NEON: KASAYSAYAN, MGA KATANGIAN, ISTRAKTURA, PANGANIB, GINAGAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang neon ay isang sangkap na kemikal na kinakatawan ng simbolo na Ne. Ito ay isang marangal na gas na ang pangalan sa Griego ay nangangahulugang bago, isang kalidad na nagawa nitong mapanatili sa loob ng mga dekada hindi lamang dahil sa sparkle ng kanyang natuklasan, kundi pati na rin dahil pinalamutian nito ang mga lungsod na may magaan habang binuo nila ang kanilang modernisasyon.

Namin ang lahat narinig ng mga ilaw ng neon, na talagang tumutugma sa higit pa sa pula-orange; maliban kung ang mga ito ay halo-halong sa iba pang mga gas o additives. Ngayon ay mayroon silang kakaibang hangin kumpara sa mga kamakailang sistema ng pag-iilaw; gayunpaman, ang neon ay higit pa sa isang nakamamanghang modernong mapagkukunan ng ilaw.

Ang dragon ay gawa sa mga tubes na puno ng neon at iba pang mga gas na, kapag tumatanggap ng isang electric current, nag-ionize at naglalabas ng mga katangian at kulay ng kulay. Pinagmulan: AndrewKeenanRichardson.

Ang gas na ito, na binubuo ng halos mga atom at Ne, ay walang pakialam sa bawat isa, ay kumakatawan sa pinaka mabibigat at marangal na sangkap ng lahat; Ito ang pinaka madamdaming elemento sa pana-panahong talahanayan, at sa kasalukuyan at pormal na isang matatag na sapat na compound ay hindi alam. Ito ay kahit na mas mababa kaysa sa helium mismo, ngunit mas mahal.

Ang mataas na gastos ng neon ay dahil sa ang katunayan na hindi ito nakuha mula sa subsoil, tulad ng nangyayari sa helium, ngunit mula sa pagkalasing at cryogenic na pag-agaw ng hangin; kahit na ito ay naroroon sa kapaligiran sa sapat na kasaganaan upang makabuo ng isang malaking dami ng neon.

Madali itong kunin ang helium mula sa likas na reserbang gas kaysa sa likidong hangin at kunin ang neon mula dito. Bilang karagdagan, ang kasaganaan nito ay mas mababa kaysa sa helium, sa loob at labas ng Daigdig. Sa Uniberso, ang neon ay matatagpuan sa novae at supernovae, pati na rin sa mga rehiyon na sapat na pinigilan upang maiwasan itong makatakas.

Sa likidong form nito, ito ay isang mas epektibong nagpapalamig kaysa sa likidong helium at hydrogen. Gayundin, ito ay isang sangkap na naroroon sa industriya ng elektroniko na may kinalaman sa mga laser at kagamitan na nakakakita ng radiation.

Kasaysayan

Ang duyan ng argon

Ang kasaysayan ng neon ay malapit na nauugnay sa iba pang mga gas na bumubuo sa hangin at kanilang mga pagtuklas. Ang chemist ng Ingles na si Sir William Ramsay, kasama ang kanyang tagapagturo na si John William Strutt (Lord Rayleigh), ay nagpasya noong 1894 na pag-aralan ang komposisyon ng hangin sa pamamagitan ng mga reaksiyong kemikal.

Gamit ang isang sample ng hangin, pinamamahalaang nila ang deoxygenate at denitrogenize ito, makuha at tuklasin ang marangal na argonya ng gas. Ang kanyang pag-agham na pang-agham din ang humantong sa kanya sa pagtuklas ng helium, matapos matunaw ang mineral cleveite sa isang medium medium at pagkolekta ng characterizing ang pinalabas na gas.

Pagkatapos, hinala ni Ramsay na mayroong elemento ng kemikal na matatagpuan sa pagitan ng helium at argon, na nag-alay ng hindi matagumpay na mga pagtatangka upang mahanap ang mga ito sa mga sample ng mineral. Hanggang sa huli ay itinuring niya na ang argon ay dapat na "nakatago" ng iba pang mga gas na hindi gaanong sagana sa hangin.

