Неон

Неон
одаје црвени сјај у стању плазме
Општа својства
Име, симболнеон, Ne
Изгледбезбојни гас који показује наранџастоцрвени сјај када се стави у електрично поље
У периодноме систему
Водоник Хелијум
Литијум Берилијум Бор Угљеник Азот Кисеоник Флуор Неон
Натријум Магнезијум Алуминијум Силицијум Фосфор Сумпор Хлор Аргон
Калијум Калцијум Скандијум Титанијум Ванадијум Хром Манган Гвожђе Кобалт Никл Бакар Цинк Галијум Германијум Арсен Селен Бром Криптон
Рубидијум Стронцијум Итријум Цирконијум Ниобијум Молибден Технецијум Рутенијум Родијум Паладијум Сребро Кадмијум Индијум Калај Антимон Телур Јод Ксенон
Цезијум Баријум Лантан Церијум Празеодијум Неодијум Прометијум Самаријум Европијум Гадолинијум Тербијум Диспрозијум Холмијум Ербијум Тулијум Итербијум Лутецијум Хафнијум Тантал Волфрам Ренијум Осмијум Иридијум Платина Злато Жива Талијум Олово Бизмут Полонијум Астат Радон
Францијум Радијум Актинијум Торијум Протактинијум Уранијум Нептунијум Плутонијум Америцијум Киријум Берклијум Калифорнијум Ајнштајнијум Фермијум Мендељевијум Нобелијум Лоренцијум Радерфордијум Дубнијум Сиборгијум Боријум Хасијум Мајтнеријум Дармштатијум Рендгенијум Коперницијум Нихонијум Флеровијум Московијум Ливерморијум Тенесин Оганесон
He
↑
Ne
↓
Ar
флуор ← неон → натријум ‍
Атомски број (Z)10
Група, периодагрупа 18 (племенити гасови), периода 2
Блокp-блок
Категорија  племенити гас
Рел. ат. маса (Ar)20,1797(6)[1]
Ел. конфигурација
по љускама
2, 8
Физичка својства
Тачка топљења24,56 K ​(−248,59 °‍C, ​−415,46 °F)
Тачка кључања27,104 K ​(−246,046 °‍C, ​−410,883 °F)
Густина на СТП (0 °‍C и 101,325 kPa)0,9002 g/L
течно ст., на т.к.1,207 g/cm3[2]
Тројна тачка24,556 K, ​43,37 kPa[3][4]
Критична тачка44,4918 K, 2,7686 MPa[4]
Топлота фузије0,335 kJ/mol
Топлота испаравања1,71 kJ/mol
Мол. топл. капацитет20,79[5] J/(mol·K)
Напон паре
P (Pa) 100 101 102
на T (K) 12 13 15
P (Pa) 103 104 105
на T (K) 18 21 27
Атомска својства
Енергије јонизације1: 2080,7 kJ/mol
2: 3952,3 kJ/mol
3: 6122 kJ/mol
(остале)
Ковалентни радијус58 pm
Валсов радијус154 pm
Линије боје у спектралном распону
Спектралне линије
Остало
Кристална структура ​постраничноцентр. кубична (FCC)
Постраничноцентр. кубична (FCC) кристална структура за неон
Брзина звука435 m/s (гас, на 0 °C)
Топл. водљивост49,1×10−3 W/(m·K)
Магнетни распореддијамагнетичан[6]
Магнетна сусцептибилност (χmol)−6,74·10−6 cm3/mol (298 K)[7]
Модул стишљивости654 GPa
CAS број7440-01-9
Историја
ПредвиђањеВилијам Ремзи (1897)
Откриће и прва изолацијаВилијам Ремзи & Морис Траверс[8][9] (1898)
Главни изотопи
изотоп расп. пж. (t1/2) ТР ПР
20Ne 90,48% стабилни
21Ne 0,27% стабилни
22Ne 9,25% стабилни
референце • Википодаци

