Властивості неону

НЕОН (Neon; від грец. – Новий), Ne – хім. елемент VII групи періодичної системи елементів, ат. н. 10, ат. м. 20,179. Інертний газ. Атмосферне І. складається з суміші стабільних ізотопів 20Ne (90,9%), 21Ne (0,3%) і 23Ne (8,8%). Отримав п’ять радіоактивних ізотопів, всі вони – короткоживучі, напр. у ізотопів 17Ne і 24Ne періоди напіврозпаду відповідно 0,1 сек і 3,4 хв. Відкрили неон (1898) англ. вчені У. Рамзай і М. Траверс при дослідженні найбільш летючої фракції рідкого повітря. Міститься Н. гл. обр. в атмосфері (1,8 X 10-3об.%). Осн. термодинамічні параметри Н.- критична точка: Ткр = 44,4 К; Ркр = 26,19 аm;
ркр = 0,484 г / см3; потрійна точка: tТР = 24,66 К; Pw = 325,1 am; РТР = 1,444 г / см3. Норм, т-ра кипіння 27,07 К (760 мм рт. Ст.); т-ра плавлення 24,48 К; прихована теплота плавлення 80,1 кал / моль] теплота випаровування (в точці кипіння) 414,0 кал / моль] теплота сублімації (т-ра 0 К) 448 кал / моль. Газоподібний неон- без кольору і запаху, складається з одноатомних молекул.
При т-рі 0 ° С і тиску 760 мм рт. ст. його щільність 0,89994 г / см3, коеф. теплопровідності 11,17 • 10-5 кал / см X сек • град] теплоємність (т-ра 25 ° С, тиск 760 мм рт. ст.) 4,9680 кал / моль • град; в’язкість 313,81 мкпз (тиск 760 мм рт. ст., т-ра 20 ° С). Розчинність у воді: 14,0 см31л (т-ра 0 ° С) і 10,5 см3 / л (т-ра 20 ° С). У рідкому перебуваючи-нии щільність 1,207 г / см3 (поблизу потрійної точки); теплоємність с – 8,64 кал / моль – град (т-ра 25,7 К); коеф. теплопровідності (норм. тиск) 31. 10-5 кал / см. сек X град. Кількість газу, що утворюється при випаровуванні 1 л рідини, – 1341,1 л. У твердого Н. гра-нецентровані кубічна решітка з періодом а = 4,4620 А, (т-ра 10 К). Теплофізичні св-ва твердого Н. досліджувалися гл. обр по кривій рівноваги кристал – пар. В інтервалі т-р 24-2 До ​​щільність -неон змінюється від 1,4394 до 1,5073 г / см3, теплоємність с в інтервалі т-р 24-1 До змінюється від 6,34 до 0,955 кал / моль • град, з – від 4,15 до 0,955 кал / моль-град, коеф теплопровідності поблизу потрійної точки 0,742 • 10-3 кал / см сек • град. Переходи. термічного розширення в інтервалі т-р 23-3 До зменшується від 51,54 до 0,18 • 10-4 град-1. Т-ра Дебая 74,6 К. У хім. відношенні інертний, проте відомі сполуки Н. з водою (напр., Ne X 6Н20). Макс, міцність на розрив (130 гс / мм2) досягається при т-рі 10 К. У промисловості неон отримують при розділенні повітря охолодженням. Неон застосовують гл. чином для заповнення ламп розжарювання, газосвітних і сигнальних ламп. Лампи, заповнені дають характерне червоне світіння і використовуються в портах, на аеродромах і ін. Перспективно застосування рідкого неону в радіоелектроніці.
Характеристика елемента. Розгляд неону має скоріше теоретичне, ніж практичне значення, так як цей благородний або, як раніше говорили, інертний газ не вступає в звичайні хімічні взаємодії. Подібно гелію і аргону (наскільки можна судити за наявними зараз даними) неон навряд чи здатний реагувати взагалі. Всі вакантні місця в його електронної конфігурації заповнені Ne: ls22s22p6 і зовнішній шар складається з самого міцного поєднання-октету електронів, який робить стабільним не тільки атом неону, а й іони ізоелектронного йому (т. Е. Мають таку ж кількість електронів) О²ˉ, Fˉ , Na ᐩ, Mg² ᐩ. Дійсно, ці частинки, у яких є по десять електронів в таких же енергетичних станах (ls22s22p6) високо стійкі при хімічних перетвореннях я саме в такому вигляді зустрічаються в природних з’єднаннях. Отже, можна вважати їх відносно нереакционноспособниє. Якщо ж, приклавши енергію, вивести ці іони з такого стану, то, при можливості вони спонтанно знову повертаються в стан О²ˉ, Fˉ і т.д. Відняти електрон у атома неону дуже нелегко, так як потенціал іонізації становить 21, 56 еВ. При енергійному впливі, в результаті якого видаляється один електрон, короткочасно здатний виникати молекулярний іон Ne² ᐩ. Однак виграш енергії невеликий, і такий іон швидко зникає. Практично легше порушити електрон з витратою енергії 16,6 еВ, перевівши його на Ss-орбіталь більш високого рівня.
Збуджені електрони випромінюють енергію, відповідну червоній області видимої частини спектра.
Властивості простої речовини. Атоми неону не можуть утворювати звичайні хімічні зв’язки. Між ними можуть виникати лише слабкі взаємодії типу ван дер Ваальсових сил, які прямо пропорційні поляризуемости і обернено пропорційні потенциалам іонізації атомів. Тому неон – газ, має одноатомні молекули, низькі температури плавлення (-249 ° С) і кипіння (-246 ° С). Теплота пароутворення, обумовлена ​​міжатомними силами, невелика (1,84 кДж / моль) і сили міжатомної тяжіння легко долаються. Слабкі міжатомних сили обумовлюють легкість перекладу неону в газоподібний стан, низькі температури плавлення і кипіння і невелику (всього в 3 °) різницю між точками плавлення і випаровування. Високий ступінь тяжіння зовнішніх електронів визначає велике значення енергій іонізації і неможливість отримання позитивних іонів. Повна зайнятість валентних електронних рівнів вказує на неможливість приєднання електронів, а незайняті електронні рівні сильно відрізняються по енергіях від основного стану, і це свідчить про труднощі зміни електронної структури неону. Інертність благородних газів, таким чином, обумовлена ​​особливістю електронної конфігурації.
Отримання і використання. Неон в малих кількостях 1,8Х XI О-3 об. % Міститься в атмосфері, звідки його отримують фракційної перегонкою рідкого повітря. З 1898 р, коли В. Рамзай та І. Траверс відкрили неон, до цього часу не знайдено області, де досить повно неон міг би використовуватися. Однак він знаходить, наприклад, застосування в газорозрядних трубках. Використання неону в світловій рекламі і для створення певного освітлення засноване на наступному. Відстань між електронними рівнями його атомів таке, що при поверненні на основний рівень збуджені електрони неону випромінюють світлову енергію, до якої найбільше чутливий людське око. Червоне світло неонових ламп видно здалеку і навіть крізь туман. Іноді трубки, наповнені неоном, використовуються в електротехніці в якості випрямлячів струму.

Посилання на основну публікацію