Aneon kémiai elem,nemesgáz.Rendszáma 10, vegyjeleNe. Vegyértékelektron-szerkezete 2s22p6.Standard körülmények között színtelen és szagtalan, íztelen, egyatomos gáz. 1898-ban a levegő cseppfolyósításával állították először elő, akriptonnal és axenonnal együtt; miután a száraz levegőből eltávolították anitrogént, azoxigént, azargont és aszén-dioxidot. E három maradék nemesgáz közül a neont fedezték fel másodiknak, és világos vörös emissziós spektrumáról azonnal felismerték, hogy új elemről van szó. Nevegörög eredetű, jelentéseúj. Felfedezői:Sir William Ramsay és M. W. Travers.[1][2]
Az elemek kozmikusnukleoszintézise során, a csillagokban nagy mennyiségű neon épül fel az alfa-befogás fúzió folyamatban. Bár a neon nagyon gyakori elem azuniverzumban és aNaprendszerben (az ötödik leggyakoribb ahidrogén, ahélium, az oxigén ésszén után), a Földön nagyon ritka. A levegőbeli térfogataránya 18,2 ppm (körülbelül ugyanennyi a móltörtje is), illetve kisebb mennyiségben a földkéregben is megtalálható. A neon viszonylagos hiányának oka a Földön és a belső (föld típusú) bolygókon, hogy a neon nem képez szilárd vegyületeket, és nagyonillékony; így a korai Naprendszerben újonnan kigyúlt Nap melege miatt elillant a bolygók képződése előtti törmelékről(planetezimálokról). Még aJupiter atmoszférája is valamelyest kimerült neonban, feltehetőleg ugyanezen ok miatt.
A neon egyedivöröses-narancs színben izzik a kisfeszültségű neonlámpákban, illetve a nagyfeszültségű kisülési csövekben és neon reklámtáblákban.[3][4] A neon vörösemissziós vonala felel a jól ismerthélium–neon lézerek piros fényéért. A neont felhasználják plazmacsövekben és hűtőberendezésekben, de ezen kívül csak néhány kereskedelmi felhasználása létezik. Az iparban cseppfolyós levegő frakcionáltdesztillációjával állítják elő. Jóval drágább, mint a hélium, mert a levegő az egyetlen elérhető forrása.[5][6]
Neon gázkisüléses-csőben; ez az úgynevezett neonfény
A neont (görögνέον (neon) jelentése:új) 1898-ban fedezte fel Londonban két brit kémikus,Sir William Ramsay (1852-1916) és Morris W. Travers (1872-1961).[1] A neont akkor fedezték fel, amikor Ramsay addig hűtött egy mintányi levegőt, míg az folyékonnyá nem vált; majd felmelegítette azt, és felfogta az elpárolgó gázokat. Anitrogén-,oxigén- ésargongázt azonosították; de a fennmaradó gázokat 1898 május végén, hat hét leforgása alatt izolálták, durván az előfordulásuk sorrendjében. Az első azonosított akripton volt. Miután a kriptont már eltávolították, a következő gáz kisülése ragyogó piros fényű volt. Ezt a gáz júniusban azonosították, és Ramsay fiának javaslata alapján, a görög analógia, aNovum (új) után neonnak nevezték el.[2] A jellegzetes vörös-narancs fény, amelyet a gáz halmazállapotú neon elektromos gerjesztés hatására bocsátott ki, azonnal megfigyelhető volt. Travers később ezt írta: „a csőből származó karmazsinvörös fény lángjai elmesélték a saját történetüket, és olyan látvány volt, amelyen elidőztem, és sosem felejtek el.”[7] Végül ugyanez a csapat júliusban, azonos eljárással felfedezte axenont.
