Neon geschiedenis, eigenschappen, structuur, risico's, gebruik

Hij neon Het is een chemisch element dat wordt weergegeven door het NE -symbool. Het is een edelgas wiens naam in het Grieks nieuw betekent, een kwaliteit die tientallen jaren kan ondersteunen, niet alleen voor de flits van zijn ontdekking, maar ook door steden te sieren bij de ontwikkeling van zijn modernisering met zijn licht.

We hebben allemaal ooit gehoord van neonlichten, die eigenlijk overeenkomen met niets meer dan de rode bomen; tenzij ze worden gemengd met andere gassen of additieven. Tegenwoordig hebben ze een bizarre lucht in vergelijking met recente verlichtingssystemen; Neon is echter veel meer dan een moderne en verbluffende bron van licht.

Dragon gemaakt van buizen gevuld met neon en andere gassen die bij het ontvangen van een elektrische stroom geïoniseerde en uitgezonden karakteristieke lichten en kleuren zijn. Bron: AndrewKeenanananrichardson [CC0].

Dit gas dat vrijwel NE bestaat, onverschillig tegenover elkaar, vertegenwoordigt de meest inerte en nobele stof van allemaal; Het is het meest inerte element van het periodiek systeem, en momenteel en formeel is het niet bekend als een samengestelde stabiel genoeg. Het is nog meer inert dan Helio zelf, maar ook duurder.

De hoge kosten van de neon zijn omdat deze niet uit de ondergrond wordt geëxtraheerd, zoals bij het helium, maar van vloeibaarmaking en cryogene destillatie van de lucht; Zelfs wanneer het aanwezig is in de atmosfeer met voldoende overvloed om een ​​enorm volume neon te verkrijgen.

Het is gemakkelijker om het helium uit aardgasreserves te extraheren, lucht te vermengen en de neon te extraheren. Bovendien is de overvloed ervan minder dan die van helium, zowel binnen als buiten de aarde. In het universum bevindt de neon zich in de novas en supernovae, evenals in voldoende bevroren gebieden om te voorkomen dat het ontsnapt.

In zijn vloeibare vorm is het een koelmiddel dat veel effectiever is dan vloeibaar helium en waterstof. Het is ook een element in de elektronische industrie met betrekking tot lasers en apparatuur die straling detecteert.

[TOC]

Geschiedenis

Argons wieg

De geschiedenis van de neon is nauw verwant aan die van de rest van de gassen die de lucht en zijn ontdekkingen vormen. De Engelse chemicus Sir William Ramsay, samen met zijn mentor John William Strutt.

Van een luchtmonster hebben ze het gelukt. Zijn wetenschappelijke passie leidde hem ook tot de ontdekking van helium, na het oplossen van het Cleveite -mineraal in een zuur medium en het verzamelen van het vrijgegeven gas.

Vervolgens vermoedde Ramsay dat er een chemisch element was tussen helium en argon, die mislukte pogingen wijdden om ze in minerale monsters te vinden. Totdat hij uiteindelijk van mening was dat het in argon "verborgen" andere minder overvloedige gassen in de lucht zou moeten zijn.

Zo begonnen de experimenten die leidden tot de ontdekking van de neon met de gecondenseerde argon.

Ontdekking

In zijn werk, Ramsay, geholpen door zijn collega Morris W. Travers, begon met een sterk gezuiverd en vloeibaar argon monster, dat vervolgens onderwond aan een soort cryogene en fractionele destillatie. Dus, in 1898 en op het University College London, slaagden beide Engelse chemici erin om drie nieuwe gassen te identificeren en te isoleren: Neon, Kripton en Xenon.

De eerste was de neon, die een glimp opvangde toen ze het in een glazen buis verzamelden waar ze een elektrische schok aanbrachten; Zijn intense rood-oranje licht was nog verrassender dan de kleuren van de Kripton en Xenon.

