¿Qué es el neón? Propiedades químicas y físicas del neón, aplicación. Neón: ¿qué es? ¿Dónde se usa el neón?

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Neón— elemento del subgrupo principal del octavo grupo, segundo período tabla periódica Elementos químicos de D.I. Mendeleev, con número atómico 10. Denotado por el símbolo Ne (Neón). El quinto elemento más abundante en el Universo (después del hidrógeno, helio, oxígeno y carbono). La sustancia simple neón (número CAS: 7440-01-9) es un gas monoatómico inerte sin color, sabor ni olor.

El neón fue descubierto en junio de 1898 por el químico escocés William Ramsay y químico inglés Mauricio Travers. Aislaron este gas inerte mediante el "método de exclusión" después de licuar el oxígeno, el nitrógeno y todos los componentes más pesados ​​del aire. El elemento recibió el nombre simple de "neón", que traducido del griego significa "nuevo". En diciembre de 1910, el inventor francés Georges Claude fabricó una lámpara de descarga de gas llena de neón.

origen del nombre

El nombre proviene del griego. νέος - nuevo.

Existe una leyenda según la cual el nombre del elemento se lo dio Willie, el hijo de trece años de Ramsay, quien preguntó a su padre cómo iba a llamar al nuevo gas, señalando que le gustaría darle un nombre. nuevo(Lat. - nuevo). A su padre le gustó la idea, pero sintió que el título neón, derivado de un sinónimo griego, sonará mejor.

Extensión

En la materia mundial, el neón se distribuye de manera desigual, pero en general, en términos de prevalencia en el Universo, ocupa el quinto lugar entre todos los elementos: alrededor del 0,13% en masa. La mayor concentración de neón se observa en el Sol y otras estrellas calientes, en nebulosas gaseosas y en la atmósfera de los planetas exteriores. sistema solar- Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno. En la atmósfera de muchas estrellas, el neón ocupa el tercer lugar después del hidrógeno y el helio.

la corteza terrestre

De todos los elementos del segundo periodo neón- la población más pequeña de la Tierra. Dentro del octavo grupo neón por contenido en la corteza terrestre ocupa el tercer lugar, después del argón y el helio. Las nebulosas de gas y algunas estrellas contienen muchas veces más neón que el que se encuentra en la Tierra.

En la Tierra, la mayor concentración de neón se observa en la atmósfera: 1,82 · 10 −3% en volumen, y sus reservas totales se estiman en 7,8 · 10 · 14 m³. 1 m³ de aire contiene aproximadamente 18,2 cm³ de neón (a modo de comparación: el mismo volumen de aire contiene sólo 5,2 cm³ de helio). El contenido medio de neón en la corteza terrestre es bajo: 7,10-9% en masa. En total, hay alrededor de 6,6 · 10 · 10 toneladas de neón en nuestro planeta. Las rocas ígneas contienen alrededor de 10 9 toneladas de este elemento. Cuando las rocas se rompen, el gas se escapa a la atmósfera. En menor medida, la atmósfera se abastece de neón y aguas naturales.

Los científicos ven la razón de la pobreza de neón de nuestro planeta en el hecho de que la Tierra una vez perdió su atmósfera primaria, que se llevó consigo la mayor parte de los gases inertes que no podían, como el oxígeno y otros gases, unirse químicamente con otros elementos para formar minerales y conseguir así un punto de apoyo en el planeta.

Definición

El neón se determina cualitativamente mediante espectros de emisión (líneas características 585,25 nm y 540,05 nm), cuantitativamente mediante métodos de análisis espectrométricos de masas y cromatográficos.

Propiedades físicas

• Los gases nobles son gases monoatómicos incoloros, sin color ni olor.
• Los gases inertes tienen una conductividad eléctrica más alta en comparación con otros gases y cuando la corriente los atraviesa brillan intensamente, en particular el neón con una luz roja ardiente, ya que sus líneas más brillantes se encuentran en la parte roja del espectro.

Espectro de emisión de neón (de izquierda a derecha: las líneas ultravioleta a infrarroja se muestran en blanco)

• La naturaleza saturada de las moléculas atómicas de los gases inertes también se refleja en el hecho de que los gases inertes tienen más puntos bajos licuefacción y congelación que otros gases del mismo peso molecular.

Propiedades químicas

Todos los gases nobles tienen una capa electrónica completa, por lo que son químicamente inertes. Inercia química ella no es excepcional, en esto sólo el helio puede competir con él. Hasta el momento no se ha obtenido ni un solo compuesto de valencia. Incluso los llamados compuestos de clatrato de neón con agua (Ne 6H 2 O), hidroquinona y otras sustancias (compuestos similares de gases nobles pesados ​​(radón, xenón, criptón e incluso argón) son ampliamente conocidos) son muy difíciles de obtener y conservar. .