Kaya, ang mga eksperimento na humantong sa pagtuklas ng neon ay nagsimula sa condensed argon.

Pagtuklas

Sa kanyang trabaho, si Ramsay, na tinulungan ng kanyang kasamahan na si Morris W. Travers, ay nagsimula sa isang lubos na purified at likido na sample ng argon, na pagkatapos ay sumailalim siya sa isang uri ng fractional at cryogen na pag-agos. Sa gayon, noong 1898 at sa University College London, ang parehong mga chemist ng Ingles ay pinamamahalaang makilala at ibukod ang tatlong bagong gas: neon, krypton at xenon.

Ang una sa kanila ay neon, na sinulyapan niya nang makolekta nila ito sa isang glass tube kung saan inilapat nila ang isang electric shock; ang matindi nitong ilaw na pula-orange na ilaw ay mas kapansin-pansin kaysa sa mga kulay ng krypton at xenon.

Sa ganitong paraan binigay ni Ramsay sa gas na ito ang pangalang 'neon', na sa Greek ay nangangahulugang 'bago'; isang bagong elemento ang lumitaw mula sa argon. Di-nagtagal, noong 1904 at salamat sa gawaing ito, natanggap niya at Travers ang Nobel Prize sa kimika.

Neon lights

Pagkatapos ay walang kinalaman si Ramsay sa mga rebolusyonaryong aplikasyon ng neon hanggang sa nababahala ang pag-iilaw. Noong 1902, ang de-koryenteng inhinyero at imbentor, si Georges Claude, kasama si Paul Delorme, ay nabuo ang L'Air Liquide na kumpanya, na nakatuon sa pagbebenta ng mga likidong gas sa mga industriya at kung saan sa lalong madaling panahon nakita ang maliwanag na potensyal ng neon.

Si Claude, na inspirasyon ng mga imbensyon nina Thomas Edison at Daniel McFarlan Moore, ay nagtayo ng mga unang tubes na puno ng neon, nilagdaan ang isang patent noong 1910. Ibinenta niya ang kanyang produkto sa ilalim ng sumusunod na saligan: ang mga neon light ay nakalaan para sa mga lungsod at monumento dahil sila ay. napaka nakasisilaw at kaakit-akit.

Simula noon, ang natitirang kasaysayan ng neon hanggang sa kasalukuyan ay magkasama sa hitsura ng mga bagong teknolohiya; pati na rin ang pangangailangan para sa mga cryogen system na maaaring magamit ito bilang isang likido sa paglamig.

Mga katangian ng pisikal at kemikal

- Hitsura

Glass vial o vial na may neon nasasabik sa pamamagitan ng isang electric discharge. Pinagmulan: Mga Larawan ng Hi-Res ng Mga Elemento ng Chemical

Ang Neon ay isang walang kulay, walang amoy, walang lasa na gas. Gayunpaman, kapag ang isang de-koryenteng paglabas ay inilalapat, ang mga atomo nito ay na-ionize o nasasabik, na naglalabas ng mga photon ng enerhiya na pumapasok sa nakikita na spectrum bilang isang mapula-pula na kulay kahel (tuktok na imahe).

Kaya ang mga ilaw ng neon ay pula. Ang mas mataas na presyon ng gas, mas mataas ang kuryente na kinakailangan at ang mapula-pula na glow na nakuha. Ang mga ilaw na ito na nag-iilaw ng mga labi o ang mga facades ng mga tindahan ay pangkaraniwan, lalo na sa mga malamig na klima; dahil, ang mapula-pula na intensity ay tulad na maaari itong tumagos sa ambon mula sa mumunti na mga distansya.

- Molaryang masa

20.1797 g / mol.

- numero ng atom (Z)

10.

- punto ng pagkatunaw

-248.59 ° C

- Punto ng pag-kulo

-246.046 ° C

- Density

-Gamit ang mga normal na kondisyon: 0.9002 g / L.

-Mula sa likido, sa punto lamang na kumukulo: 1.207 g / mL.