Het was op deze manier dat Ramsay dit gas de naam 'neon' gaf, wat in het Grieks 'nieuw' betekent; Een nieuw element van argon verscheen. Kort daarna, in 1904 en dankzij dit werk, ontvingen hij en Travers de Nobelprijs voor de chemie.

Neon lichten

Ramsay had weinig te maken met de revolutionaire neon -toepassingen waarin verlichting betreft. In 1902 vormden de elektrotechnisch ingenieur en uitvinder, Georges Claude, samen met Paul Delorm, het bedrijf L'Air Liquide, toegewijd aan het verkopen van vloeibaar gassen aan de industrieën en zag al snel het lichtpotentieel van de neon.

Claude, geïnspireerd door de uitvindingen van Thomas Edison en Daniel McFarlan Moore, bouwde de eerste met neon gevulde buizen en ondertekende een patent in 1910. Hij verkocht zijn product praktisch onder het volgende uitgangspunt: neonlichten zijn gereserveerd voor steden en monumenten als zeer oogverblindend en aantrekkelijk.

Kan u van dienst zijn: Endergonic Reaction

Sindsdien gaat de rest van de geschiedenis van Neon tot vandaag hand in hand met het verschijnen van nieuwe technologieën; evenals de behoefte aan cryogene systemen die het kunnen gebruiken als een koelvloeistof.

Fysische en chemische eigenschappen

- Verschijning

Ampoule of glazen pot met neon opgewonden door een elektrische schok. Bron: Hi-Res afbeeldingen van chemische elementen [CC door 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/door/3.0)]

Neon is een kleurloos, reukloos gas en heeft geen smaak. Wanneer echter een elektrische schok wordt toegepast. De atomen zijn geïoniseerd of opgewonden, waardoor fotonen van energie uitzenden die het zichtbare spectrum binnenkomen in de vorm van een oranje roodachtige flits (superieure afbeelding).

Neonlichten zijn dan rood. Hoe groter de gasdruk, hoe groter de vereiste elektriciteit en de roodachtige helderheid verkregen. Deze lichten die de steegjes verlichten of gevels van de winkels zijn heel gebruikelijk, vooral in koude klimaten; Sindsdien is de roodachtige intensiteit zodanig dat deze de mist van aanzienlijke afstanden kan overbrengen.

- Molaire massa

20,1797 g/mol.

- Atoomnummer (z)

10.

- Smeltpunt

-248.59 ºC.

- Kookpunt

 -246,046 ºC.

- Dikte

-In normale omstandigheden: 0,9002 g/l.

-Van de vloeistof, precies op het kookpunt: 1,207 g/ml.

- Dampdichtheid

0.6964 (in luchtrelatie = 1). Dat wil zeggen, de lucht is 1,4 keer dichter dan de neon. Dan zal een neon opgeblazen ballon in de lucht opkomen; Hoewel minder snel vergeleken met een opgeblazen helium.

- Dampdruk

0.9869 ATM bij 27 K (-246.15 ºC). Merk op dat bij die lage temperatuur de neon al een druk uitoefent die vergelijkbaar is met atmosferisch.

- Fusiewarmte

0,335 kJ/mol.

- Verdampingswarmte

1.71 kJ/mol.

- Molaire warmtecapaciteit

20.79 J/(mol · k).

- Ionisatie -energieën

-Eerste: 2080,7 kJ/mol (NE⁺ gasvormig).

-Ten tweede: 3952.3 kJ/mol (NE²⁺ gasvormig).

-Derde: 6122 kJ/mol (NE³⁺ gasvormig).

Neon -ionisatie -energieën zijn bijzonder hoog. Dit komt door de moeilijkheid om een ​​van zijn elektronen van Valencia naar zijn kleine atoom te verwijderen (vergeleken met de andere elementen van dezelfde periode).

- Oxidatienummer

Het enige waarschijnlijke en theoretische oxidatienummer of toestand is 0; Dat wil zeggen, in zijn samengestelde hypothetica wint het niet of verliest het geen elektronen, maar interageert het als een neutraal atoom (NE⁰)).