A neon szűkössége kizárta az azonnali világítástechnikai alkalmazását az 1900-as évek elején kereskedelmi forgalomba kerülő Moore-csövekben, amelyek nitrogént használtak. 1902 utánGeorges Claude cége, a levegő cseppfolyósításával üzletelőAir Liquide ipari mennyiségű neont állított elő a cseppfolyósítás melléktermékeként. 1910 decemberében Claude bemutatta a modern neonvilágítást, amely csőbe zárt neonon alapult. Claude megpróbálta elérni, hogy a neoncsöveket beltéri világításra használják, annak intenzitása miatt, de ez nem sikerült, mert a lakástulajdonosok a színe miatt elutasították a neon fényforrást. Végül 1912-ben Claude munkatársa elkezdte forgalmazni a neon kisülési csöveket mint reklámtáblákat, ahol azok pillanatok alatt sikeresebbé váltak, mint a korábbiak. Aneoncsövek 1923-ban jelentek meg az Egyesült Államokban, amikor a Los Angeles Packard autókereskedő két hatalmas reklámtáblát vásárolt. Az izzás és a lenyűgöző piros szín teljesen egyedivé tette a fényreklámokat.[8]
A neon szerepet játszott az atomok természetének alapvető megértésében 1913-ban. AmikorJoseph John Thomson, az anódsugarak összetételére irányuló kutatása közben neonionok áramlatát terelte át mágneses és elektromos mezőn, majd megmérte az elhajlásukat az útjukba tett fotografikus lemezzel. Thomson kétfényfoltot figyelt meg a fotografikus lemezen, amely két különböző eltérülési parabolára utalt. Thomson végül arra a következtetésre jutott, hogy a neongáz egyes atomjainak nagyobb volt a tömege, mint a többinek. Habár Thomson idejében még nem ismerték fel, de ez volt a stabil atomokizotópjainak első felfedezése. Ezt a felfedezést annak az eszköznek a nyers verziója tette lehetővé, amelyet matömegspektrométerként ismerünk.
Az első bizonyíték egy stabil elem izotópjaira. J. J. Thomson fotografikus lemezének jobb alsó sarkában láthatóak a neon-20 és neon-22 izotópok elkülönülő becsapódási nyomai
A neon a második legkönnyebb inert gáz. A természetben három stabilizotópja létezik:20Ne (90,48%);21Ne (0,27%);22Ne (9,25%). A21Ne és a22Ne izotóp részbenprimordiális, illetve részbennukleogén (azaz nuklidok neutronokkal, vagy egyéb a környezetükben lévő részecskékkel való nukleáris reakciói során keletkeztek) és atermészetes előfordulásuktól való eltérés jól ismert. Ezzel szemben nem ismeretes, hogy a20Ne (a csillagoknukleoszintézise során keletkezett legfőbb primordiális izotóp) nukleogén vagyradiogén lenne (kivéve aklaszterbomlást amelyről azt gondolják, hogy csak kis mennyiséget termel). A20Ne izotópföldi előfordulásbeli eltérésének oka heves viták tárgyát képezi.[9]
A legalapvetőbbmagreakciók, amelyek a nukleogén neonizotópokat generálják, a24Mg és25Mg izotópokból indulnak, majdneutronbefogás és azonnalialfa-részecske kibocsátás után21Ne és22Ne izotópot képeznek. Aneutronokat alfa-részecskék másodlagos felhasadása termeli, amazok pedig azuránbomlási sorából származnak. Ez végeredményben egy alacsonyabb20Ne/22Ne és magasabb21Ne/22Ne arányhoz vezet, mint ahogy azt urángazdag kőzetekben, példáulgránitban megfigyelték.[10] A neon-21 emellett előállítható még olyan nukleogén reakciókban, amikor a20Ne különböző természetes, földi neutron forrásokból származó neutront nyel el.