Неон (Ne, лат. neon) племенити је гас са атомским бројем 10.[10] У периодном систему стоји у 8. главној групи (18. група) и стога се убраја у племените гасове. Као и остали племенити гасови, неон је безбојни, изразито нереактивни, једноатомни гас. По многим особинама као што су тачка топљења, кључања и густина, стоји између лакшег хелијума и тежег аргона. У свемиру, неон спада међу најчешће елементе, али је на Земљи релативно редак, јер је попут хелијума, његов највећи део током времена испарио у свемир. Он се налази у горњим слојевима Земље у количини од 5 × 10−7%. Стабилни изотопи су му: 20Ne, 21Ne i 22Ne.[11]

Као и криптон и ксенон, неон су такође открили Вилијам Ремзи и Морис Траверс 1898. године фракцијском дестилацијом течног ваздуха. Најпознатија употреба овог гаса огледа се у светлећим цевима, такозваним неонским лампама, у којима се неон помоћу електричног пражњења доводи до исијавања типичне наранџасто-црвене светлости.

Историја

Неон у цеви, кроз коју се врши електрично пражњење

Први племенити гас који је откривен био је аргон, кога су 1894. открили Џон Вилијам Страт и Вилијам Ремзи. Ремзи је годину касније, 1895. је успео да изолује хелијум из уранијеве руде, гас који је раније био познат само у Сунчевом спектру. Из правилности периодног система, закључио је да би између хелијума и аргона требао да постоји неки елемент са атомском масом од око 20 u. Стога је он од 1896. почео да проучава различите минерале и метеорите, те гасове који се отпуштају при њиховим загрејавану или растварањем. Ремзи, заједно са својим сарадником Траверсом, није био успешан у потрази, међутим они су успели да изолују хелијум и ретки гас аргон. Такође, ни испитивања врелих гасова из Котрета у Француској и са Исланда, нису довела до резултата.[12]

Напокон, након што је из течног ваздуха изоловао 15 литара сировог аргона, почео је да га испитује, те након што га је превео у течно стање, почео је да издваја друге супстанце путем фракцијске дестилације. При том поступку, прво је издвојио криптон, који је доказао у спектру пламена, а затим 13. јуна 1898. године напокон су успели да изолују лакше елементе из фракције са нижом тачком кључања сировог аргона. Ремзи и Траверс су тај елемент назвали неон, из грчког назива νέος neos „нов“. Убрзо након тог открића, успело им је из фракције која је садржавала криптон, издвојити још један елемент, ксенон.[12]

Први вид употребе новооткривених гасова развио је 1910. године Француз Жорж Клод, који је развио неонску лампу, напунивши стаклену цев неоном те је пропуштајући електричну струју високог напона кроз њу, довео неон до емитовања светлости.[13]

Особине

Физичке

Кубна најгушћа кугласта кристална структура чврстог неона, a = 443 pm
Линијски спектар електричног пражњења у неону

При нормалним условима, неон је једноатомни, безбојни гас, без укуса и мириса. При температури од 27 K (−246 °C) се кондензује, а при температури од 24,57 K (−248,59 °C) прелази у чврсто стање, што значи да он има најужи температурни опсег од свих елемената у којем је у течном стању. Као и други племенити гасови, осим хелија, неон се кристализује у кубичном густо пакованом кугластом систему са параметром решетке од a = 443 pm.[14]

Као и сви други племенити гасови, неон такође има попуњене све електронске љуске (конфигурација племенитог гаса). Због тога се може објаснити његово присуство као једноатомног елемента и одсуство било какве реактивности. Са густином од око 0,9 kg/m3 при температури од 0 °C и притиску 1013 hPa, неон је нешто лакши од ваздуха, те се диже горе. У фазном дијаграму тројна тачка се налази на 24,56 K и 43,37 kPa,[15] а критична тачка на 44,4 K, 265,4 kPa, док критична густина износи 0,483 g/cm3.[16]

У води, неон је врло слабо растворљив. У једној литри воде при температури од 20 °C може се растворити највише 10,5 ml неона.[16] Као и други племенити гасови, при електричном пражњењу неон такође показује карактеристичне спектарске линије. Пошто су те линије у видљивом делу спектра претежно у црвеном и жутом подручју, при таквом пражњењу гас емитује типичну црвено-наранџасту боју.