Aún no se ha establecido la fuente del nucleido ligero predominante en la Tierra, el 20 Ne.

Se cree que en espacio exterior El neón también está representado predominantemente por el nucleido ligero 20 Ne. En los meteoritos se encuentran una gran cantidad de 21 Ne y 22 Ne, pero estos nucleidos probablemente se forman en los propios meteoritos bajo la influencia de los rayos cósmicos durante sus viajes por el Universo.

Además de los tres nucleidos de neón estables, hay dieciséis más inestables.

Recibo

Neón Se obtiene junto con el helio como subproducto en el proceso de licuefacción y separación del aire. Separación de helio y ella no Se lleva a cabo por adsorción y condensación. El método de adsorción se basa en la capacidad. ella no a diferencia del helio, se adsorbe (contenido de Ne + He hasta 70%); el grado de extracción de la mezcla de gases es 0,5-0,6. La purificación final de N2 y la separación de Ne y He se pueden realizar mediante adsorción selectiva a la temperatura del N2 líquido o mediante métodos de condensación, utilizando N2 líquido o. Anteriormente, el neón se utilizaba en la industria como medio inerte, pero fue sustituido por el argón, más barato.

Símbolo de elemento hecho de tubos de neón.

El neón se utiliza para llenar lámparas de descarga de gas, lámparas de señalización en equipos de radio, fotocélulas y rectificadores.

En los láseres de gas (láser de helio-neón) se utiliza una mezcla de neón y helio como medio de trabajo.

Los tubos llenos de una mezcla de neón y nitrógeno emiten un brillo rojo anaranjado cuando se pasa a través de ellos una descarga eléctrica, por lo que se utilizan mucho en publicidad.

Las lámparas de neón se utilizan para la señalización en faros y aeródromos, ya que su color rojo se disipa muy poco con la niebla y la neblina.

papel biológico

El neón no juega ningún papel biológico.

Acción fisiológica

Los gases inertes tienen un efecto fisiológico, que se manifiesta en su efecto narcótico sobre el organismo. Los efectos narcóticos del neón (así como del helio) con presión normal no se registra en experimentos, mientras que cuando aumenta la presión, los síntomas del "síndrome nervioso" aparecen antes alta presión"(NSVD).

En este sentido, junto con el helio, el neón como parte de una mezcla de neón y helio se utiliza para respirar por los oceanautas, buceadores y personas que trabajan en hipertensión para evitar la embolia gaseosa y la narcosis por nitrógeno. La ventaja de la mezcla es que enfría menos el cuerpo, ya que la conductividad térmica del neón es menor que la del helio.

El aire ligero de neón y helio también alivia la condición de los pacientes que padecen trastornos respiratorios.

Las "luces de neón" sólo hacen honor a su nombre cuando brillan en rojo. Para la obtención de otros colores se utiliza mercurio y fósforo en determinadas proporciones u otros gases nobles.

Neón, Neón, Ne (10)
Elemento químico neón Fue descubierto por Ramsay y Travers en 1898, pocos días después del descubrimiento del criptón. Los científicos tomaron muestras de las primeras burbujas de gas producidas por la evaporación del argón líquido y descubrieron que el espectro de este gas indica la presencia de un nuevo elemento. Ramsay habla de elegir un nombre para este elemento: "Cuando miramos por primera vez su espectro, mi hijo de 12 años estaba allí".

Padre, dijo, ¿cómo se llama esto? hermoso gas?
“Aún no se ha decidido”, respondí.
¿Es nuevo? - preguntó el hijo con curiosidad.
Recien descubierto- objeté.
En ese caso, ¿por qué no llamarlo? novum, ¿padre?
Esto no es adecuado porque nuevo No Palabra griega- Respondí.

Lo llamaremos neón, que en griego significa nuevo, de ahí el nombre del gas.

Neón(lat. Neonum), Ne, un elemento químico del grupo VIII del sistema periódico de Mendeleev, pertenece a los gases inertes, número atómico 10, masa atomica 20.179. En la Tierra está presente principalmente en la atmósfera, cuyo contenido de neón se estima en 7,1·10 11 toneladas. En 1 m 3 de aire hay aproximadamente 16 cm 3 de neón. El Neón Atmosférico está formado por una mezcla de tres isótopos estables: 20 Ne, 21 Ne y 22 Ne; Predomina el 20 Ne (90,92%). El neón fue descubierto en 1898 por los científicos ingleses W. Ramsay y M. Travers mientras estudiaban la fracción altamente volátil del aire líquido; El nombre proviene del griego neos - nuevo.

