Neon

Neon (lat. neon, tunnus Ne) on väritön, hajuton ja vaaraton jalokaasu, ja alkuaine, joka loistaa punertavaa hehkua tyhjiöputkissa ja neonlampuissa. Neon ei muodosta stabiileja yhdisteitä.

Fluori ← Neon → Natrium
He
↑
Ne
↓
Ar  
 
 


Yleistä
NimiNeon
TunnusNe
Järjestysluku10
Luokkaepämetalli
Lohkop
Ryhmä18, jalokaasu
Jakso2
Tiheys0,0009[1] · 103 kg/m3
Väriväritön
Löytövuosi, löytäjä1898, Sir William Ramsay, Morris Travers
Atomiominaisuudet
Atomipaino (Ar)20,1797(6)[2]
Atomisäde, mitattu (laskennallinen)- (38)[3] pm
Kovalenttisäde69[1] pm
Van der Waalsin säde154[1] pm
Orbitaalirakenne[He] 2s2 2p6
Elektroneja elektronikuorilla 2, 8
Kiderakennepintakeskeinen kuutiollinen (FCC)[3]
Fysikaaliset ominaisuudet
Olomuotokaasu
Sulamispiste24,56 K (−248,59[1] °C)
Kiehumispiste27,07 K (−246,08[1] °C)
Höyrystymislämpö1,73[3] kJ/mol
Sulamislämpö0,332[3] kJ/mol
Äänen nopeus436[1] m/s 273 K:ssa
Muuta
Ominaislämpökapasiteetti1,030 kJ/(kg K)
Lämmönjohtavuus(300 K) 0,0491[1] W/(m·K)
CAS-numero7440-01-9
Tiedot normaalilämpötilassa ja -paineessa
Neon tuottaa Geisslerin putkessa oranssia valoa, tällaisia lamppuja käytetään paljon mainoskylteissä ja siitä neon parhaiten tunnetaankin.

Ominaisuudet

Fysikaaliset ominaisuudet

Neon on väritön, mauton ja hajuton kaasu. Se kiehuu jo 27 kelvinin ja sulaa 24,5 kelvinin lämpö­tilassa. Sen tiheys on noin 0,9 grammaa litrassa. Neon on toiseksi kirkkain jalokaasu, joka hehkuu punaoranssina tyhjiöputkessa. Sillä on yli 40-kertainen jäähdytyskapasiteetti nestemäiseen heliumiin ja kolminkertainen nestemäiseen vetyyn verrattuna. Yleisessä käytössä se on halvempi jäähdyttäjä kuin helium[4][5]. Neonplasman purkautuminen on voimakkainta jalokaasuilla normaalissa jännitteessä ja sähkövirrassa.[6][7]

Isotoopit

Neonilla on kolme pysyvää isotooppia, joista yleisin on 20Ne (90,48 %). Muut kaksi vakaata isotooppia ovat 21Ne (0,27%) ja 22Ne (9,25%). Neonin isotoopeilla ei ole teollista merkitystä.[7]

IsotooppiPuoliintumisaikaHajoamistyyppi
Osuus1
16NeProtonisieppaus
17Ne109,2 msEC, β+
18Ne1672 msEC, β+
19Ne17,22 sEC, β+
20NeStabiili90,48 %
21NeStabiili0,27 %
22NeStabiili9,25 %
23Ne37,24 sβ-
24Ne3,38 minβ-
25Ne602 msβ-
26Ne197 msβ-
27Ne32 msβ-
28Ne17 msβ-
29Ne0,2 sβ-

1 = Osuus kaikesta luonnossa esiintyvästä neonista.
Ilmoitetaan stabiileille ja erittäin pitkäikäisille isotoopeille.
Lähde:[8]

Kemialliset ominaisuudet ja yhdisteet

Neonin ja muiden alkuaineiden välisiä stabiileja yhdisteitä ei tunneta, eli neon on inertti kaasu, ja se esiintyy ilmassa yksi­atomisena. Massaspektrometrillä on kuitenkin havaittu muun muassa seuraavia neonin ioneja, Ne+, NeH+, NeAr+ ja HeNe+.[7][9]

Neon liukenee huonosti veteen (cm3/kg) ja sen muodostamat Van der Waalsin voimat ovat heikkoja.[10]

Neon ei ole myrkyllistä, mutta se voi aiheuttaa huimausta ja päänsärkyä. Suurena pitoisuutena se vähentää hapen osuutta hengitysilmassa ja voi näin aiheuttaa kuoleman.[3][11]

Historia

Muista jalokaasuista helium löydettiin vuonna 1868 ja argon 1894, joten näiden välissä oli jaksollisessa järjestelmä aukko. Toukokuussa 1898 skottilainen kemisti William Ramsay ja englantilainen kemisti Morris Travers eristivät nestemäisestä argonista kryptonia. Kesäkuussa Travers ja Ramsay antoivat kiinteän argonin (nestemäisen ilman ympäröimänä) höyrystyä matalassa paineessa. He eristivät höyrystyvän kaasun, ja spektroskopian avulla he totesivat, että he löysivät uuden jalokaasun. Ramsayn poika Willie ehdotti uuden aineen nimeksi novum (lat. novus), mutta William halusi nimetä aineen kreikan kielen mukaan neoniksi (kreik. neos), joka tarkoittaa uutta.[12]