- density ng singaw

0.6964 (nauugnay sa hangin = 1). Sa madaling salita, ang hangin ay 1.4 beses na mas matindi kaysa sa neon. Pagkatapos ang isang lobo na napalaki ng neon ay tataas sa hangin; kahit na mas mabilis kumpara sa isang napalaki ng helium.

- presyon ng singaw

0.9869 atm sa 27 K (-246.15 ° C). Tandaan na sa tulad ng isang mababang temperatura neon ay nagsasagawa ng isang presyon na maihahambing sa atmospheric.

- Init ng pagsasanib

0.335 kJ / mol.

- Init ng singaw

1.71 kJ / mol.

- kapasidad ng init ng Molar

20.79 J / (mol · K).

- Enerhiya ng ionization

-Nauna: 2080.7 kJ / mol (Ne ⁺ gaseous).

-Second: 3952.3 kJ / mol (Ne ²⁺ gas).

-Third: 6122 kJ / mol (Ne ³⁺ gaseous).

Lalo na mataas ang ionization energies para sa neon. Ito ay dahil sa kahirapan ng pag-alis ng isa sa mga electron ng valence nito mula sa napakaliit na atom nito (kumpara sa iba pang mga elemento ng parehong panahon).

- Bilang ng oksihenasyon

Ang tanging probable at teoretikal na numero o estado ng oksihenasyon para sa neon ay 0; iyon ay, sa mga hypothetical compound nito ay hindi ito nakakakuha o nawalan ng mga elektron, ngunit sa halip ay nakikipag-ugnay bilang isang neutral na atom (Ne ⁰ ).

Ito ay dahil sa null reaktibo nito bilang isang marangal na gas, na hindi pinapayagan itong makakuha ng mga electron dahil sa kakulangan ng isang masiglang magagamit na orbital; at hindi rin maaaring mawala sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga positibong numero ng oksihenasyon, dahil sa paghihirap na malampasan ang epektibong singil ng nukleyar ng sampung proton nito.

- Reactivity

Ang nabanggit ay nagpapaliwanag kung bakit ang isang marangal na gas ay hindi masyadong reaktibo. Gayunpaman, sa lahat ng mga marangal na gas at mga elemento ng kemikal, ang neon ay ang may-ari ng tunay na korona ng maharlika; Hindi nito inamin ang mga elektron sa anumang paraan o mula sa sinuman, at hindi nito maibabahagi ang sarili nito dahil pinipigilan ito ng nucleus at, samakatuwid, ay hindi bumubuo ng mga covalent bond.

Ang Neon ay hindi gaanong reaktibo (mas marangal) kaysa sa helium dahil, bagaman ang atomic radius nito ay mas malaki, ang epektibong nuclear charge ng sampung proton ay lumampas sa dalawang proton sa helium nucleus.

Bilang isang bumababa sa pangkat 18, ang puwersa na ito ay bumababa dahil ang atomic radius ay tumataas nang malaki; At iyon ang dahilan kung bakit ang iba pang mga marangal na gas (lalo na ang xenon at krypton) ay maaaring makabuo ng mga compound.

Mga Compound

Sa ngayon, walang malayong matatag na tambalan ng neon ang kilala. Gayunpaman, ang pagkakaroon ng mga polyatomic cations tulad ng: ⁺ , WNe ³⁺ , RhNe ²⁺ , MoNe ²⁺ , ⁺ at ⁺ ay napatunayan sa pamamagitan ng mga optical at mass spectrometry pag-aaral .

Gayundin, ang pagbanggit ay maaaring gawin ng mga compound ng Van der Walls, kung saan kahit na walang mga covalent bond (hindi bababa sa hindi pormal), ang mga pakikipag-ugnay sa di-covalent ay nagpapahintulot sa kanila na manatiling cohesive sa ilalim ng mahigpit na mga kondisyon.

