2 Строение атома
Схема атома неона
Атомная масса (молярная масса) |
20,1797 а. е. м. (г/моль) |
Электронная конфигурация |
[He] 2s2 2p6 |
Радиус атома |
38 пм |
Неон — одноатомный газ без цвета и запаха.
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.
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.
3 Физические свойства
Неон бесцветный, без запаха и вкуса благородный газ. Его символ – Ne, атомный номер 10. Характеризуется своей удивительной способностью излучать красновато-оранжевые свечения, в результате которых он широко используется в производстве рекламы. Это второй из легких благородных газов. При комнатной температуре, неон находится в газообразном состоянии. Он имеет плотность 0,9002 г/л. Таким образом, 1 литровая бутылка полного неонового газа будет весить менее 1 грамма.
Температура плавления для неона 24,56 K (что составляет -415,46 ° F), а его температура кипения 27,07 K (что составляет -410,94 ° F).
Плотность твердого 1,444 г/см3 (24,66 К), жидкого 1,24 г/см3 (25,0 К), газа 0,9002 кг/м3 (273 К, 0,1 МПа);
Температура критическая 44,4 К, ркрит2,65 МПа, dкрит0,484 г/см3;
Теплопроводность 0,0443 Вт/(м.К) при 273 К и 0,1 МПа; л 2,93-10-5 Па*с (273 К, 0,1 МПа);
Диамагнитен, магнитная восприимчивость — 7,2.10-6;
Твердый неон кристаллизуется в кубической гранецентрированной решетке, а = 0,667 нм (4,3 К), z = 4, пространств. группа Fm3m.
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.
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.
Неон – легкий газ: он легче воздуха в 1,44 раза, аргона - почти в 2 раза, но тяжелее гелия в 5 раз. По комплексу свойств он ближе к гелию, чем к аргону, и вместе с гелием составляет подгруппу легких инертных газов.
4 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)+.
Первоначально считалось, что неон инертен и не может вступать в реакции с другими химическими элементами. Однако, недавние исследования показали, что в сочетании с фтором он может образовывать новые соединения. Кроме того, он также имеет тенденцию формирования ионов в сочетании с другими благородными газами. Неоновый газ также имеет возможность формирования неустойчивых гидратов.
Все эти свойства неона делают его одним из наиболее важных благородных газов в периодической таблице.
«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.
Растворимость в воде и способность к адсорбции у неона малы. В 100 г воды при 20°C растворяется всего 1,75 см3, или 1,56 мг неона. Все же адсорбция неона на активированном угле при температуре жидкого воздуха уже достаточна, чтобы с ее помощью, многократно повторяя процесс, разделить смесь гелия и неона. При температуре жидкого водорода из смеси этих веществ выпадают кристаллы чистого неона, а газообразный гелий отгоняется. Технике это дало второй – конденсационный способ разделения гелия и неона.
Неон химически инертен. Для него известны только соединения включения, например Ne6H2O, и экси-мерные молекулы, напр. Ne2*, NeF*, на переходах которых из метастабильного состояния в несвязанное генерируется лазерное излучение (105 нм для NeF*).