Строение атома неона (ne), схема и примеры

Неон Свойства атома Химические свойства Термодинамические свойства простого вещества Кристаллическая решётка простого вещества

Атомный номер	10
Внешний вид простого вещества	инертный газ без цвета, вкуса и запаха
Атомная масса (молярная масса)	20,1797 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома	? (38) пм
Энергия ионизации (первый электрон)	2079,4(21,55) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация	[He] 2s2 2p6
Ковалентный радиус	58 пм
Радиус иона	112 пм
Электроотрицательность (по Полингу)	0,0
Электродный потенциал	0
Степени окисления	n/a
Плотность	( при −246 °C)1,204 г/см³
Молярная теплоёмкость	20,79[2] Дж/(K·моль)
Теплопроводность	(0,0493) Вт/(м·K)
Температура плавления	24,55 K
Теплота плавления	n/a кДж/моль
Температура кипения	27,1 K
Теплота испарения	1,74 кДж/моль
Молярный объём	16,8 см³/моль
Структура решётки	кубическая гранецентрированная
Параметры решётки	4,430 Å
Отношение c/a	—
Температура Дебая	63,00 K

Ne	10
20,1797
[He]2s22p6
Неон

Неон — элемент главной подгруппы восьмой группы, второго периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 10. Обозначается символом Ne (Neon). Пятый по распространённости элемент во Вселенной (после водорода, гелия, кислорода и углерода). Простое вещество неон (CAS-номер: 7440-01-9) — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха.

Схема атома неона

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.

Название происходит от греч. νέος — новый.

Существует легенда, согласно которой название элементу дал тринадцатилетний сын Рамзая — Вилли, который спросил у отца, как тот собирается назвать новый газ, заметив при этом, что хотел бы дать ему имя novum (лат. — новый). Его отцу понравилась эта идея, однако он посчитал, что название neon, образованное от греческого синонима, будет звучать лучше.

Распространение

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.

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.

Среднее содержание неона в земной коре мало − 7·10−9% по массе. 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.

В меньшей мере атмосферу снабжают неоном и природные воды.

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.

Определение

Качественно неон определяют по спектрам испускания (характеристические линии 585,25 нм и 540,05 нм), количественно — масс-спектрометрическими и хроматографическими методами анализа.

Физические свойства

• Благородные газы — бесцветные одноатомные газы без цвета и запаха.
• 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, показанных белым цветом)

• 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.

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 (подобные соединения тяжелых благородных газов — радона, ксенона, криптона и даже аргона — широко известны) получить и сохранить очень трудно.

Однако, с помощью методов оптической спектроскопии и масс-спектрометрии установлено существование ионов Ne+, (NeAr)+, (NeH)+, и (HeNe)+.

Изотопы неона

Существует три стабильных изотопа неона: 20Ne (изотопная распространённость 90,48 %), 21Ne (0,27 %) и 22Ne (9,25 %)[10]. Повсеместно преобладает легкий 20Ne.

Во многих альфа-активных 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.

Зафиксирован также ряд малопродуктивных ядерных реакций, при которых образуются 21Ne и 22Ne — это захват альфа-частиц ядрами тяжелого кислорода 18О и фтора 19F:

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.

Получение

Неон получают совместно с гелием в качестве побочного продукта в процессе сжижения и разделения воздуха. Разделение гелия и неона осуществляется за счет адсорбции и конденсации.

Адсорбционный метод основан на способности неона в отличие от гелия адсорбироваться активированным углем, охлаждаемым жидким азотом.

Конденсационный способ основан на вымораживании неона при охлаждении смеси жидким водородом.

Неон извлекают из воздуха в аппаратах двукратной ректификации жидкого воздуха. Газообразные неон и гелий скапливаются в верхней части колонны высокого давления, то есть в конденсаторе-испарителе, откуда под давлением около 0.

55 МПа подаются в трубное пространство дефлегматора, охлаждаемое жидким N2. Из дефлегматора обогащенная смесь Ne и Не направляется для очистки от N2 в адсорберы с активированным углем, из которых после нагревания поступает в газгольдер (содержание Ne + He до 70 %); степень извлечения смеси газов 0.

В результате получают неон 99,9%-ной чистоты по объему.