Ezen túlmenően, kozmikus sugárzásnak kitett földfelszíni kőzetek izotópos elemzése bebizonyította a21Ne (azaz kozmogén) termelődését. Ez az izotópmagnézium,nátrium,szilícium ésalumínium felhasadásos reakciója nyomán keletkezik. A három izotóp elemzése megállapította, hogy a kozmogén komponensmagmás neonra és nukleogén neonra osztható fel. Ez arra utal, hogy a neon hasznos eszköz lesz annak meghatározására, hogy felszíni kőzetek ésmeteoritok mennyi ideig voltak kitéve kozmikus sugárzásnak.[11]
Axenonhoz hasonlóan, neon tartalom figyelhető meg vulkáni gázokban; melyek a22Ne-höz viszonyítva gazdagok20Ne-ban és21Ne-ben. A neon-izotóp tartalom a köpeny-eredetű mintákban nem légköri neon forrásra utal. A20Ne dús összetevőket földi, exotikus, primordiális nemesgáz komponenseknek tulajdonítják, amely feltehetőleg szoláris neon. (A szoláris neon olyan neon, amely aNapban keletkezett, majd ion formában anapszéllel a Földre került.)[12] Emelkedett20Ne-tartalom található agyémántokban; tovább utalva egy szolárisneon-tárolóra a Földön.[13]
Gázkisüléses neon lámpa, a neon vegyjelét formálva
A neon a második legkönnyebbnemesgáz ahélium után. Atomos szerkezetű; megszilárdulvamolekularácsban kristályosodik ki. Elektronszerkezete rendkívül stabil, ezért kémiai reakcióba nagyon nehezen lép. Kovalens kötés kialakítására telített vegyértékhéja miatt gyakorlatilag képtelen.
A neon a legszűkebb folyadéktartományú elem: 24,55 K–27,05 K (−248,45 °C és −245,95 °C). Egységnyi térfogatra vonatkoztatott hűtőteljesítménye több mint negyvenszerese a folyékony héliumnak, és háromszorosa a folyékonyhidrogénnek.[14]
Minden nemesgáz közül a neonplazmának van a legintenzívebb fénykibocsátása normál feszültségek és áramok mellett. Ennek a fénynek az átlagos színe az emberi szem számára a vörös-narancssárga, mivel ebben a tartományban számos emissziós vonal található; ezenfelül egy erős zöld emissziós vonala is van, amely rejtett, hacsak nem bontják fel a látható komponenseket spektroszkóp segítségével.[15]
Két teljesen különböző neonvilágítás van használatban. A neon izzólámpák általában aprók, és általában 100-250volton üzemelnek.[16] Széles körben használták őket, mint bekapcsolásjelzők és az áramkörvizsgáló berendezésekben, de afénykibocsátó diódák (LED-ek) dominálnak az ilyen területeken. Ezek az egyszerű neon-eszközök voltak az előfutárai a plazmakijelzőknek és plazmatelevízióknak.[17][18] Aneoncsövek általában sokkal magasabb feszültségen működnek (2-15 kilovolt), és a világító csövek általában méteres hosszúságúak.[19] Az üvegből készült csövet gyakran alakítják valamilyen formára vagy betűre jelzésképpen, illetve az építészeti és művészeti alkalmazások számára.
A neon spektruma, az ultraibolya (balra) és infravörös (jobbra) vonalakat fehérrel mutatva
A neon stabil izotópjai a csillagokban termelődnek. A neon-20hélium ésoxigén fúziója során keletkezik azalfa folyamatban, amely 100megakelvin feletti hőmérsékletet és 3naptömeg feletti tömeget követel meg.
A neon bőségesen fordul elő az univerzumban, tömegét figyelembe véve ez az ötödik leggyakoribb kémiai elem a világegyetemben, a hidrogén, a hélium, az oxigén és a szén után. A viszonylagos ritkasága a Földön annak köszönhető, hogy relatív könnyű, nagyon alacsony hőmérsékleten is magas a gőznyomása, és kémiailag semleges; azaz minden olyan tulajdonsága megvan, amely megóvja attól, hogy csapdába essen a kondenzációs gáz- és porfelhőkben, melyek a kisebb és melegebb szilárd bolygók (mint például a Föld) kialakulásához vezettek.
