Néon

Néon
Imagem ilustrativa do artigo Neon
Lâmpada de descarga contendo néon.
Flúor ← Néon → Sódio
Ei
  Estrutura de cristal cúbico
 
10
Nascer
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
                                           
Nascer
Ar
Mesa completaMesa estendida
Posição na tabela periódica
Símbolo Nascer
Sobrenome Néon
Número atômico 10
Grupo 18
Período 2 e período
Quadra Bloco p
Família de elementos gás nobre
Configuração eletronica [ He ] 2 s 2 2 p 6
Elétrons por nível de energia 2, 8
Propriedades atômicas do elemento
Massa atômica 20,1797  ± 0,0006  u
Raio atômico (calc) ( 38  pm )
Raio covalente 58  pm
Raio de Van der Waals 154  pm
Estado de oxidação 0
Óxido desconhecido
Energias de ionização
1 re  : 21,56454  eV 2 e  : 40,96296  eV
3 e  : 63,45  eV 4 e  : 97,12  eV
5 e  : 126,21  eV 6 e  : 157,93  eV
7 e  : 207,2759  eV 8 e  : 239,0989  eV
9 e  : 1.195,8286  eV 10 e  : 1.362,1995  eV
Isótopos mais estáveis
Iso ANO Período MD Ed PD
MeV
20 fazer 90,48  % estável com 10 nêutrons
21 fazer 0,27  % estável com 11 nêutrons
22 fazer 9,25  % estável com 12 nêutrons
Propriedades físicas simples do corpo
Estado normal Gás (não magnético)
Massa volumica 0,90032  g · L -1 ( 1  atm ,° C )

equação:
Densidade do líquido em kmol m -3 e temperatura em Kelvin, de 24,56 a 44,4 K.
Valores calculados:

T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 )
24,56 -248,59 61.796 1,24704
25,88 -247,27 60.69544 1.22483
26,54 -246,61 60,1313 1,21345
27,21 -245,94 59.55733 1.20187
27,87 -245,28 58,97293 1,19007
28,53 -244,62 58.37739 1,17806
29,19 -243,96 57,76996 1,1658
29,85 -243,3 57,1498 1,15328
30,51 -242,64 56.51595 1.14049
31,17 -241,98 55.86734 1,1274
31,83 -241,32 55.20275 1,11399
32,5 -240,65 54.52079 1.10023
33,16 -239,99 53.81987 1.08609
33,82 -239,33 53.09815 1.07152
34,48 -238,67 52.35348 1.05649
T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 )
35,14 -238,01 51,5833 1.04095
35,8 -237,35 50,78458 1.02483
36,46 -236,69 49,95368 1,00807
37,13 -236,02 49.08608 0,99056
37,79 -235,36 48,1762 0,9722
38,45 -234,7 47,2169 0,95284
39,11 -234,04 46,19886 0,93229
39,77 -233,38 45,10954 0,91031
40,43 -232,72 43,9314 0,88654
41,09 -232,06 42.63864 0,86045
41,75 -231,4 41,19062 0,83123
42,42 -230,73 39.51666 0,79745
43,08 -230,07 37,47283 0,7562
43,74 -229,41 34,66164 0,69947
44,4 -228,75 24.036 0,48505

Gráfico P = f (T)

Sistema de cristal Cúbico centrado no rosto
Cor incolor
Ponto de ebulição -246,053  ° C
Energia de fusão 0,3317  kJ · mol -1
Energia de vaporização 1,71  kJ · mol -1 ( 1  atm , -246,05  ° C )
Temperatura critica -228,7  ° C
Ponto Triplo -248,5939  ° C
Volume molar 22,414 × 10 -3  m 3 · mol -1
Pressão de vapor

equação:
Pressão em pascais e temperatura em Kelvins, de 24,56 a 44,4 K.
Valores calculados:

T (K) T (° C) P (Pa)
24,56 -248,59 43.800
25,88 -247,27 69.546,65
26,54 -246,61 86.089,59
27,21 -245,94 105.443,39
27,87 -245,28 127.891,25
28,53 -244,62 153.723,22
29,19 -243,96 183.235,52
29,85 -243,3 216.730,02
30,51 -242,64 254.513,92
31,17 -241,98 296 899,7
31,83 -241,32 344.205,16
32,5 -240,65 396.753,78
33,16 -239,99 454.875,12
33,82 -239,33 518.905,54
34,48 -238,67 589.188,92
T (K) T (° C) P (Pa)
35,14 -238,01 666.077,69
35,8 -237,35 749.933,87
36,46 -236,69 841 130,28
37,13 -236,02 940.051,93
37,79 -235,36 1.047.097,42
38,45 -234,7 1.162.680,53
39,11 -234,04 1.287.231,9
39,77 -233,38 1.421.200,77
40,43 -232,72 1.565.056,9
41,09 -232,06 1.719.292,52
41,75 -231,4 1 884 424,43
42,42 -230,73 2.060.996,22
43,08 -230,07 2.249.580,58
43,74 -229,41 2 450 781,72
44,4 -228,75 2.665.200
Velocidade do som 936  m · s -1 a 20  ° C
Calor maciço 1028  J · kg -1 · K -1

equação:
Capacidade térmica do líquido em J kmol -1 K -1 e temperatura em Kelvin, de 24,56 a 40 K.
Valores calculados:

T
(K)
T
(° C)
C p
C p
24,56 -248,59 36.660 1.817
25 -248,15 36 920 1.830
26 -247,15 37.706 1.868
26 -247,15 37.706 1.868
27 -246,15 38.672 1.916
27 -246,15 38.672 1.916
28 -245,15 39.724 1.968
28 -245,15 39.724 1.968
29 -244,15 40.800 2.022
29 -244,15 40.800 2.022
30 -243,15 41 871 2.075
30 -243,15 41 871 2.075
31 -242,15 42 942 2 128
31 -242,15 42 942 2 128
32 -241,15 44.052 2 183
T
(K)
T
(° C)
C p
C p
32 -241,15 44.052 2 183
33 -240,15 45 270 2 243
33 -240,15 45 270 2 243
34 -239,15 46.701 2.314
34 -239,15 46.701 2.314
35 -238,15 48.484 2 403
35 -238,15 48.484 2 403
36 -237,15 50 788 2.517
36 -237,15 50 788 2.517
37 -236,15 53 817 2.667
37 -236,15 53 817 2.667
38 -235,15 57.809 2.865
38 -235,15 57.809 2.865
39 -234,15 63.034 3 124
40 -233,15 69.800 3 459

P = f (T)

Condutividade térmica 0,0461  W · m -1 · K -1
Vários
N o  CAS 7440-01-9
N o  ECHA 100.028.282
N o  EC 231-110-9
Precauções
SGH
SGH04: Gases sob pressão
Aviso H280, P410 + P403, H280  : Contém gás sob pressão; pode explodir se aquecido
P410 + P403  : Proteger da luz solar. Armazene em uma área bem ventilada.
WHMIS
A: Gás comprimido
NO, A  :
Temperatura crítica do gás comprimido = −228,7  ° C

Divulgação a 1,0% de acordo com os critérios de classificação
Transporte
-
   1065   
Número ONU  :
1065  : NEON COMPRESSED
Classe:
2
Rótulo:
2  : Gás
Unidades de SI e STP, salvo indicação em contrário.

O Neon é o elemento químico de número atômico 10, de símbolo Ne. Seu nome vem do grego νέος (neos), "novo" em francês.

Na tabela periódica de elementos , isto é, no 8 th principal grupo , ou a 18 ° grupo da IUPAC , e, portanto, pertence ao gás nobre . Como outros gases raros, é um gás incolor, extremamente inerte e monoatômico. Para muitas propriedades, como ponto de fusão e ebulição ou densidade , ele fica entre o hélio , que é mais leve, e o argônio , que é mais pesado.

