неон
НЕОН (от греч. neos — новый; лат. Neon) Ne
хим. элемент VIII гр. периодической системы; относится к благородным газам; ат. н. 10, ат. м. 20,179. Природный Н. состоит из изотопов 20Ne (90,92% по объему), 21Ne (0,257%), 22Ne (8,82%). Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов для прир. смеси изотопов не более 2,8∙10−28 м2. Известны коротко-живущие (T1/2 < 200 с) изотопы Н. Конфигурация внеш. электронной оболочки атома 2s22p6; энергия ионизации Ne0 → Ne+ → Ne+2 соотв. 2080,66 и 3963,52 кДж/моль; радиусы: ван-дер-ваальсов 0,160 нм, ковалентный 0,070 нм.
Содержание Н. в атмосфере 1,82∙10−3% по объему, в земной коре 7∙10−5 г/т; запасы Н. оцениваются в 7,8∙1014 м3. Н. представлен в горячих звездах-красных гигантах, газовых туманностях, атмосфере Юпитера, Сатурна, Урана. Нептуна, Плутона. Считают, что в космосе преобладает 20Ne.
Свойства. Н. — одноатомный газ без цвета и запаха, т. кип. 27,07 К (0,1 МПа); плотн. твердого 1,444 г/см3 (24,66 К), жидкого 1,24 г/см3 (25,0 К), газа 0,90035 кг/м3 (273 К, 0,1 МПа); tкрит 44,4 К, pкрит2,65 МПа, dкрит0,484 г/см3; тройная точка: температура 24,66 К, давление 43,3 кПа, плотн. (жидкого) 1,247 г/см3; С0p 20,79 Дж/(моль∙К); ΔH0пл 0,335 кДж/моль, ΔH0исп 1,73 кДж/моль; S0298 146,21 Дж/(моль∙К); уравнения температурной зависимости давления пара: над твердым Н. lgp (Па) = — 108,931/T + 0,00640755T + 8,914700, над жидким lgp (Па) = — 84,37/T + 0,1118T + 7,82482 (24,66–27 К) и lgр(МПа) = −84,37/Т + 0,01118T + 3,81340 (27–44 К); 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, магн. восприимчивость — 7,2∙10−6; поляризуемость 0,392∙10−30 м3; коэф. самодиффузии 4,52∙10−5 м2/с (273 К, 0,1 МПа); коэф. сжимаемости при 273 К: 0,998 (0,1 МПа), 1,046 (10 МПа). Твердый Н. кристаллизуется в кубич. гране-центрир. решетке, а = 0,667 нм (4,3 К), z = 4, пространственная группа Fm3m.
Растворимость Н. в воде при 0,1 МПа (м3/кг): 0,014∙10−3 (273 К), 0,010∙10−3 (298 К). Н. химически инертен. Для него известны только соед. включения, напр. Ne∙6H2O, и экси-мерные молекулы, напр. Ne2*, NeF*, на переходах которых из метастабильного состояния в несвязанное генерируется лазерное излучение (105 нм для NeF*).
Получение. Н. извлекают из воздуха в аппаратах двукратной ректификации жидкого воздуха (см. воздуха разделение). Газообразные Н. и гелий скапливаются в верх. части колонны высокого давления — в конденсаторе-испарителе, откуда под давлением ок. 0,55 МПа подаются в трубное пространство дефлегматора, охлаждаемое жидким N2. Из дефлегматора обогащенная смесь Ne и Не направляется для очистки от N2 в адсорберы с активир. углем, из которых после нагревания поступает в газгольдер (содержание Ne + He до 70%); степень извлечения смеси газов 0,5–0,6. Послед. очистку от N2 и разделение Ne и Не можно осуществлять либо селективной адсорбцией при температуре жидкого N2, либо конденсац. методами — с помощью жидких H2 или Н. (предварительно на CuO при 700 °C проводят очистку от примеси H2). В результате получают Н. 99,9%-ной (по объему) чистоты.
Определение. Качественно Н. определяют по спектрам испускания (характеристич. линии 585,25 нм и 540,05 нм), количественно-масс-спектрометрич. и хроматографич. методами анализа.
Применение. Н. и неоно-гелиевую смесь используют в качестве рабочей среды в газовых лазерах, для наполнения газоразрядных источников света, сигнальных ламп ЭВМ и радиотехн. аппаратуры, ламп-индикаторов и стабилизаторов напряжения, как хладагент в технике низких температур.
Хранят и транспортируют Н. в виде неоно-гелиевой смеси (40–60% Ne) под давлением 15 МПа в стальных баллонах емкостью 40 л, окрашенных в светло-коричневый цвет с надписью белыми буквами "неоно-гелиевая смесь". Н. особой чистоты поставляется под давлением 15 МПа в стальных баллонах емкостью 5 и 10 л, окрашенных в черный цвет, с надписью белыми буквами "неон особой чистоты".
Н. открыли У. Рамзай и М. Траверс в 1898 спектральным способом при фракционировании воздуха.
Лит. см. при ст. благородные газы.
В. Б. Соколов
Химическая энциклопедия