Неон – один из элементов периодической системы химических элементов. Этот инертный газ, относится к группе благородных инертных газов, в которую входят еще ксенон, гелий и аргон. На Земле этот элемент содержится в воздухе атмосферы. Современная наука оценивает его запасы около 7,1·1011 тонн, это означает, что 1 куб воздуха содержит 16 кубических сантиметров неона. Неон является шестым по распространённости на Земле. Перед ним углерод, кислород, гелий, водород и азот.
Немного из истории открытия неона
История открытия неона уходит в далёкий XIX век. Открытие этого газа было бы невозможно без двух знаменательных событий, это изобретение в 1859 году метода спектрального анализа и опубликование в 1869 году, русским химиком Менделеевым, периодической системы химических элементов (таблицы). В опубликованной таблице тогда было всего 63 элемента из известных сейчас 118. Неона тоже не было в этой таблице, а был неоткрытый элемент под номером 10. Лишь только в 1898 году ученые из Англии – Уильям Рамзай и Моррис Трэверс догадались провести спектральный анализ испаряющихся остатков жидкого воздуха, для того чтобы обнаружить предсказанный Менделеевым элемент под номером 10. В том же году этому элементу было дано название неон, от греческого слова « νέος» – новый, и присвоен символ «Ne».
Свойства неона
Одной из главных особенностей инертных газов является отсутствие вступления их, в какие либо химические реакции с другими элементами таблицы Менделеева. Неон это одноатомный газ, без цвета и запаха, в 1,44 раза легче воздуха, относящийся к группе лёгких инертных газов, куда входят также гелий. Неон, содержится, в атмосфере воздуха состоящей из трёх из трех изотопов 20Ne, 21Ne и 22Ne с преобладанием 20Ne (90,92%). Этот элемент обладает исключительной химической инертностью, сравнимой только с гелием. До настоящего времени не удалось получить ни одного соединения неона, с другими элементами таблицы Менделеева Инертность неона обусловлена тем, что он имеет электронную оболочку с восемью электронами на орбитах вокруг ядра атома. Такую оболочку называют завершённой.
Неон обладает низкой абсорбцией и растворимостью в воде, так в 100 граммах воды можно растворить всего лишь 1,56 мг этого газа. Температура его кипения -2460С, а температура плавления -248,60С. При всём этом неон, в отличии от гелия, хорошо абсорбируется активированным углём, который охлаждён жидким азотом.
Тяжёлые инертные газы такие как криптон, аргон и пр. при вдыхании их человеком иди животным оказывают наркотическое действие. Не лишён этого свойства и неон, только для того что бы появились первые симптомы наркотического опьянения смесь кислорода и неона должна быть под давлением не менее 25кг/см2. При более низком давлении неон, из-за своей низкой растворяемости в жирах и крови живого организма такого действия не оказывает.
Неон обладает хорошей электропроводностью и свечением яркого красного цвета при пропускании через него электрического тока, при этом насыщенность, оттенки и яркость этого свечения зависят от величины приложенного напряжения и силы протекающего через газ тока. По этому цвету определяют неон при проведении спектрального анализа воздуха.
Применение неона
Ещё относительно недавно свойство неона светиться ярким красным цветом находило применение в газоразрядных лампах, из которых делами красивую рекламу. Но на смену таким лампам пришли светодиодные источники света, как более дешёвые и экономичные.
Так как неон взрывобезопасен и в сжиженном состоянии тяжелее воды он имеет теплоту испарения больше чем у водорода и гелия, а также малые потери при хранении его в сжиженном состоянии при давлении 150 кн/см2, эти его особенности всё больше и больше находят применение во всевозможной криогенной технике, в качестве хладагента. Так жидким неоном можно создать температуру для хранения ракетного топлива, консервации тканей животных или имитации условий космоса. В химической промышленности применение жидкого неона позволяет проводить реакции прямого синтеза и также получать фториды кислорода.
Малая растворимость неона находит свое применение в неоногелиевых смесях для дыхания, водолазов и больных людей, страдающих заболеваниями органов дыхания. Применение этих смесей для дыхания позволяет избежать азотной эмболии и азотного наркоза, с меньшим охлаждением организма во время дыхания. Смесь неона и гелия используется не только для дыхания, но и как основ для создания излучения в газовых лазерах.
Интересен тот факт, что элемент под номером 10 помог в открытии нового вещества из периодической таблицы химических элементов Менделеева. Этот открытый в 1964 году элемент, имеет № 104 и сейчас называется курчатовий. Открыт он был в городе Дубна при помощи циклотрона.
Получение неона
Для промышленных целей неон выделяют из воздуха, как побочный продукт при выделении из воздуха жидкого азота и кислорода, двумя способами: адсорбционным или конденсационным. Первый способ основан на адсорбции неона на активированном угле при выделении из воздуха жидкого азота и кислорода и многократного повторения этого процесса. Второй основан на охлаждении воздуха до температуры жидкого водорода, при которой неон, находящийся в воздухе кристаллизуется, а гелий остаётся в газообразном состоянии и отсасывается специальными насосами.