A neon egyatomos, ezért könnyebb, mint a Föld légkörének túlnyomó részét képező kétatomos nitrogén és oxigén molekulák; tehát egy neonnal teli léggömb felemelkedik a levegőben, bár egy héliumballonnál lassabban.[20]
A neon a világegyetem tömegének 1/750-edét teszi ki; valamint a Nap, és a proto-szoláris csillagköd tömegének mintegy 1/600-adát. AGalileo űrszonda légköri szondája megállapította, hogy még a Jupiter felső légköre is neonban szegény; az előfordulása mintegy tízszer kisebb, azaz 1/6000-edet tesz ki (tömeg szerint). Ez arra utalhat, hogy még a jég-planetezimálok is – amelyek a neont a Jupiterre hozták a külső Naprendszerből – képesek olyan forró régiókat létrehozni, amelyek túl melegek a neon megtartásához (a nehezebb nemesgázok előfordulása a Jupiteren többszöröse a Napon való előfordulásuknak).[21]
A neon a Földön nagyon ritka. A légkör térfogatának 1/55 000-edét (azaz 18,2 ppm), illetve a levegő tömegének 1/79 000-edét teszi ki. Kis mennyiségben a kéregben is megtalálható. Az iparban cseppfolyósított levegő kriogén frakcionált desztillációjával állítják elő.[14]
A „neoncsövekben” a neon helyett más nemesgázokat is használnak
A neont gyakran alkalmazzák a fényreklámokban, amely azok összetéveszthetetlen világos vöröses-narancs fényét adja. Habár még mindig neoncsőként emlegetik, minden más szín előállítása a többi nemesgáz vagy fluoreszkáló világítás segítségével történik.
A neont felhasználják azelektroncsövekben, a nagyfeszültségű mutatókban, villám-levezetőkben, televíziók képcsövében és ahélium-neon lézerekben. A cseppfolyósított neont a kereskedelemben felhasználják kriogén hűtőközegként azokban a berendezésekben, amelyek nem igénylik a hélium hűtőközeggel elérhető alacsonyabb hőmérsékleti tartományt.
A cseppfolyós és gáz halmazállapotú neon igen drága: kis mennyiségben a cseppfolyós neon ára a folyékony héliuménak több mint 55-szöröse lehet. A neon magas árának a ritkaság az oka, hiszen a héliummal ellentétben csak a levegőből nyerhető ki.
A neonhármaspontjának hőmérséklete (24,5561 K) az 1990-es Nemzetközi Hőmérsékleti Skála egyik alappontja(International Temperature Scale of 1990).[22]
A neon az első, p-mezőbe tartozó nemesgáz. Kémiailag semleges elem, nincs egyetlen ismert igazi vegyülete sem, habár a Ne+, (NeAr)+, (NeH)+ és (HeNe+) ionokat optikai éstömegspektrometriás tanulmányok már észlelték.[14] Vízjégből és neongázból 0,35–0,48 GPa nyomáson, –30 °C körüli hőmérsékleten sikerült előállítani a neonklatrát hidrátját.[23] A neonatomok és a vízmolekulák között nem alakulnak ki kovalens kötések, csak gyengevan der Waals-erők és így a neon viszonylag szabadon tud mozogni az anyagban. A szilárd klatrátból kivonható a neon, ha több napra vákuumkamrába helyezik, ekkor JégXVI, a kristályos víz legkisebb sűrűségű formája marad vissza.[24]
A hagyományosPauling-féle elektronegativitás skála a kémiai kötési energiákra épül és ezért nem értelmezhető a hélium és neon esetén. A pusztán a mérhető atomi energiákra épülő Allen-skála viszont a neont a legelektronegatívabb elemként azonosítja, nem sokkal afluor és ahélium előtt.
↑Weber, Larry F. (2006. április 1.). „History of the plasma display panel”.IEEE Transactions on Plasma Science34 (2), 268–278. o.DOI:10.1109/TPS.2006.872440. Paid access.
↑ (2014) „Crystal structure and encapsulation dynamics of ice II-structured neon hydrate”.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America111 (29), 10456–61. o.DOI:10.1073/pnas.1410690111.PMID25002464.PMC4115495.
↑ (2014) „Formation and properties of ice XVI obtained by emptying a type sII clathrate hydrate”.Nature516 (7530), 231. o.DOI:10.1038/nature14014.PMID25503235.
Ez a szócikk részben vagy egészben aNeon című angol Wikipédia-szócikkezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