Ang ilan sa mga tulad ng mga compound ng Van der Walls para sa neon ay, halimbawa: Ne ₃ (trimer), I ₂ Ne ₂ , NeNiCO, NeAuF, LiNe, (N ₂ ) ₆ Ne ₇ , NeC ₂₀ H ₂₀ (endohedral fullerene complex ), atbp. At din, dapat itong tandaan na ang mga organikong molekula ay maaari ding "kuskusin ang balikat" kasama ang gas na ito sa ilalim ng napaka-espesyal na mga kondisyon.

Ang detalye ng lahat ng mga compound na ito ay hindi sila matatag; bukod dito, ang karamihan ay nagmula sa gitna ng isang napakalakas na patlang ng koryente, kung saan ang mga gas na may gaseous na metal ay nasasabik sa kumpanya ng neon.

Kahit na sa isang bovalent (o ionic) na bono, ang ilang mga chemists ay hindi nag-aabala upang isipin ang mga ito bilang mga tunay na compound; at samakatuwid, ang neon ay patuloy na maging isang marangal at hindi gumagalaw na elemento na nakikita mula sa lahat ng "normal" na panig.

Istraktura at pagsasaayos ng elektronik

Pakikipag-ugnayan sa pakikipag-ugnay

Ang neon atom ay maaaring maisalarawan bilang isang halos compact na globo dahil sa maliit na sukat nito, at ang mahusay na epektibong nuclear na singil ng sampung elektron nito, walo sa mga ito ay valence, ayon sa kanilang elektronikong pagsasaayos:

1s ² 2s ² 2p ⁶ o 2s ² 2p ⁶

Kaya, ang Ne atom ay nakikipag-ugnay sa kapaligiran nito gamit ang 2s at 2p orbitals. Gayunpaman, ang mga ito ay ganap na napuno ng mga electron, na sumunod sa sikat na valce octet.

Hindi ito maaaring makakuha ng mas maraming mga electron dahil ang 3s orbital ay hindi masiglang magagamit; Bukod dito, hindi ito maaaring mawala sa kanila dahil sa kanilang maliit na radius na atom at ang "makitid" na distansya ay naghihiwalay sa kanila mula sa sampung proton sa nucleus. Samakatuwid, ang Ne atom o globo na ito ay matatag, hindi mabubuo ang mga bono ng kemikal na may praktikal na anumang elemento.

Ito ang mga Ne atoms na tumutukoy sa phase ng gas. Ang pagiging napakaliit, ang elektronikong ulap nito ay homogenous at compact, mahirap na polarize at, samakatuwid, upang maitaguyod ang mga instant moment na dipole na pukawin ang iba sa mga kalapit na mga atomo; iyon ay, ang mga nagkakalat na puwersa sa pagitan ng Ne atoms ay masyadong mahina.

Liquid at baso

Iyon ang dahilan kung bakit dapat bumaba ang temperatura sa -246 ºC upang ang neon ay maaaring umalis mula sa isang gas na estado sa isang likido.

Minsan sa temperatura na ito, ang mga Ne atoms ay sapat na malapit para sa mga pwersa ng pagkakalat upang maitali ang mga ito sa isang likido; na kahit na tila hindi ito kahanga-hanga tulad ng dami ng likido ng likidong helium at ang sobrang kaibuturan nito, mayroon itong lakas na paglamig ng 40 beses na mas malaki kaysa dito.

Nangangahulugan ito na ang isang likidong neon system ng paglamig ay 40 beses na mas mahusay kaysa sa isang likidong helium; mas mabilis na nagpapalamig at nagpapanatili ng temperatura nang mas mahaba.

Ang kadahilanan ay maaaring sanhi ng katotohanan na, kahit na sa mga Ne atoms na mas mabigat kaysa sa Kanya, ang dating hiwalay at ikakalat ay mas madali (magpainit) kaysa sa huli; ngunit ang kanilang mga pakikipag-ugnay ay mahina sa kanilang mga banggaan o nakatagpo, na muli silang bumagal (lumamig) nang mabilis.