O néon é um dos elementos mais abundantes no universo , mas é relativamente raro na Terra porque, como o hélio, grande parte do gás escapou para o espaço. É encontrada principalmente na atmosfera da Terra  ; apenas pequenas quantidades ficam presas nas rochas.

Como o criptônio e o xenônio , o néon foi descoberto em 1898 por William Ramsay e Morris William Travers por destilação fracionada de ar líquido. As aplicações mais conhecidas são as lâmpadas fluorescentes ou lâmpadas de néon , nas quais o néon é excitado por choques elétricos para brilhar em uma cor laranja típica.

História

Em 1894, John William Strutt Rayleigh e William Ramsay descobriram o argônio , o primeiro gás nobre . Em 1895, Ramsay também isolou o hélio , antes conhecido apenas no espectro solar, dos minérios de urânio . De acordo com as leis da tabela periódica, ele então reconhece que deve haver outro elemento entre o hélio e o argônio com uma massa atômica de cerca de 20  u .

A partir de 1896, ele começou a estudar vários minerais e meteoritos, bem como os gases que eles emitem quando aquecidos ou dissolvidos. No entanto, Ramsay e seu colega Morris William Travers não tiveram resultados conclusivos e só conseguiram encontrar hélio e, mais raramente, argônio. Eles então investigam os gases quentes de Cauterets na França e na Islândia, sem resultado.

Finalmente, eles começam a examinar 15  litros de argônio bruto isolado do ar líquido e separado por liquefação e destilação fracionada. O primeiro elemento a ser separado e detectado pelo espectro da chama é o criptônio . O13 de junho de 1898, eles finalmente conseguem isolar um elemento mais leve da fração de ponto de ebulição inferior do argônio bruto. Ramsay e Travers decidem nomear este elemento Neon, em homenagem ao grego νέος ( neos ), em francês "novo" . Pouco depois, eles conseguem extrair outro elemento, o xenônio , graças ao mesmo processo.

A primeira aplicação do gás recém-descoberto é a lâmpada de néon desenvolvida em 1910 pelo francês Georges Claude  : o néon que enche um tubo de vidro é excitado por altas tensões e emite luz.

São conhecidos 19 isótopos de neon, entre 15 Ne e 34 Ne. Destes, apenas 20 Ne, 21 Ne e 22 Ne são estáveis ​​e também encontrados na natureza. O 20 é de longe o mais comum, representando 90,48  % dos isótopos. O 21 Ne é o mais raro da Terra com uma participação de 0,27  % e o 22 Ne ocorre com uma frequência de 9,25  % na distribuição isotópica natural da Terra. Todos os outros isótopos têm meia-vida curta de 3,38 minutos ou menos para 24 Ne.

Características

Características físicas

Em condições normais de temperatura e pressão , o néon é um gás monoatômico, incolor e inodoro. À pressão normal, condensa-se a 27  K ( −246  ° C ) e solidifica-se a 24,57  K ( −248,59  ° C ) (a esta pressão é, de todos os elementos, aquele cuja faixa de temperatura do estado líquido é a menor ) Como outros gases nobres , exceto o hélio , o néon se cristaliza em um sistema de cristal cúbico com um parâmetro de rede a  = 443  µm .

Com uma densidade de 0,9  kg / m 3 a 0  ° C e 1013  hPa , o néon é ligeiramente mais leve que o ar, por isso aumenta. No diagrama de fase , o ponto triplo está em 24,56  K e 43,37  kPa , o ponto crítico está em 44,4  K , 265,4  kPa e uma densidade crítica de 0,483  g / cm 3 .

O néon é pouco solúvel em água; um máximo de 10,5  ml de néon podem dissolver-se num litro de água a 20  ° C .

Como outros gases nobres, o néon exibe uma linha espectral característica durante as descargas de gás. Uma vez que as linhas na faixa espectral visível estão predominantemente na faixa do vermelho ao amarelo, o gás aparece em uma cor laranja-avermelhada após a descarga.