Dit komt door zijn nulreactiviteit als edelgas, waardoor het niet toestaat elektronen te krijgen vanwege een gebrek aan een energetisch beschikbaar orbitaal; en noch in staat zijn om ze te verliezen met positieve oxidatienummers, vanwege de moeilijkheid om de effectieve nucleaire belasting van hun tien protonen te overwinnen.

- Reactiviteit

Rechts hierboven verklaart waarom een ​​edelgas weinig reactief is. Onder alle edelgassen en chemische elementen is de neon echter de eigenaar van de ware kroon van de adel; Het geeft op geen enkele manier of iemand aan elektronen toe, en uw eigen aandeel kan ook niet omdat de kern het voorkomt en daarom geen covalente bindingen vormt.

Neon is minder reactief (edelst) dan helium omdat, hoewel de atomaire straal groter is, de effectieve nucleaire belasting van zijn tien protonen groter is dan die van de twee protonen van de heliumkern.

Terwijl groep 18 afdaalt, neemt deze kracht af omdat de atoomradius aanzienlijk toeneemt; En daarom kunnen de andere edelgassen (vooral de Xenon en Kripton) verbindingen vormen.

Verbindingen

Tot op heden is er geen op afstand stabiele verbinding van de neon bekend. Het is echter bewezen door optische studies en massaspectrometrie, het bestaan ​​van polyromische kationen zoals: [nabij]⁺, Wne³⁺, Rhne²⁺, Verzachten²⁺, [Neh]⁺ en [nehe]⁺.

Ook kan worden vermeld in hun Van der Walls -verbindingen, waarin, hoewel er geen covalente bindingen zijn (althans niet formeel), niet -covalente interacties hen in staat stellen samenhangend te blijven onder rigoureuze omstandigheden.

Sommige van dergelijke verbindingen van van der muren voor neon zijn bijvoorbeeld: NE₃ (trimeer), i₂NE₂, Nenico, Neauf, line, (n₂))₆NE₇, NEC_twintigH_twintig (Fullereno endoedisch complex), enz. En bovendien moet worden opgemerkt dat organische moleculen ook "schouders" kunnen wrijven met dit gas onder zeer speciale omstandigheden.

Het kan u van dienst zijn: zilveroxide (Ag2o)

Het detail van al deze verbindingen is dat ze niet stabiel zijn; Bovendien zijn de meeste ontstaan ​​in het midden van een zeer sterk elektrisch veld, waar gasvormige metaalatomen enthousiast zijn in het gezelschap van neon.

Zelfs met een covalente (of ionische) link, nemen sommige chemicaliën niet de moeite om erover na te denken als ware verbindingen; En daarom blijft de neon een nobel en inert element gezien uit alle "normale" flanken.

Elektronische structuur en configuratie

Interatomische interacties

Het neonatoom kan worden gevisualiseerd als een bijna compacte bol vanwege zijn kleine omvang, en de grote effectieve nucleaire belasting van zijn tien elektronen, waarvan er acht uit Valencia komen, volgens de elektronische configuratie:

1s²2s²2 p⁶  of [hij] 2s²2 p⁶

Aldus interageert het atoom NE met zijn omgeving met behulp van zijn 2s en 2p orbitalen. Ze zijn echter volledig vol met elektronen, die voldoen aan het beroemde octet van Valencia.

U kunt niet meer elektronen krijgen omdat de 3S -orbital geen energie beschikbaar is; Naast het feit dat je ze niet kunt verliezen voor hun kleine atoomradius en de "smalle" afstand hen scheidt van de tien protonen van de kern. Daarom is dit atoom of n bol zeer stabiel, niet in staat om chemische bindingen te vormen met vrijwel geen element.

Dit zijn atomen die de gasfase definiëren. Omdat het erg klein is, is de elektronische wolk homogeen en compact, moeilijk te polariseren en daarom om onmiddellijke dipoolmomenten vast te stellen die anderen in aangrenzende atomen veroorzaken; dat wil zeggen, de dispersiekrachten tussen de NE -atomen zijn erg zwak.

