Неон — инертный газ¶

Неон (Ne, лат. neon, от др.-греч. νέος — «новый») — химический элемент 18-й группы (по устаревшей классификации — восьмой группы главной подгруппы) периодической таблицы Менделеева, атомный номер 10. Относится к благородным газам. При нормальных условиях представляет собой бесцветный газ без запаха, слабо растворимый в воде. Наиболее известен благодаря характерному красно-оранжевому свечению при пропускании электрического разряда в разрядных трубках, что определило широкое применение неона в световой рекламе и освещении.

¶Свойства

Неон — самый лёгкий благородный газ после гелия. Молекула неона одноатомная (моноатомная), так как атомы имеют полностью заполненную внешнюю электронную оболочку и практически не проявляют склонности к образованию химических связей. В природных условиях неон не образует ни одного устойчивого химического соединения — это делает его одним из наименее реакционноспособных элементов таблицы Менделеева.

Основные физические характеристики:

Энергия ионизации неона — вторая по величине в периодической таблице после гелия, что объясняет его исключительную инертность. Криогенные жидкости неона и гелия — одни из самых низкокипящих веществ, известных науке.

¶Нахождение в природе

Неон — распространённый в космосе элемент: по космической распространённости он уступает лишь водороду, гелию и кислороду. В составе Солнца и звёзд неон участвует в термоядерных реакциях углеродного цикла. На Земле неон, напротив, редок: его содержание в атмосфере составляет около 18,2 части на миллион объёмных (0,0018 % по объёму), что делает его пятым по распространённости газом земного воздуха после азота, кислорода, аргона и углекислого газа.

Основной промышленный способ получения неона — разделение воздуха. Неон извлекается как побочный продукт при криогенной перегонке воздуха в производстве кислорода и азота. Для получения чистого неона фракцию многократно очищают от азота (с помощью активированного угля при низких температурах) и других примесей. Мировое производство неона оценивается в сотни тысяч кубических метров в год; крупнейшими производителями традиционно являются страны с развитой промышленностью разделения воздуха.

¶Применение

¶Световая реклама и освещение

Наиболее узнаваемое применение неона — газоразрядные трубки. При пропускании электрического разряда через разрежённый неон трубка издаёт характерное красно-оранжевое свечение. Именно неоновые вывески в начале XX века стали визуальным символом городской ночи, отсюда выражение «неоновые огни». В современном обиходе «неоновыми» часто называют любые газоразрядные вывески, хотя для получения других цветов (синего, зелёного, жёлтого) используются другие газы — аргон, криптон, ксенон — или смеси с парами ртути.

¶Криогенная техника

Жидкий неон применяется как криогенный хладагент. Жидкий неон обладает примерно в 40 раз большей холодопроизводительностью на единицу объёма, чем жидкий гелий, и в 3 раза большей, чем жидкий водород. Это делает его перспективным для охлаждения сверхпроводниковых магнитов, инфракрасных детекторов и космических аппаратов.

¶Лазерные технологии

Неоновые лазеры (газовые лазеры на нейтральном неоне) излучают в красной части спектра (632,8 нм) и широко используются в научных и демонстрационных целях. Гелий-неоновый лазер (He-Ne) — один из первых газовых лазеров, созданных в 1960-е годы, и по сей пор остаётся распространённым инструментом лабораторий.

¶Другие области

Неон используется в индикаторных лампах, в качестве инертной среды в некоторых электротехнических устройствах, а также в криогенной медицине (охлаждение тканей). Изотоп неона-22 применяется в ядерной физике как источник нейтронов при бомбардировке мишени.

¶История открытия

Неон открыт в 1898 году английскими учёными Уильямом Рамза и Моррисом Траверсом в Лондоне. Исследователи, последовательно конденсируя компоненты сжиженного воздуха, обнаружили ранее неизвестный газ, спектральные линии которого не совпадали ни с одним известным элементом. Новый элемент был назван неоном — по-гречески «новый». Рамс за открытие благородных газов (аргона, неона, криптона, ксенона, а также гелия) в 1904 году был удостоен Нобелевской премии по химии.

¶Интересные факты

• Неоновые лампы были впервые продемонстрированы публике в 1910 году на Парижской выставке; коммерческое применение вывесок началось в начале 1920-х годов в США.
• Свечение неона в разрядной трубке обусловлено переходами возбуждённых атомов неона между энергетическими уровнями; каждому газу соответствует свой набор спектральных линий, что позволяет идентифицировать газ по спектру.
• Несмотря на название, большинство современных «неоновых» вывесок содержат не неон, а аргон с добавками ртутных пар и люминофоров.

¶Источники

• Д. И. Менделеев, «Основы химии»
• Н. Н. Веденов, А. А. Фролов, «Химия благородных газов»
• Ф. А. Коттон, Д. Уилкинсон, «Современная неорганическая химия»
• Encyclopædia Britannica, статья «Neon»
• Периодическая таблица химических элементов Д. И. Менделеева (издания Менделеевского химического общества)