Неон как химический элемент таблицы Менделеева

Н Неон является химическим элементом таблицы Менделеева с атомным номером 10 и обозначением Ne. Неон представляет собой бесцветный инертный одноатомный газ без запаха. Ne является представителем благородных газов.

Как был открыт Неон

История открытия неона началась в конце XIX века. В 1894 году шотландский химик Уильям Рамсей обнаружил аргон в качестве первого благородного газа. В 1895 году с помощью спектрального анализа солнечного излучения был открыт гелий из урановых руд. Из законов таблицы Менделеева, Рамсей понял, что между этими элементами должен находиться еще один с атомной массой около 20 ед. С 1896 года Уильям начал изучать всевозможные минералы, метеориты и газы выделяемые ими при нагревании и растворении. Уильям Рамсей и его коллега Моррис Уильям Траверс долго не могли добиться успеха после того как обнаружили Гелий и Аргон.

Все изменилось в один прекрасный момент. Они принялись исследовать 15 литров неочищеного аргона выделенного из сжиженного воздуха. С помощью фракционной перегонки они начали очистку аргона. Первым отделенным элементом и обнаруженным в спектре пламени был криптон. Затем 13 июня 1898 года наконец таки, был обнаружен более легкий элемент. Рамсей и Траверс далие ему название неон, которое переводится с греческого как «новый. Некоторое время спустя они смогли выделить из криптосодержащей фракции еще один элемент. На сегодняшний день, он известен как ксенон.

Где и как добывают Неон

Получение неона является очень дорогостоящим и трудоемким процессом. Единственным действенным способом получения неона, на сегодняшний день, является выделение его из воздуха. Этот метод заключается в следующем. Воздух нагревается и при высокой температуре выпариваются побочные продукты, оставляя смесь из водорода, гелия, неона и азота. В процентном соотношении остается где-то 65% азота и 35% оставшихся газов. Вот способов разделения оставшейся смеси довольно много, но в промышленных масштабах используется только два.

Первый заключается в отделении водорода каталитической реакцией и экстремальном понижением температуры до 66 Кельвинов при давлении около 30 бар. В этих условиях от этой смеси происходит отделение азота. Результатом является остаток смеси из неона и гелия. Задача разделения этих газов друг от друга решается конденсацией в точке кипения. Т.е. у этих химических элементов разная температура превращения в газ. Сначала его сжимают при комнатной температуре до 180 бар и постепенно охлаждают до 50 К. При расширении до 25 бар, а затем до 1,5 бар неон конденсируется, а гелий остается газообразным.

Вторым методом является адсорбция. Неон адсорбируется при давлении около 5 бар и температуре около 67 Кельвинов. Для увеличения степени очистки процедуру адсорбции проводят дважды.

Распространенность Неона

Распространенность неона является довольно неопределенным. Если рассматривать масштабы Вселенной, то этот химический элемент является очень распространенным. Он занимает шестое место после водорода, гелия, кислорода, углерода и азота. Изотоп неона 20 является важнейшим промежуточным звеном в нуклеосинтезе звезд, но он не развивается до сжигания углерода. Если взять распространенность на планете Земля, то неон является довольно редким элементом. Ученые предполагают, что во время образования нашей планеты неона было в избытке. Просто за 200 миллионов лет он весь переместился в космос из-за его маленькой массы. Сейчас же атомов неона в свободном состоянии на нашей планете нет. Они входят в состав воздуха и некоторых минеральных пород. Атомы неона были обнаружены в граните, алмазах, базальтовых породах и вулканических газах. Содержание неона в атмосфере Земли оценивается как 1 часть к 55000.

Применение Неона

Применение неона из-за его редкости и большой стоимости его получения является не очень изобильным. Неон используется в качестве наполнителя газоразрядных и люминисцентных ламп, в которых газовые разряды заставляют его светиться красно-оранжевым цветом. Так же неон используется в качестве заполняющего газа в стробоскопах. Еще его используют в узкоспециализированных лазерах, а именно в гелий-неонных. В некоторых узкоспециализированных установках неоновый газ используется в качестве хладагента. Он имеет в 40 раз более высокую охлаждающую способность, чем жидкий гелий, и в три раза выше, чем водород. Так же кислород смешанный с неоном используется в установках для глубоководного погружения. Он в силу своих физических и химических свойств заменяет воздух на глубине.

Интересные факты

Интересных фактов связанных с неоном не так уж и много. Известно, что газообразный неон под давлением около 170 бар может вызывать наркотический эффект. На сегодняшний день химических соединений неона с каким-либо другим химическим элементом неизвестно. Ученые предполагают, что единственный элемент с которым возможно взаимодействие неона является фтор. Этот факт ученые пытаются доказать с помощью лабораторных опытов, но пока безрезультатно. Еще одним интересным фактом является то, что изотоп неона 21 в силу своих свойств может использоваться для определения возраста космического излучения. Это даст возможность определять возраст метеоритов и других клсмических объектов. Еще одним интересным моментом является то, что неон в чистом виде высвобождается при извержении вулканов. Это означает, что под землей есть неизвестные источники неона.