Habang ang temperatura ay bumababa nang higit pa, hanggang -248 ° C, ang mga pwersa ng pagkakalat ay nagiging mas malakas at mas direksyon, na may kakayahang mag-order ng mga Atoms na mag-crystallize sa isang mukha na nakasentro sa kubiko (fcc) na kristal. Ang helium fcc crystal na ito ay matatag sa ilalim ng lahat ng mga panggigipit.

Kung saan hahanapin at makuha

Supernovae at mga nakaaaliw na kapaligiran

Sa pagbuo ng isang supernova, ang mga neon jet ay nagkalat, na nagtatapos sa pagbubuo ng mga stellar cloud na ito at naglalakbay sa iba pang mga rehiyon ng Uniberso. Pinagmulan: Pxhere.

Ang Neon ay ang ikalimang pinaka-masaganang elemento ng kemikal sa buong Uniberso. Dahil sa kawalan ng reaktibo, mataas na presyon ng singaw, at magaan na masa, nakatakas mula sa kapaligiran ng Earth (bagaman sa mas mababang antas kaysa sa helium), at maliit na natunaw sa dagat. Iyon ang dahilan kung bakit dito, sa himpapawid ng Earth, bahagya itong mayroong konsentrasyon na 18.2 ppm ayon sa dami.

Para sa sinabi ng konsentrasyon ng neon upang madagdagan, kinakailangan upang bawasan ang temperatura sa kapitbahayan ng ganap na zero; Posible ang mga kondisyon sa Cosmos, at sa isang mas maliit na antas, sa nagyeyelo na mga atmospera ng ilang mga higante ng gas tulad ni Jupiter, sa mabatong ibabaw ng meteorite, o sa eksklusibo ng Buwan.

Ang pinakamalaking konsentrasyon nito, gayunpaman, ay namamalagi sa novae o supernovae na ipinamamahagi sa buong Uniberso; pati na rin sa mga bituin kung saan sila nagmula, mas maliliwanag kaysa sa ating araw, sa loob kung saan ang mga neon atoms ay ginawa bilang isang resulta ng isang nucleosynthesis sa pagitan ng carbon at oxygen.

Pagkalusaw ng hangin

Bagaman ang konsentrasyon nito ay 18.2 ppm lamang sa aming hangin, sapat na upang makakuha ng ilang litro ng neon mula sa anumang puwang sa bahay.

Kaya, upang mabuo ito, kinakailangan upang likido ang hangin at pagkatapos ay isagawa ang isang cryogenic fractional distillation. Sa ganitong paraan, ang mga atomo nito ay maaaring mahiwalay mula sa likidong yugto na binubuo ng likidong oxygen at nitrogen.

Mga Isotopes

Ang pinaka-matatag na isotopang neon ay ²⁰ Ne, na may kasaganaan na 90.48%. Mayroon din itong dalawang iba pang mga isotop na matatag din, ngunit hindi gaanong sagana: ²¹ Ne (0.27%) at ²² Ne (9.25%). Ang nalalabi ay mga radioisotop, at sa kasalukuyan ay labinlimang ng mga ito ay kilala sa kabuuan ( ^15-19 Ne at ^23-32 Ne ).

Mga panganib

Ang Neon ay hindi nakakapinsalang gas mula sa halos lahat ng posibleng aspeto. Dahil sa null kemikal na pagiging aktibo nito, hindi ito namamagitan sa anumang proseso ng metabolic, at tulad ng pagpasok nito sa katawan, iniiwan ito nang hindi nai-assimilated. Samakatuwid wala itong agarang parmasyutiko na epekto; bagaman, ito ay nauugnay sa posibleng mga epekto ng anestisya.

Iyon ang dahilan kung kung mayroong isang neon leak, hindi ito nakakaalala na alarma. Gayunpaman, kung ang konsentrasyon ng mga atomo nito sa hangin ay napakataas, maaari nitong mapuksa ang mga molecule ng oxygen na ating hininga, na nagtatapos na nagiging sanhi ng pagkagulo at isang buong serye ng mga sintomas na nauugnay dito.