Применение

Неоновая вывеска

Жидкий неон используют в качестве охладителя в криогенных установках. Ранее неон применялся в промышленности в качестве инертной среды, но был вытеснен более дешёвым аргоном.

Символ элемента, выполненный из неоновых трубок

• Неоном наполняют газоразрядные лампы, сигнальные лампы в радиотехнической аппаратуре, фотоэлементы, выпрямители.
• Смесь неона и гелия используют как рабочую среду в газовых лазерах (гелий-неоновый лазер).
• 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.
• Неоновые лампы используют для сигнальных целей на маяках и аэродромах, так как их красный цвет очень мало рассеивается туманом и мглой.

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).

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.

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.

Неон, Neon, Nе (10) Химический элемент неон был открыт Рамзаем и Траверсом в 1898 г., через несколько дней после открытия криптона.

Ученые отобрали первые пузырьки газа, образующегося при испарении жидкого аргона, и установили, что спектр этого газа указывает на присутствие нового элемента.

Рамзай так рассказывает о выборе названия для этого элемента: «Когда мы впервый раз рассматривали его спектр, при этом находился мой 12-летний сын.»

Отец, — сказал он — как называется этот красивый газ? Это еще не решено — ответил я. Он новый? — полюбопытствовал сын.

Новооткрытый — возразил я.

Почему бы в таком случае не назвать его Novum, отец? Это не подходит, потому что novum не греческое слово — ответил я.

Источник: http://himsnab-spb.ru/article/ps/ne

Неон

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.

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.

Неоновая вывеска

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.

Источник: http://www.alto-lab.ru/elements/neon/

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Атом неона имеет две заполненные оболочки.

Первая — это — оболочка гелия РёР· РґРІСѓС… электронов, имеющая диаметр около 0 2 Рђ, как показано РЅР° СЂРёСЃ. 5.

8, вторая — это окружающая ее внешняя оболочка РёР· РІРѕСЃСЊРјРё электронов, называемая оболочкой неона или L-оболочкой.  [1]

Электронные оболочки инертных газов.  [2]

Атом неона состоит РёР· СЏРґСЂР°, РґРІСѓС… — электронов РІРѕ внутренней оболочке Рё РІРѕСЃСЊРјРё L-электроное РІРѕ внешней оболочке. РђСЂРіРѕРЅ, РєСЂРѕРјРµ Рљ — Рё L-РѕР±Рѕ-лочек, имеет еще РѕРґРЅСѓ оболочку РёР· 8 электронов, называемую Рњ — оболочкой.  [3]

Атом неона имеет РґРІРµ оболочки. Первая — это оболочка гелия РёР· РґРІСѓС… электронов, имеющая диаметр около 20 РїРј ( как показано РЅР° СЂРёСЃ. 5.

3), вторая — это окружающая первую внешняя оболочка РёР· РІРѕСЃСЊРјРё электронов, называемая оболочкой неона или L-оболочкой.

Диаметр внешней оболочки равен примерно 200 РїРј.  [4]

Атомы неона имеют возбужденное состояние, лежащее чуть меньше, чем РЅР° 165 — 103 СЃРј 1 выше РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРіРѕ состояния.  [5]

Атомы неона имеют возбужденное состояние, лежащее чуть меньше, чем РЅР° 165 — 103 еж-1 выше РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРіРѕ состояния.  [6]

Атомы неона переходят именно на уровень 2S согласно условию минимального изменения общей внутренней энергии системы.

Эти переходы приводят к значительной инверсии населенностей уровней 25 и 2Р, в результате чего между ними возникает индуцированное излучение.

Существует большое количество примеров получения индуцированного излучения.  [8]

Атомы неона не могут образовывать обычные химические связи.

Теплота парообразования, определяемая межатомными силами, невелика ( 1 84 кДж / моль) и силы межатомного притяжения легко преодолеваются.

Слабые межатомные силы обусловливают легкость перевода неона в газообразное состояние, изкие температуры плавления и кипения и небольшую ( всего в 3) разницу между точками плавления и испарения.

Высокая степень притяжения внешних электронов определяет большое значение энергий ионизации и невозможность получения положительных ионов.