Características químicas

Como um gás nobre típico, o neon é extremamente inerte; como com o hélio , nenhum composto do elemento é conhecido. Mesmo os clatratos , onde outros gases nobres estão fisicamente presos em outros compostos, são desconhecidos. De acordo com cálculos teóricos , o neon é o elemento menos reativo. Assim, a entalpia de dissociação calculada para os compostos do tipo NgBeO (Ng: gás nobre) é a menor para o composto neon. Descobriu-se que mesmo o análogo de néon do único composto de hélio conhecido HHeF, que é calculado para ser estável, é improvável que seja estável. As possíveis explicações para esses resultados são as maiores distâncias flúor-hidrogênio e, portanto, menores forças de atração no íon HNe + em comparação com as espécies de hélio ou interações p-π repulsivas nos cátions neon.

Apenas alguns íons nos quais o neônio está envolvido são conhecidos por estudos de espectrometria de massa . Entre estes estão o íon Ne + e alguns íons-elemento como ArNe +, HeNe + e HNe +.

Formulários

A cor laranja avermelhada que o néon emite nos tubos de néon é amplamente usada para sinais de publicidade. “Neon” se tornou o nome dado a este tipo de luz, embora na realidade muitos outros gases sejam usados. Este é um nome impróprio, especialmente para iluminação doméstica; na verdade, são tubos fluorescentes ou tubos luminescentes (seu nome oficial).

Outros usos:

O néon liquefeito é usado comercialmente como refrigerante criogênico .

Observação

É por uma generalização abusiva que denominamos neon todos os tubos fluorescentes e em particular os de letreiros luminosos. Apenas o vermelho é realmente possível com o néon e as outras cores são obtidas com outros compostos ( hélio  : amarelo; CO 2 : Branco ; argônio  : roxo; argônio / mercúrio  : azul), ou produzido por um revestimento fluorescente excitado por radiação ultravioleta .

Notas e referências

  1. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press Inc ,2009, 90 th  ed. , 2804  p. , Capa dura ( ISBN  978-1-420-09084-0 ).
  2. (in) Beatriz Cordero Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia e Santiago Barragan Alvarez , "  Rádios covalentes revisitados  " , Dalton Transactions ,2008, p.  2832 - 2838 ( DOI  10.1039 / b801115j ).
  3. (em) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , TF-CRC,2006, 87 th  ed. ( ISBN  0849304873 ) , p.  10-202.
  4. (en) Robert H. Perry e Donald W. Green , Perry's Chemical Engineers 'Handbook , EUA, McGraw-Hill,1997, 7 th  ed. , 2400  p. ( ISBN  0-07-049841-5 ) , p.  2-50.
  5. Atas do Comitê Internacional de Pesos e Medidas , 78 a Sessão, 1989, p.  T1-T21 [PDF] (e p.  T23-T42 , versão em inglês).
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  7. Neon  " na base de dados de produtos químicos Reptox da CSST (Organização Quebec responsável pela segurança e saúde ocupacional), acessada em 25 de abril de 2009.
  8. (en) William Ramsay , "  Os gases raros na atmosfera  " , em Prix Nobel ,12 de dezembro de 1904(acessado em 4 de junho de 2020 ) .
  9. (en) Georges Claude, Sistema de iluminação por tubos luminescentes: Pedido de Patente ,1911( leia online ).
  10. (em) G. Audi, FG Kondev, Meng Wang WJ Huang e S. Naim, "  The NUBASE2016 assessment of nuclear properties  " , Chinese Physics C , vol.  41, n o  3,2017, p.  138 ( leia online , consultado em 4 de junho de 2020 ).
  11. (de) "  Neon  " , em Römpp Lexikon Chemie (acessado em 4 de junho de 2020 ) .
  12. (en) Errol G. Lewars, Modeling Marvels: Computational Anticipation of Novel Molecules , Dordrecht, Springer,2008, 282  p. ( ISBN  978-1-4020-6972-7 ) , p.  69-80.
  13. (em) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC Press / Taylor and Francis,2010, p.  4-23.

Veja também

Artigos relacionados

links externos


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