En condiciones normales El neón es un gas incoloro e inodoro. A 0°C y 760 mm Hg. Arte. (101 kn/m2) densidad del neón 0,900 g/l, punto de fusión -248,6 °C, punto de ebullición (a 101 kn/m2) -245,9 °C, solubilidad en agua 10,4 ml/l; celda de cristal neón sólido cúbico; el parámetro de celda unitaria a es 4,52 Å a -253 °C. La molécula de neón es monoatómica. Externo capa electrónica El átomo de Neón contiene 8 electrones y es muy estable; compuestos químicos El neón aún no se ha sintetizado.

El neón se obtiene separando el aire. El uso del Neón está asociado principalmente a la industria eléctrica. Las lámparas rellenas de neón, que dan un brillo rojo, se utilizan en puertos, aeródromos, etc. Se está empezando a utilizar el neón líquido para obtener temperaturas bajas.

Entre todos los elementos de la tabla periódica de sustancias químicas, un grupo como los gases inertes tiene propiedades interesantes. Estos incluyen argón, neón, helio y algunas otras sustancias. ¿Qué es el neón y en qué parte? mundo moderno¿Se utiliza mucho este gas?

Historia del descubrimiento del neón.

La tabla periódica no se llenó inmediatamente con todos los elementos químicos, por lo que hubo lagunas en algunos grupos y períodos. Así, los químicos predijeron el descubrimiento de nuevas sustancias, como ocurrió con el neón. El primer científico que pensó en la existencia del neón fue el químico Ramsay Rayleigh. En ese momento se descubrieron los dos gases inertes más cercanos: argón y helio, pero la celda intermedia de la tabla estaba vacía. El científico sugirió que nuevo elemento tendrá una masa atómica de 20 y una densidad de hidrógeno de 10, sin embargo, no se sabía qué es el neón en la naturaleza.

¿Cómo pudo Ramsay aislar el neón y demostrar su existencia? En su experimento se utilizó uno normal, que primero se licuó y luego se evaporó lentamente. Las fracciones gaseosas así obtenidas se estudiaron en un tubo de descarga, lo que permitió ver las líneas espectrales de las sustancias. En esta línea encontraron un nuevo elemento.

En el universo, el sexto elemento más común es el neón. El significado de la palabra griega se traduce como "nuevo". Inicialmente, el hijo de Ramsay, Willie, sugirió llamar al nuevo elemento novum, que también significa "nuevo", pero su padre decidió cambiar ligeramente la palabra a neón, que, en su opinión, sonaba mejor.

Propiedades del neón

Este gas inerte se sitúa en la tabla periódica entre el argón y el helio, lo que le confiere propiedades intermedias de estas sustancias. El neón tiene dos niveles de energía, con 2 y 8 electrones. Esta característica afecta directamente a la reactividad del gas, porque no forma compuestos con otros elementos.

¿Qué es el neón desde un punto de vista químico? Es un gas ligero que se licua a una temperatura de -245,98 °C, y el punto de ebullición es de 2,6 °C. La solubilidad del gas en agua es muy baja, pero la adsorción del neón sobre el carbón activado permite separar el gas puro de sus impurezas.

¿Qué es el neón desde el punto de vista de la física? Se trata de un gas que, bajo la influencia de la corriente, se divide en espectros de color rojo brillante y naranja. La luz de neón que emite es muy estable y brillante. La física de este fenómeno implica que electrones golpeen átomos de neón, provocando que liberen fotones de luz.

¿Dónde está el neón?

En el universo, el neón es el sexto elemento más abundante después del helio, el hidrógeno y varios otros elementos. Este gas inerte ocupa volúmenes relativamente grandes de estrellas y planetas rojos. Al estudiar Plutón, se sugirió que su atmósfera está compuesta enteramente de neón, y en capas inferiores este gas se licua debido a las temperaturas críticamente bajas de este planeta.

En cuanto a la Tierra, el neón se encuentra principalmente en la atmósfera (0,00182%) y muy poco en la corteza terrestre. Se cree que la incapacidad de los gases nobles para unirse con otros elementos y formar minerales fue la razón principal por la que estas sustancias permanecieron en pequeñas cantidades en la Tierra.

uso de neón

Hoy en día, la demanda de neón en producción ha aumentado considerablemente, lo que significa su constante escasez. Esto se debe al hecho de que la liberación de gas inerte puro lleva bastante tiempo y su contenido en el aire es muy bajo.