Полная занятость валентных электронных уровней указывает РЅР° невозможность присоединения электронов, Р° незанятые электронные СѓСЂРѕРІРЅРё сильно отличаются РїРѕ энергиям РѕС‚ РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРіРѕ состояния, Рё это свидетельствует Рѕ трудности изменения электронной структуры неона. Р�нертность благородных газов, таким образом, обусловлена особенностью электронной конфигурации.  [9]

У атома неона замкнутая электронная оболочка: на двух энергетических уровнях находятся соответственно 2 и 8 электронов. 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 СЃ РІРѕРґРѕР№, РіРёРґСЂРѕС…РёРЅРѕРЅРѕРј Рё РґСЂСѓРіРёРјРё веществами получить Рё сохранить очень трудно.  [10]

• Переход атома неона СЃ верхнего СѓСЂРѕРІРЅСЏ 3 РЅР° РѕРґРёРЅ РёР· нижних уровней 2 РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє лазерному излучению СЃ Рљ 0 6328 РјРєРј.  [11]
• Переход атома неона СЃ верхнего СѓСЂРѕРІРЅСЏ 3 РЅР° РѕРґРёРЅ РёР· нижних уровней 2 РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє лазерному излучению СЃ Рђ, 0 6328 РјРєРј.  [12]
• РЈ атомов неона полностью заполнены электронами РІСЃРµ три 2 / — РђРћ.  [14]

РЈСЂРѕРІРЅРё атомов неона, обозначенные 3s Рё 2s РЅР° фиг. Р—СЂ РїСЂРё комнатной температуре почти РЅРµ населены.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Источник: https://www.ngpedia.ru/id116643p1.html

Ne — Неон

НЕОН (лат. Neon), Ne (читается “неон”), химический элемент с атомным номером 10, атомная масса 20,1797. Неон относится к группе инертных, или благородных, газов (группа VIIIA периодической системы), он завершает 2-й период.

Природный атмосферный неон состоит из трех стабильных нуклидов: 20Ne (90,92% по объему), 21Ne (0,257%) и 22Ne (8,82%).

Радиус нейтрального атома неона 0,160 нм. Электронная конфигурация нейтрального невозбужденного атома 1s22s2p6. Энергии последовательной ионизации нейтрального атома равны, соответственно, 21,564, 41,08, 63, 97 и 126 эВ.

Неон — одноатомный газ без цвета и запаха.

Свойства: температура кипения неона (при нормальном давлении) –245,9°C, температура плавления –248,6°C. Критическая температура –228,8°C, критическое давление 2,65 МПа. Плотность при нормальных условиях 1,444 кг/м3.

В 100 мл воды при 20°C растворяется около 10 мл неона.

Неон образует с водой соединение включения (клатрат) состава Ne·6Н2О. Химические соединения неон не образует.

Известны содержащие неон так называемые эксимерные молекулы Ne2 и NeF. На переходах этих молекул из метастабильного состояния в несвязанное генерируется лазерное излучение.

История открытия: неон открыли в 1898 английские ученые У. Рамзай и М. Траверс при спектральном исследовании остатков медленно испаряющегося жидкого воздуха.

Название происходит от греческого neos — новый и свидетельствует о радости исследователей, обнаруживших в воздухе, кроме аргона (Ar), и другие инертные газы.

Существует легенда, согласно которой название новому элементу дал двенадцатилетний сын Рамзая: увидев необычное ярко-красное излучение, испускаемое веществом в трубке для проведения спектрального анализа, он радостно закричал: “Новый! Новый!”.

Нахождение в природе: содержание неона в атмосферном воздухе составляет 1,82·10–3% по объему (общие запасы 7,8·1014 м3). В 1 м3 воздуха содержится около 18,2 см3 неона. В земной коре содержится 7·10–9% неона, в морской воде — 2·10–8%.

Применение: неон применяют для наполнения газоразрядных трубок, сигнальных ламп радиотехнической аппаратуры, индикаторных ламп, в технике низких температур.

Смесь неона и гелия (He) используют в качестве рабочей среды в газовых лазерах.

Трубки, заполненные смесью неона и азота (N) (так называемые неоновые трубки, содержащие около 10 объемных % неона), при пропускании через них электрического разряда испускают красное свечение и широко используются в рекламе.

А знаете ли Вы, что…

Источник: http://WebElements.narod.ru/elements/Ne.htm