Vloeibaar en glas

Daarom moet de temperatuur afdalen naar -246 ºC zodat de neon van de gasvormige toestand naar de vloeistof kan gaan.

Eenmaal bij deze temperatuur zijn de NE -atomen dichtbij genoeg, zodat de dispersie de cohesie in een vloeistof dwingt; Hoewel het blijkbaar niet zo indrukwekkend is als de kwantumvloeistof van het vloeibare helium en zijn overbodigheid, heeft het een koelvermogen 40 keer hoger dan dit.

Dit betekent dat een vloeibaar neon koelsysteem 40 keer efficiënter is dan een vloeibaar helium; Koel sneller en houd de temperatuur langer.

De reden kan te wijten zijn aan het feit dat, zelfs met de atomen die zwaarder zijn dan die van hij, de eerste scheiden en gemakkelijker zich verspreiden (ze opwarmen) dan de laatste; Maar hun interacties zijn zo zwak tijdens hun botsingen of ontmoetingen, dat ze snel vertragen (koel)).

Wanneer de temperatuur nog meer daalt, tot -248 ºC, worden de dispersiekrachten sterker en directioneel, nu in staat om de atomen I te bestellen om te kristalliseren in een kubisch structuurglas gecentreerd op de gezichten (FCC). Dit helium FCC -kristal is stabiel onder alle drukken.

Waar is het en verkrijgt

Supernovas en ijzige omgevingen

In de vorming van een supernova verspreiden ze neonjets die uiteindelijk deze sterrenwolken samenstellen en naar andere regio's van het universum reizen. Bron: Pxhere.

Neon is het vijfde meest voorkomende chemische element in het hele universum. Vanwege het gebrek aan reactiviteit, hoge stoomdruk en licht deeg, ontsnapt het ontsnapt aan de atmosfeer van de aarde (hoewel in mindere mate dan helium), en lost weinig op in de zeeën. Dat is de reden waarom hier, in de lucht van de aarde, nauwelijks een concentratie van 18,2 ppm per volume heeft.

Om deze concentratie van neon toe te voegen, is het noodzakelijk om de temperatuur af te dalen naar de buurten van absolute nul; Alleen mogelijke omstandigheden in de kosmos, en in mindere mate, in de bevroren atmosferen van sommige gasvormige reuzen zoals Jupiter, op de rotsachtige meteorietoppervlakken of in de exosfeer van de maan.

De grootste concentratie ervan ligt echter in de nova's of supernova's die over het hele universum zijn verspreid; evenals in de sterren die ontstaan, meer omvangrijk dan onze zon, binnen wiens neonatomen worden geproduceerd als een nucleosynthese tussen steenkool en zuurstof.

Het kan u van dienst zijn: isoamilo -acetaat: structuur, eigenschappen, synthese en gebruik

Luchtvloeibaarheid

Hoewel de concentratie ervan slechts 18,2 ppm in onze lucht is, is het voldoende voor een paar liter neon uit elke thuisruimte kan worden verkregen.

Dus om het te produceren is het noodzakelijk. Op deze manier kunnen hun atomen worden gescheiden van de vloeibare fase samengesteld uit vloeibare zuurstof en stikstof.

Isotopen

De meest stabiele isotoop van neon is de ^twintigNE, met een overvloed van 90,48%. Het heeft ook twee andere isotopen die ook stabiel zijn, maar minder overvloedig: ^eenentwintigNE (0,27%) en ²²NE (9,25%). De overgebleven gaan over radio -isotopen, en op dit moment zijn vijftien van hen bekend (^15-19NE en NE^23-32)).

Risico's

Neon is een onschadelijk gas uit bijna alle mogelijke aspecten. Vanwege zijn nul chemische reactiviteit, komt het helemaal niet tussenbeide met een metabolisch proces, en net zoals het het organisme binnenkomt, laat het zonder geassimileerd te worden. Het heeft geen onmiddellijk farmacologisch effect; Hoewel, het is in verband gebracht met mogelijke verdovingseffecten.