Gayunpaman, ang likidong neon ay maaaring maging sanhi ng malamig na pagkasunog sa contact, kaya hindi ipinapayong direktang hawakan ito. Gayundin, kung ang presyon sa iyong mga lalagyan ay napakataas, ang isang biglaang pag-alak ay maaaring sumabog; hindi sa pamamagitan ng apoy ngunit sa pamamagitan ng puwersa ng gas.

Hindi rin kumakatawan si Neon sa isang panganib sa ekosistema. Bukod dito, ang konsentrasyon nito sa hangin ay napakababa at walang problema sa paghinga nito. At pinaka-mahalaga: hindi ito isang nasusunog na gas. Samakatuwid, hindi ito susunugin kahit gaano kataas ang temperatura.

Aplikasyon

pag-iilaw

Tulad ng nabanggit, ang mga pulang ilaw ng neon ay naroroon sa libu-libong mga establisimiento. Ang dahilan ay kailangan lamang ng isang mababang presyon ng gas (~ 1/100 atm) upang makagawa ito, sa paglabas ng kuryente, ang katangian ng ilaw nito, na inilagay din sa mga ad ng iba't ibang uri (advertising, mga palatandaan ng kalsada, atbp.).

Ang mga tubong puno ng neon ay maaaring gawin ng baso o plastik, at isasagawa sa lahat ng uri ng mga hugis o form.

Elektronikong industriya

Ang Neon ay isang napakahalagang gas sa industriya ng elektronika. Ginagamit ito para sa paggawa ng mga fluorescent at heating lamp; mga aparato na nakakakita ng radiation o mataas na boltahe, kinescope sa telebisyon, counter ng Geyser at kamara ng ionization.

Laser

Kasama ang helium, ang Ne-He duo ay maaaring magamit para sa mga aparato ng laser, na proyekto ng isang sinag ng mapula-pula na ilaw.

Clathrate

Bagaman totoo na ang neon ay hindi maaaring bumubuo ng anumang mga compound, napag-alaman na sa ilalim ng mataas na presyon (~ 0.4 GPa) ang mga atomo nito ay nakulong sa loob ng yelo upang mabuo ang clathrate. Sa loob nito, ang Ne atoms ay nakakulong sa isang uri ng channel na limitado ng mga molekula ng tubig, at sa loob kung saan maaari silang lumipat kasama ang kristal.

Bagaman sa ngayon ay hindi maraming mga potensyal na aplikasyon para sa neon clathrate na ito, maaari itong sa hinaharap ay isang alternatibo para sa pag-iimbak nito; o simpleng, nagsisilbing isang modelo upang mapalalim ang pag-unawa sa mga nagyelo na materyales. Marahil, sa ilang mga planeta, ang neon ay nakulong sa masa ng yelo.

Mga Sanggunian

1. Shiver & Atkins. (2008). Diorganikong kimika. (Ikaapat na edisyon). Mc Graw Hill.
2. National Center para sa Impormasyon sa Biotechnology. (2019). Neon. PubChem Database. CID = 23987. Nabawi mula sa: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. J. de Smedt, WH Keesom at HH Mooy. (1930). Sa Crystal istraktura ng Neon. Physical Laboratory sa Leiden.
4. Xiaohui Yu & col. (2014). Crystal istraktura at encapsulation dinamics ng yelo II-nakabalangkas neon hydrate. Mga pamamaraan ng National Academy of Sciences 111 (29) 10456-10461; DOI: 10.1073 / pnas.1410690111
5. Wikipedia. (2019). Neon. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
6. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Disyembre 22, 2018). 10 Neon Facts - Chemical Element. Nabawi mula sa: thoughtco.com
7. Doug Stewart. (2019). Neon Element Facts. Chemicool. Nabawi mula sa: chemicool.com
8. Wikipedia. (2019). Neon compound. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
9. Nicola McDougal. (2019). Ang Element Neon: Kasaysayan, Katotohanan at Gumagamit. Pag-aaral. Nabawi mula sa: study.com
10. Jane E. Boyd & Joseph Rucker. (Agosto 9, 2012). Isang Blaze of Crimson Light: Ang Kuwento ni Neon. Science History Institute. Nabawi mula sa: sciencehistory.org