El neón se utiliza en la industria como refrigerante en la tecnología criogénica. El combustible para cohetes se almacena a temperaturas de neón líquido, los tejidos animales y vegetales se congelan, sustancias químicas. En los cristales de neón se crean las condiciones óptimas para que se produzcan reacciones muy complejas que no toleran el calor (síntesis de H2O2, fluoruros de oxígeno, etc.).

Algunas lámparas y accesorios también utilizan neón. La importancia de este gas como fuente de luz es muy grande, porque su brillo es visible a largas distancias. Se utiliza para la instalación en faros, pistas de aeródromos y torres de gran altura. Algunos anuncios de texto están iluminados con lámparas de neón.

En este tipo de lámparas el neón no se encuentra en su forma pura. Siempre se mezcla en las proporciones adecuadas con argón, que da la luz. color naranja. Sin embargo, esto no perjudica en modo alguno las propiedades de buena visibilidad, ya que Estas lámparas se notan en condiciones desfavorables. las condiciones climáticas y a largas distancias.

DEFINICIÓN

Neón- décimo elemento de la tabla periódica. Designación - Ne del latín "neón". Ubicado en el segundo período, grupo VIIIA. Pertenece al grupo de los gases inertes (nobles). La carga nuclear es 10.

El neón es un gas incoloro y difícil de licuar. El contenido de neón en el aire es del 0,0015% (vol.). Es prácticamente insoluble en agua y poco soluble en etanol. Forma un clatrato de composición 8Ne×46H 2 O. Químicamente inerte, no reacciona con todas las demás sustancias (simples y complejas).

Masa atómica y molecular del neón.

Peso molecular relativo Mr es la masa molar de una molécula dividida por 1/12 de la masa molar de un átomo de carbono 12 (12 C). Esta es una cantidad adimensional.

Masa atómica relativa A r es la masa molar de un átomo de una sustancia dividida por 1/12 de la masa molar de un átomo de carbono 12 (12 C).

Dado que en estado libre el neón existe en forma de moléculas monoatómicas de Ne, los valores de sus valores atómicos y peso molecular emparejar. Son iguales a 20,1797.

Isótopos de neón

El neón se puede encontrar en forma de tres isótopos 20 Ne (90,48%), 21 Ne (0,27%) y 22 Ne (9,25%). Sus números de masa son 20, 21 y 22, respectivamente. El núcleo de un átomo del isótopo de neón 20 Ne contiene diez protones y diez neutrones, y los isótopos 21 Ne y 22 Ne contienen el mismo número de protones, once y doce neutrones, respectivamente.

También hay dieciséis isótopos inestables de neón.

Iones de neón

Como el helio, con una fuerte excitación de los átomos, el neón forma iones moleculares del tipo Ne 2 +:

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

Molécula y átomo de neón.

En estado libre, el neón existe en forma de moléculas monoatómicas de Ne.

Ejemplos de resolución de problemas

EJEMPLO 1

El elemento químico neón está muy extendido en el Universo, pero en la Tierra se considera bastante raro. Sin embargo, aprendieron a obtenerlo sin tener que viajar al espacio exterior, y ahora se utiliza en la industria, para la fabricación de equipos de radio y fotografía, así como para el buceo en aguas profundas. ¿Qué es el neón? ¿Qué propiedades y características tiene? De esto es de lo que hablaremos.

¿Qué es el neón?

EN tabla periódica Mendeleev, este elemento se sitúa en el octavo grupo en el número diez. Se denota con el símbolo Ne. Como sustancia simple, es un gas monoatómico inodoro, incoloro e insípido.

Existe en forma de tres isótopos 20 Ne, 21 Ne y 22 Ne, que son estables por naturaleza. El nucleido más común es el 20 Ne. En la atmósfera de nuestro planeta su abundancia es casi del 90%, mientras que para el isótopo 22 Ne es del 9,25% y para el isótopo 21 Ne es solo del 0,27%. Los dos últimos isótopos se forman principalmente debido a la radiación cósmica, que incide sobre los núcleos de sodio, silicio, aluminio y otros elementos. Por eso en la Tierra se encuentran con mayor frecuencia en el aire y no en el agua ni en la corteza terrestre. Aún se desconoce el origen de la formación de Neon-20 en nuestro planeta. Además de estos isótopos, se sabe que se han aislado alrededor de 16 nucleidos inestables con un período de desintegración de 9 zeptosegundos a 3,38 minutos.