Dat is de reden waarom als er een neonlek is, dit geen zorgwekkend alarm vertegenwoordigt. Als de luchtconcentratie van zijn atomen echter erg groot is, kan deze zich verplaatsen naar de zuurstofmoleculen die we inademen, wat uiteindelijk verstikking veroorzaakt en een hele reeks symptomen die ermee verbonden zijn.

Nu kan de vloeibare neon koude brandwonden met het contact veroorzaken, dus het is niet raadzaam om het rechtstreeks aan te raken. Ook als de druk van zijn containers erg hoog is, kan een abrupte spleet explosief zijn; Niet vanwege de aanwezigheid van vlammen maar door de kracht van gas.

Neon vormt ook geen gevaar voor het ecosysteem. Bovendien is de concentratie in de lucht erg laag en is er geen probleem om het te ademen. En nog belangrijker: het is geen brandbaar gas. Daarom zal het nooit branden, ongeacht hoe hoge temperaturen zijn.

Toepassingen

Bliksem

Zoals vermeld, zijn neonrode lichten aanwezig in duizenden vestigingen. De reden is dat er nauwelijks een lage gasdruk (~ 1/100 atm) is, zodat het zijn karakteristieke licht, dat ook in advertenties van verschillende soorten is geplaatst (adverteren, tekenen van weg, kan produceren, dat ook is geplaatst in advertenties ( enz.)).

Neon gevulde buizen kunnen gemaakt zijn van glas of plastic en verwerven allerlei soorten cijfers of vormen.

Elektronische industrie

Neon is een zeer belangrijk gas binnen de elektronische industrie. Het wordt gebruikt voor de vervaardiging van fluorescerende en verwarmingslampen; Apparaten die straling of hoogspanningen detecteren, televisies cifescopes, geiser -tellers en ionisatiecamera's.

Lasers

Samen met het helium kan het NE-HE-duo worden gebruikt voor laserapparaten, die een roodachtig licht projecteren.

Klatrat

Hoewel het waar is dat neon geen enkele verbinding kan vormen, is gebleken dat onder hoge drukken (~ 0,4 GPa) hun atomen in het ijs zitten om een ​​klatrat te vormen. Daarin zijn de NE -atomen beperkt tot een soort kanaal dat wordt beperkt door watermoleculen, en waarbinnen het kan mobiliseren langs het glas.

Hoewel er niet veel potentiële toepassingen zijn voor deze neon clatlate, kan het in de toekomst een alternatief voor opslag zijn; of gewoon dienen als een model om het begrip van deze bevroren materialen te verdiepen. Misschien zit de neon op sommige planeten vast in ijsmassa.

Referenties

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. (Vierde druk). MC Graw Hill.
2. Nationaal centrum voor biotechnologie -informatie. (2019). Neon. PubChem -database. CID = 23987. Hersteld van: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
3. J. van smedt, w. H. Keesom en h. H. Mooy. (1930). Op de kristalstructuur van neon. Fysiek laboratorium in Leiden.
4. Xiaohui yu & col. (2014). Kristalstructuur en inkapselingsdynamiek van ijs II-gestructureerde neonhydraat. Proceedings of the National Academy of Sciences 111 (29) 10456-10461; Doi: 10.1073/pnas.1410690111
5. Wikipedia. (2019). Neon. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
6. Helmestine, Anne Marie, pH.D. (22 december 2018). 10 Neon Feiten - Chemisch element. Hersteld van: Thoughtco.com
7. Dr. Doug Stewart. (2019). Neon -elementfeiten. Chemicool. Hersteld van: chemicool.com
8. Wikipedia. (2019). Neonverbindingen. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
9. Nicola McDougal. (2019). The Element Neon: History, Feits & gebruikt. Studie. Hersteld van: studie.com
10. Jane E. Boyd & Joseph Rucker. (9 augustus 2012). Blaze of Crimson Light: The Story of Neon. Science History Institute. Hersteld van: ScienceHistory.borg