Хемијске

Као типичан племенити гас, неон је изразито нереактиван, као и хелијум, до данас нису позната његова једињења. Чак и клатрати, који су код других племенитих гасова физички уклопљени у друга једињења, нису познати код неона. Према теоретским прорачунима, неон је најмање реактиван елемент. Тако израчуната енталпија дисоцијације за једињења типа NgBeO (где је Ng племенити гас), код једињења неона је најмања. Утврђено је да, и поред најстабилнијег једињења хелијума HHeF, који је најближи аналог неона, није потврђено постојање сличног једињења код неона. Могуће објашњење за овај резултат је да се између флуора и водоника налази највећи размак у вези те се стога јавља врло слаба веза привлачења јона HNe+ за разлику од хелијумовог јона, или се јавља сила одбијања у неоновим катјонима због p-π изменичног деловања.[17]

Из испитивања масеном спектрометријом, познати су неки јони у којима је заступљен неон. У њих спадају јон Ne+ и неки јони елемената попут ArNe+, HeNe+ и HNe+.[18]

Изотопи

Постоји укупно 18 познатих изотопа неона између 16Ne и 34Ne. Међу њима, три су стабилна: 20Ne, 21Ne и 22Ne и јављају се у природи. Најчешћи изотоп је 20Ne и има удео у природном неону од 90,48%. Изотоп 21Ne са уделом од 0,27% је најређи на Земљи, а на изотоп 22Ne у природној смеси изотопа на Земљи отпада 9,25%. Сви остали изотопи имају веома кратка времена полураспада, од највише 3,38 минута код изотопа 24Ne.[19]

С обзиром на губљење неона са Земље у свемир и формирање у нуклеарним реакцијама, изотопски однос између неона 20Ne/22Ne и 21Ne/22Ne, који је заробљен у стенама и нема контакт са атмосфером, није исти. Из тог изотопског односа могу се извући закључци о његовом пореклу и настанку. Тако је удео неона 21Ne у стенама, у којима је он настао у реакцијама спалације, нешто повећан. У примордијалном неону, који је био заробљен у стенама и дијамантима пре губитка већег дела неона, с друге стране, већи удео чини изотоп 20Ne.[20]

Распрострањеност

У свемиру, неон се убраја међу најчешће и најраспрострањеније елементе, само су водоник, хелијум, кисеоник, угљеник и азот више распрострањени од њега. Међутим, на Земљи, попут хелијума, је релативно редак, а његов укупан удео у Земљиној кори износи само око 0,005 делова на милион (ppm) (0,0000005%).[21] Највећи део неона налази се у атмосфери, са просечним уделом од око 18,18 ppm, те је после аргона, најчешћи племенити гас на Земљи.[22] На основу различитог удела лакших и тежих изотопа неона на Земљи и на Сунцу може се закључити да је од постанка Земље највећи део неона напустио њену атмосферу те су остали тежи изотопи 21Ne и 22Ne.

У врло малим количинама, неон се јавља и у саставу стена. Доказан је у саставу гранита, базалтних стена, дијаманта и вулканских гасова. Због различитог удела његових изотопа сматра се да овај неон има три различита извора настанка: примордијални неон, чији изотопни састав одговара оном на Сунцу те је заробљен у дијамантима или у Земљином плашту без контакта са атмосфером, затим атмосферски неон, те неон који је настао путем реакција спалације космичким зрачењем.[20]

На гасовитим планетама попут Јупитера, неон не може побећи у свемиру због велике гравитације, тако да тамо изотопски састав неона одговара оном из времена стварања планета. Према подацима са свемирске сонде Галилео, однос удела изотопа 20Ne према 22Ne одговара оном на Сунцу, што даје назнаке о условима при којима су настале планете.[23]