Historia del descubrimiento

Lo que es el neón no se conoció hasta finales del siglo XIX. Antes de esto, la ciencia había descubierto sólo dos gases inertes: el argón y el helio, que ocupaban el primer y tercer período de la tabla periódica. Al mismo tiempo, el lugar del segundo período quedó vacío, por lo que los investigadores asumieron la existencia en la naturaleza de al menos otra sustancia similar. En 1997, el químico escocés Ramsay incluso le dedicó un informe llamado “Gas no descubierto”. Y al año siguiente tuvo la suerte de descubrir el elemento que faltaba.

Para encontrarlo, el científico analizó el helio y el aragón, estudió la composición de los minerales, pero el éxito llegó cuando recurrió al aire. Licuó y evaporó lentamente la mezcla de gases, y luego la pasó fraccionadamente a través de un tubo de descarga especial con descarga eléctrica. Se suponía que la sustancia no descubierta tenía propiedades cercanas al helio, por lo que Ramsay esperaba encontrarla en la fracción más ligera, que se evaporaría primero.

Y así sucedió. Al interactuar con los electrones en el tubo, la primera fracción de aire comenzó a brillar y, junto al espectro de helio y argón, el científico vio otras líneas. Se convirtieron en la confirmación de la existencia de un gas previamente desconocido. Ramsay le dio al elemento descubierto el nombre griego “neón”, que significa “nuevo”.

Propiedades

Lo que es el neón se juzga mejor en función de sus características físicas y propiedades químicas. Este gas es uno de los más ligeros. Su densidad es de 0,0089999 g/cm³. Hierve a una temperatura de -246,05 °C y se funde a -248,6 °C.

El neón prácticamente no reacciona con otras sustancias. Es difícil ceder o ganar electrones, por lo que se clasifica como gas noble. En términos de inercia, solo se le puede comparar el helio. Hasta el momento no ha sido posible obtener un único compuesto de valencia. Es ligeramente soluble en agua, pero se absorbe bien con carbón activado.

Como otros gases nobles, tiene buena conductividad eléctrica. Si pasas una corriente de alto voltaje a través de él, comenzará a brillar. Hay alrededor de 900 líneas en el espectro de gases. Colores diferentes, pero los más brillantes son el rojo y el naranja. Esta propiedad del neón ha encontrado una amplia aplicación en el campo de la publicidad exterior. Doce años después de su apertura, comenzaron a aparecer en las calles carteles luminosos rojos con los nombres de tiendas y cafés. La primera patente para ellos fue emitida por Claude Neon Lights Inc.

Distribución en la naturaleza

El neón, o Ne, puede considerarse un gas extraterrestre porque hay mucho más en el espacio exterior y en otros objetos astronómicos que en nuestro planeta. Especialmente hay mucho en la atmósfera de Urano, Neptuno, Saturno, Júpiter, en nebulosas y estrellas muy calientes. Además, se encuentra en meteoritos y otros cuerpos cósmicos.

En todo el Universo, el gas ocupa el quinto lugar en abundancia, detrás del hidrógeno, el helio, el oxígeno y el carbono. Su contenido en peso es aproximadamente del 0,13% en peso.

En la Tierra se considera un elemento raro. Está contenido en la corteza terrestre en aproximadamente un 7,10-9%, aproximadamente un 2,10-8% en las aguas oceánicas y en depósitos salados. La mayor concentración de este elemento químico se observa en la atmósfera del planeta, donde su contenido es de 1,82·10−3% en volumen.

¿Cómo lo conseguiste?

Debido a la baja prevalencia del neón en las rocas y el agua, su principal fuente es aire atmosférico. De él se obtiene gas mediante un fuerte enfriamiento. A la temperatura del nitrógeno líquido, el neón cristaliza y se separa fácilmente del helio, que permanece en estado gaseoso.

También se obtiene como subproducto durante la extracción de nitrógeno y oxígeno del aire. En este caso, se utiliza la adsorción con carbón activado para separar el gas. Para determinar el neón se suele utilizar radiación espectral o análisis cromatográfico.

Áreas de uso

El elemento químico neón todavía se utiliza en carteles y pancartas publicitarias, y también se mezcla con otras sustancias para producir diferentes colores. Junto con el helio, se utiliza en la fabricación de láseres y, de forma independiente, para la producción de equipos fotográficos.

El neón líquido tiene una mejor capacidad calorífica que el helio y es mucho más barato. Junto con el hidrógeno, se utiliza como refrigerante para diversas unidades de refrigeración. En medicina se necesitan cámaras criogénicas basadas en estos gases para congelar tejidos vivos. Una mezcla de neón y helio se utiliza para aliviar la condición de los pacientes con dificultad para respirar, para ello se distribuye en habitaciones que se llenan de aire libre de nitrógeno.