Неон

1. Неон

Выполнила
ученица 11 класса
Карпенко Екатерина

2.

Неон — элемент главной подгруппы
восьмой группы, второго периода
периодической системы химических элементов
Д. И. Менделеева, с атомным номером 10.
Пятый по распространённости элемент во
Вселенной (после водорода, гелия, кислорода и
углерода). Простое вещество неон—
инертный одноатомный газ без цвета и
запаха.

3.

Атом неона состоит из положительно заряженного ядра (+10), вокруг которого по
атомным оболочкам (орбиталям) движутся 10 электронов. Поскольку неон расположен во
втором периоде, этих оболочек две. Схема строения атома неона представлена на рисунке:
Электронную конфигурацию атома неона можно записать так:
+10 Ne)2)8;
1s22s22p6.
Неон относится к семейству p-элементов. Энергетическая
диаграмма атома неона имеет вид:
Энергетический уровень атома неона завершенный, поскольку
на p-орбитали может располагаться всего шесть электронов.
Именно поэтому неон относят к инертным газам. Химически
он малоактивен.

4. История

Неон открыли в июне 1898 года шотландский
химик Уильям Рамзай и английский химик Морис
Траверс. Они выделили этот инертный газ
«методом исключения», после того, как кислород,
азот, и все более тяжёлые компоненты воздуха
были превращены в жидкость. Элементу дали
незамысловатое название «неон», что в переводе с
греческого означает «новый».
В декабре 1910 года французский изобретатель
Жорж Клод сделал газоразрядную лампу,
заполненную неоном.

5. Распространённость

Во Вселенной
В мировой материи неон распределен неравномерно, однако в
целом по распространенности во Вселенной он занимает пятое
место среди всех элементов — около 0,13 % по массе. Наибольшая
концентрация неона наблюдается на Солнце и других горячих
звездах, в газовых туманностях, в атмосфере внешних планет
Солнечной системы — Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна. В
атмосфере многих звезд неон занимает третье место после
водорода и гелия.

6.

Земная кора
Из всех элементов второго периода неон — самый малочисленный на Земле. В рамках
восьмой группы неон по содержанию в земной коре занимает третье место — после аргона и
гелия. Газовые туманности и некоторые звезды содержат неона во много раз больше, чем его
находится на Земле.
На Земле наибольшая концентрация неона наблюдается в атмосфере. В 1 м³ воздуха
содержится около 18,2 см³ неона. Среднее содержание неона в земной коре мало. Всего на
нашей планете около 6,6*1010 т неона. В изверженных породах находится около 109 т этого
элемента. По мере разрушения пород газ улетучивается в атмосферу.
Причину неоновой бедности нашей планеты ученые усматривают в том, что некогда
Земля потеряла свою первичную атмосферу, которая и унесла с собой основную массу
инертных газов, которые не могли, как кислород и другие газы, химически связаться с
другими элементами в минералы и тем самым закрепиться на планете

7. Физические свойства

Неон в разрядной трубке:
o Благородные газы — бесцветные одноатомные газы без вкуса и запаха.
o Инертные газы обладают более высокой электропроводностью по
сравнению с другими газами и при прохождении через них тока ярко
светятся, в частности неон огненно-красным светом, так как самые яркие
его линии лежат в красной части спектра.
Эмиссионный спектр неона (слева направо: от ультрафиолетовых до
инфракрасных линий):
o Насыщенный характер атомных молекул инертных газов сказывается и в
том, что инертные газы имеют более низкие точки сжижения и
замерзания, чем другие газы с тем же молекулярным весом.

8. Химические свойства

Все благородные газы имеют завершенную электронную оболочку,
поэтому они химически инертны. Химическая инертность неона
исключительна, в этом с ним может конкурировать только гелий. Пока
не получено ни одного его валентного соединения. Даже так называемые
клатратные соединения неона с водой (Ne·6Н2О), гидрохиноном и
другими веществами получить и сохранить очень трудно.
Однако, с помощью методов оптической спектроскопии и массспектрометрии установлено существование следующих ионов:
Ne+, (NeAr)+, (NeH)+, и (HeNe)+.

9. Изотопы

Существует три стабильных изотопа неона: 20Ne, 21Ne и 22Ne. Повсеместно
преобладает легкий 20Ne.
Во многих альфаактивных минералах относительное содержание тяжелых 21Ne
и 22Ne в десятки и сотни раз больше содержания их в воздухе. Это вызвано тем, что
основными механизмами образования этих изотопов являются ядерные реакции,
происходящие при бомбардировке ядер алюминия, натрия, магния и кремния
продуктами распада ядер тяжёлых элементов. Кроме того, подобные реакции
происходят в земной коре и атмосфере под воздействием космического излучения.
Источник преобладающего на Земле лёгкого нуклида 20Ne до сих пор не
установлен.
Считается, что в космическом пространстве неон также преимущественно
представлен лёгким нуклидом 20Ne. В метеоритах обнаруживают немало 21Ne и 22Ne,
но эти нуклиды предположительно образуются в самих метеоритах под
воздействием космических лучей за время странствий во Вселенной.
Кроме трех стабильных нуклидов неона, существует еще шестнадцать
нестабильных.

10. Получение

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.

11. Применение

o Неоновые вывески
o Жидкий неон используют в качестве охладителя в криогенных установках.
Ранее неон применялся в промышленности в качестве инертной среды, но
был вытеснен более дешёвым аргоном.
o Символ элемента, выполненный из неоновых трубок
o Неоном наполняют газоразрядные лампы, сигнальные лампы в
радиотехнической аппаратуре, фотоэлементы, выпрямители.
o Смесь неона и гелия используют как рабочую среду в газовых лазерах (гелийнеоновый лазер).
o Трубки, заполненные смесью неона и азота, при пропускании через них
электрического разряда дают красно-оранжевое свечение, в связи с чем они
широко используются в рекламе.
o Неоновые лампы используют для сигнальных целей на маяках и аэродромах,
так как их красный цвет очень слабо рассеивается туманом и мглой.

12. Биологическая роль Неон не играет никакой биологической роли.

Физиологическое действие
Инертные газы обладают физиологическим действием, которое проявляется в их наркотическом
воздействии на организм. Наркотическое воздействие неона (как и гелия) при нормальном давлении в опытах
не регистрируется, в то время как при повышении давления раньше возникают симптомы «нервного синдрома
высокого давления» (НСВД)[12].
В связи с этим, наряду с гелием, неон в составе неоно-гелиевой смеси используется для дыхания океанавтов,
водолазов, людей, работающих при повышенных давлениях, чтобы избежать газовой эмболии и азотного
наркоза. Преимущество смеси в том, что она меньше охлаждает организм, так как теплопроводность неона
меньше, чем гелия.
Лёгкий неоно-гелиевый воздух облегчает также состояние больных, страдающих расстройствами дыхания.
Содержание неона в высоких концентрациях во вдыхаемом воздухе может вызвать головокружение,
тошноту, рвоту, потерю сознания и смерть от асфиксии.

13. Интересные факты

«Неоновые огни» оправдывают своё название
только в случае свечения красного цвета. Для
получения других цветов используют ртуть и
фосфор в определённых пропорциях или другие
благородные газы.