki izvirajo, bolj zajetno kot naše sonce, v notranjosti, katerih neonski atomi nastajajo kot nukleosinteza med premog in kisikom.

Lahko vam služi: Isoamilo acetat: struktura, lastnosti, sinteza in uporabe

Utekočinjenje zraka

Čeprav je njegova koncentracija v našem zraku le 18,2 ppm, je dovolj za nekaj litrov neona iz katerega koli domačega prostora.

Tako je za izdelavo potrebno. Na ta način lahko njihove atome ločimo od tekoče faze, sestavljene iz tekočega kisika in dušika.

Izotopi

Najbolj stabilen izotop neonskega je ^dvajsetNE, z obilico 90,48%. Ima tudi še dva izotopa, ki sta tudi stabilna, vendar manj obilna: ^enaindvajsetNE (0,27%) in ²²NE (9,25%). Preostali gre za radioizotope in zaenkrat jih je znanih petnajst (^15-19Ne in ne^23-32).

Tveganja

Neon je neškodljiv plin iz skoraj vseh možnih vidikov. Zaradi ničelne kemične reaktivnosti sploh ne posega v nobenega presnovnega procesa, in tako kot vstopi v organizem, ne da bi ga asimilirali. Nima takojšnjega farmakološkega učinka; Čeprav je bil povezan z morebitnimi anestetičnimi učinki.

Zato, če pride do neonskega puščanja, ne predstavlja zaskrbljujočega alarma. Če pa je koncentracija zraka njegovih atomov zelo velika, se lahko premakne na molekule kisika, ki jih dihamo, kar na koncu izzove zadušitev in celo vrsto simptomov, povezanih z njim.

Zdaj lahko tekoči neon povzroči hladne opekline do stika, zato se ga ni priporočljivo neposredno dotakniti. Tudi če je pritisk njegovih zabojnikov zelo visok, bi lahko bila nenadna razpoka eksplozivna; Ne zaradi prisotnosti plamenov, ampak zaradi sile plina.

Neon tudi ne predstavlja nevarnosti za ekosistem. Poleg tega je njegova koncentracija v zraku zelo nizka in pri dihanju ni težav. In kar je najpomembneje: to ni vnetljiv plin. Zato nikoli ne bo gorel, ne glede na to, kako visoke so temperature.

Prijave

Strela

Kot že omenjeno, so neonske rdeče luči prisotne v tisočih obratih. Razlog je v tem, da skoraj ni nizkega tlaka plina (~ 1/100 atm), tako da lahko na električni šok ustvari svojo značilno svetlobo, ki je bila tudi v oglasih različnih vrst (oglaševanje, znaki ceste, itd.).

Neonsko napolnjene cevi so lahko izdelane iz stekla ali plastike in pridobijo vse vrste figur ali oblik.

Elektronska industrija

Neon je zelo pomemben plin v elektronski industriji. Uporablja se za izdelavo fluorescentnih in ogrevalnih svetilk; Naprave, ki zaznajo sevanje ali visoke napetosti, televizorske cifeskope, števce geiserja in ionizacijske kamere.

Laserji

Skupaj s helijem lahko duet NE-HE uporabimo za laserske naprave, ki projicirajo rdečkasto luč.

Klatrat

Čeprav je res, da Neon ne more tvoriti nobene spojine, je bilo ugotovljeno, da so njihovi atomi pod visokimi pritiski (~ 0,4 GPa) ujeti v led, da tvorijo klatrat. V njem so Atomi NE omejeni na nekakšen kanal, omejen z molekulami vode in znotraj katerega se lahko mobilizira vzdolž stekla.

Čeprav za ta neonski klatat ni veliko potencialnih aplikacij, bi lahko bila v prihodnosti to alternativa za shranjevanje; ali preprosto, služite kot model za poglabljanje razumevanja teh zamrznjenih materialov. Mogoče je na nekaterih planetih neonski ujet v ledene mase.

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja). MC Graw Hill.
2. Nacionalni center za informacije o biotehnologiji. (2019). Neon. Baza podatkov Pubchem. Cid = 23987. Okrevano od: pubchem.NCBI.NLM.ameriški nacionalni inštitut za zdravje.Gov
3. J. od smedta, w. H. Keesom in h. H. Mooy. (1930). Na kristalni strukturi neona. Fizični laboratorij pri Leidenu.
4. Xiaohui yu & col. (2014). Kristalna struktura in dinamika inkapsulacije neonskega hidrata, strukturiranega IC II. Zbornik Nacionalne akademije znanosti 111 (29) 10456-10461; Doi: 10.1073/PNAS.1410690111
5. Wikipedija. (2019). Neon. Pridobljeno iz: v.Wikipedija.org
6. Čelada, Anne Marie, ph.D. (22. december 2018). 10 Neon dejstva - kemični element. Okreval od: Thoughtco.com
7. Doktor. Doug Stewart. (2019). Dejstva o neonskih elementih. Kemikool. Okrevano od: Chemicool.com
8. Wikipedija. (2019). Neonske spojine. Pridobljeno iz: v.Wikipedija.org
9. Nicola McDougal. (2019). Element Neon: Zgodovina, dejstva in uporabe. Študij. Okrevano od: študij.com
10. Jane e. Boyd & Joseph Rucker. (9. avgust 2012). Blaze of Crimson Light: Zgodba o neonu. Inštitut za zgodovino znanosti. Okrevano od: Sciencehistory.org