J. J. Thomson löysi neonin isotoopin 22Ne vuonna 1912. Tämä oli ensimmäinen havainto alkuaineesta, jolla on useita pysyviä isotooppeja.[13]

Esiintyminen ja eristäminen

Neon on yksiatominen kaasu normaaleissa olosuhteissa. Maa­pallolla neon on harvinaista: sitä on Maan ilmakehässä yksi osa 65 000:sta. Kuitenkin se on maailmankaikkeuden viidenneksi yleisin alkuaine vedyn, heliumin, hapen ja hiilen jälkeen. Kuten vesihöyry, neon on harvempaa kuin ilma. Taas toisin kuin vesihöyry, joka tiivistyy nesteeksi stratosfäärin ala­puolella ja kiertää maan ilmakehässä, neon saattaa hitaasti vuotaa avaruuteen, mikä voisi selittää sen vähäistä määrää maapallolla. 100 grammaa neonia maksaa noin 33 dollaria[3][6] tai 25 euroa.

Puhdasta neonia eristetään ilmasta jakotislauksella. Alhaisen kiehumispisteen omaavat vety, helium ja neon konsentroituvat samaan fraktioon tislauskolonnissa, jonka läpi kulkee typpivirta, tyypillisesti kolonnin keskiosaan ja huippuun. Saadusta kaasuseoksesta vety poistetaan katalyyttisellä hapetuksella ja typpi nesteytyksellä. Helium ja neon saadaan erilleen toisistaan absorptio- tai adsorptioprosesseilla. Puhdistettu neon nesteytetään nestemäisen heliumin lämpötilassa.[4][5]

Käyttö

Neonin tunnetuin käyttökohde ovat valomainokset. Neonkäyttöiset valot keksi 1920-luvulla Daniel Moore[14] tai George Claude[7]. Neonvaloissa putki on täytetty neonkaasulla, johon kohdistetaan jännite. Jännite irrottaa atomeista elektroneja, mutta niiden palatessa paikoilleen syntyy valoa. Neonin kanssa valoissa voidaan käyttää muitakin kaasuja, jolloin saadaan erilaisia sävyjä. Neonia voidaan käyttää heliumin kanssa seoksena tai sellaisenaan lasereissa. NeHe-laserit ovat yleisessä käytössä. Muita neonin käyttökohteita ovat mm. tyhjiöputket, korkean jännitteen mittarit, ukkosenjohdattimet, aaltojen vastaanottimet, television kuvaputket ja geigermittarit. Neonia voidaan käyttää myös jäähdyttimenä.[3][6][7][15]

Argon-fluori-neon -kaasuseosta käytetään laser-litografiassa puolijohdeteollisuudessa. Arviolta 70 prosenttia globaalista neon-tuotannosta käytetään mikropiirien valmistuksessa.[16]

Lähteet
  • N. N. Greenwood & A. Earnshaw: Chemistry of the Elements. 2. painos. Oxford: Elsevier Ltd, 1997. ISBN 978-0-7506-3365-9. (englanniksi)

Viitteet
  1. Technical data for Neon periodictable.com. Viitattu 18.12.2011. (englanniksi)
  2. Meija, Juris et al.: Atomic Weights of the Elements 2013 (IUPAC technical report). Pure and Applied Chemistry, 2016, 88. vsk, nro 3, s. 265–291. IUPAC. Artikkelin verkkoversio (pdf). Viitattu 5.2.2017. (englanniksi)
  3. Neon Element Facts chemicool.com. Viitattu 18.12.2011. (englanniksi)
  4. Shuen-Cheng Hwang, Robert D. Lein, Daniel A. Morgan :Noble Gases, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, New York, 2001 Teoksen verkkoversio Viitattu 07.10.2011
  5. Peter Häussinger et al.: Noble Gases, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, John Wiley & Sons, New York, 2002 Teoksen verkkoversio Viitattu 07.10.2011
  6. Neon 3rd1000.com. Viitattu 9.11.2011. (englanniksi)
  7. Neon, Chemical Element chemistryexplained.com. Viitattu 22.12.2011. (englanniksi)
  8. Isotopes of Neon (Z=10) ie.lbl.gov. Arkistoitu 1.6.2008. Viitattu 25.12.2011.
  9. C.R.Hammond: Handbook of Chemistry and Physics, 81st Edition. CRC Press, 2000. ISBN 978-0849304811. Teoksen verkkoversio (viitattu 7.10.2011). (englanniksi)
  10. Greenwood & Earnshaw s. 891
  11. Neonn kansainvälinen kemikaalikortti Viitattu 25.12.2011
  12. Marko Hamilo: Väritön, hajuton ja vaaraton jalokaasu 29. toukokuuta 2007. Helsingin Sanomat. Arkistoitu 16.10.2011. Viitattu 7.10.2011.
  13. Coplen, Tyler B. & Holden, Norman E.: Atomic Weights: No Longer Constants of Nature. Chemistry International, 2011, 33. vsk, nro 2. IUPAC. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 5.2.2017. (englanniksi)
  14. Lamp Inventors 1880–1940: Moore Lamp National Museum of American History. Viitattu 9.11.2011. (englanniksi)
  15. Helium-Neon Laser hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Viitattu 25.12.2011. (englanniksi)
  16. Dan Robinson: TSMC: You know what would be fab? Some local neon supplies theregister.com. 10.11.2022. Viitattu 13.11.2022. (englanniksi)

    Aiheesta muualla

     

    This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.