Референце

  1. ^ Meija, J.; et al. (2016). „Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265—291. doi:10.1515/pac-2015-0305. 
  2. ^ Hammond, C. R. (2000). The Elements, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition (PDF). CRC press. стр. 19. ISBN 0849304814. 
  3. ^ Preston-Thomas, H. (1990). „The International Temperature Scale of 1990 (ITS-90)”. 27 (1): 3—10. Bibcode:1990Metro..27....3P. doi:10.1088/0026-1394/27/1/002. 
  4. ^ а б Haynes, William M., ур. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92nd изд.). Boca Raton, FL: CRC Press. стр. 4.122. ISBN 1439855110. 
  5. ^ Shuen-Chen Hwang, Robert D. Lein, Daniel A. Morgan (2005). "Noble Gases". in Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Hwang, Shuen-Cheng; Lein, Robert D.; Morgan, Daniel A. (2005). „Noble Gases”. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Wiley. стр. 343—383. ISBN 978-0-471-48494-3. doi:10.1002/0471238961.0701190508230114.a01.pub2. 
  6. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds Архивирано на сајту Wayback Machine (28. март 2014), in Lide, D. R., ур. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th изд.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5. 
  7. ^ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. стр. E110. ISBN 0-8493-0464-4. 
  8. ^ Ramsay, William; Travers, Morris W. (1898). „On the Companions of Argon”. Proceedings of the Royal Society of London. 63 (1): 437—440. doi:10.1098/rspl.1898.0057. 
  9. ^ „Neon: History”. Softciências. Архивирано из оригинала 14. 03. 2007. г. Приступљено 2007-02-27. 
  10. ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. изд.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6. 
  11. ^ Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga. 
  12. ^ а б William Ramsay: The Rare Gases of the Atmosphere. govor povodom dodjele Nobelove nagrade, 12. decembar 1904.
  13. ^ Patent US1125476 Архивирано 2012-02-16 на сајту Wayback Machine System of illuminating by luminescent tubes. prijavljen 8. oktobra 1911, objavljen 19. januara 1915, izumitelj: Georges Claude.
  14. ^ Schubert, K. (1974). „Ein Modell für die Kristallstrukturen der chemischen Elemente”. Acta Crystallographica Section B Structural Crystallography and Crystal Chemistry. 30: 193—204. doi:10.1107/S0567740874002469. 
  15. ^ J. Ancsin: Vapor Pressure and Triple Point of Neon and the Influence of Impurities on these Properties. In: Metrologica. 1978, 4, 1, pp. 1 (NIST webbook).
  16. ^ а б RömppOnline: Neon, 19. juni 2014
  17. ^ Errol G. Lewars: Modeling Marvels: Computational Anticipation of Novel Molecules. Springer Verlag, 2008, ISBN 978-1-4020-6972-7, pp. 69–80.
  18. ^ Weast, Robert C. (gl. ur.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990. str. E-129 do E-145. ISBN 0-8493-0470-9.
  19. ^ G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot, A. H. Wapstra: The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties Архивирано на сајту Wayback Machine (23. септембар 2008) (PDF). In: Nuclear Physics. 2003, Bd. A 729, pp. 3–128.
  20. ^ а б Alan P. Dickin: Radiogenic isotope geology. 2. izd., Cambridge University Press, 2005, ISBN 978-0-521-82316-6, pp. 303–307.
  21. ^ Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
  22. ^ David R. Williams: Earth Fact Sheet. NASA, Greenbelt, stanje 20. maj 2009.
  23. ^ P. R. Mahaffy, H. B. Niemann, A. Alpert, S. K. Atreya, J. Demick, T. M. Donahue, D. N. Harpold, T. C. Owen: Noble gas abundance and isotope ratios in the atmosphere of Jupiter from the Galileo Probe Mass Spectrometer. In: J. Geophys. Res. 2000, 105, pp. 15061–15071 (Abstract).

Спољашње везе

Неон на Викимедијиној остави.