Neon

Neon
Neon
Periodiske system
Generelt
Atomtegn	Ne
Atomnummer	10
Elektronkonfiguration	2, 8
Udseende	farveløs
Gruppe	18 (Ædelgas)
Periode	2
Blok	p
CAS-nummer	7440-01-9
Atomare egenskaber
Atommasse	20,1797(6) g/mol
Kovalent radius	69 pm
Van der Waals-radius	154 pm
Elektronkonfiguration	1s² 2s² 2p6
Elektroner i hver skal	2, 8
Kemiske egenskaber
Oxidationstrin	0
Elektronegativitet	4,5 (Paulings skala)
Fysiske egenskaber
Tilstandsform	Gas
Krystalstruktur	Kubisk fladecentreret
Massefylde (gas)	(0 °C, 101,325 kPa) 0,9002 g/L
Smeltepunkt	24.56K / −248,59 °C
Kogepunkt	27.07K / −246,08 °C
Kritisk punkt	44,4K, 2,76 MPa
Smeltevarme	0,3317 kJ/mol
Fordampningsvarme	1,7326 kJ/mol
Varmefylde	(25 °C) 20,786 J·mol–1K–1
Varmeledningsevne	(300 K) 0,0493 W·m–1K–
Magnetiske egenskaber	Ikke magnetisk
	v; d; r;

Neon (af græsk νέον, neon, "ny") er det 10. grundstof i det periodiske system, og har det kemiske symbol Ne. Under normale tryk- og temperaturforhold optræder denne ædelgas som en farve-, lugt- og smagsløs gas. Neon blev opdaget i 1898 af William Ramsay og Morris William Travers.

Egenskaber

Neon er den næstletteste ædelgas efter helium. Når det bruges i et udladningsrør, giver det et rødorange lys; ved normale driftsspændinger og -strømme er neon den ædelgas, der giver det mest intense lys. Selv om dette lys forekommer som rødorange set med menneskelige øjne, indeholder det en kraftig grøn spektrallinje, der dog først ses, når lyset deles op i et spektrum.

Kemiske egenskaber

Som alle ædelgasser undtagen helium har frie neonatomer 8 elektroner i yderste elektronskal og opfylder derfor oktetreglen egenhændigt uden at indgå i kemiske forbindelser med andre atomer. Enhver kemisk forbindelse med et andet stof ville tværtimod bringe neon i uoverensstemmelse med oktetreglen, så for neon (og andre lette ædelgasser) er det populært sagt "ufordelagtigt" at indgå i kemiske forbindelser med noget som helst.

Til gengæld har man, ved hjælp af massespektroskopi og optisk spektroskopi, påvist eksistensen af ionerne Ne⁺, (NeAr)⁺, (NeH)⁺ og (HeNe)⁺, og dertil kan neon også danne et ustabilt hydrat.^[1]

Biologisk rolle

Neon spiller ingen rolle for levende organismer: Det er ikke giftigt i og med det ikke kan indgå i kemiske forbindelser og på den måde forstyrre organismens kemi. Dog kan gassen stadig fortrænge luftens indhold af livsvigtig ilt og dermed forårsage kvælning.

Tekniske anvendelser

Et "ægte" neonrør bøjet i facon som neons kemiske symbol: Det viser neonplasmaets karakteristiske rødorange lys.

En af de mest velkendte anvendelser for neon er de såkaldte neonrør, der ofte ses i lysende reklameskilte: Det første af slagsen blev konstrueret i december 1910, og i 1920 var de i brug i alle egne af verden. Som billedet til venstre viser, lyser neon med en rødorange farve; andre farver skabes ved at tilsætte andre gasarter, men alligevel er "neonrør" gået ind i den almindelige sprogbrug som betegnelse for alle sådanne kulørte udladningsrør. Eksempelvis får man ultraviolet lys ved at bruge argon og en smule kviksølv, og ved hjælp af fluorescerende stoffer på rørets inderside, farvede glasrør og/eller farvefiltre på ydersiden kan man frembringe et bredt sortiment af farver.

Neon benyttes også i andre, mere specielle "udladningsrør", herunder i Helium-Neon-lasere, og desuden i radiorør, højspændingsindikatorer m.v.

Flydende neon bruges også som et ganske effektivt kølemiddel til at opnå meget lave temperaturer: Liter for liter er neon 40 gange mere effektivt som kølemiddel end helium (og tre gange mere effektivt end brint)^[1], og da neon er langt billigere at bruge end helium, finder sidstnævnte kun anvendelse til ekstremt lave temperaturer, som neon ikke rækker til.^[2]

I den internationale temperaturskala fra 1990 ("ITS-90") bruges temperaturen for neons tripelpunkt, 24,5661 K, som et referencepunkt.^[3]

Forekomst

Mens neon indtager femtepladsen på en liste over de mest udbredte grundstoffer i Universet med én del ud af 750 massenheder (efter brint, helium, ilt og kulstof), er der omkring hundrede gange mindre af det i Jordens atmosfære, cirka 1 del ud af 65.000 rumfangsenheder: Ligesom for heliums vedkommende skyldes dette, at disse lette og lidet reaktive grundstoffer ved solsystemets (herunder Jordens) dannelse aldrig blev kemisk bundet i det klippemateriale, der danner de fire klippeplaneter, Merkur, Venus, Jorden og Mars. Men også Jupiter har vist sig (i data fra den kapsel som Galileo-rumsonden søsatte i denne planets ydre atmosfære) at være næsten ti gange fattigere (én del ud af 6000 masseenheder) på neon end Solen og – formodentligt – også den protoplanetariske skive, som Solsystemet blev dannet af; til gengæld indeholder Jupiter adskillige gange mere af de tunge ædelgasser end Solen: Dette tyder på, at de "is-småplaneter", der burde have forsynet Jupiter med neon, selv blev skabt et sted, hvor temperaturen var for høj til at binde neon.^[4]

Udvinding

Neon koster mellem 3 og 5 amerikanske dollar per liter, og der fremstilles på verdensplan et ton neon per år; dette er ikke meget, hvis man for eksempel skeler til neons "nabo" i det periodiske system: af fluor fremstilles der til sammenligning 2400 tons om året.

Neon kan udvindes af luften med en Linde-maskine. Når luft sammenpresses, stiger temperaturen (hvilket enhver, der har pumpet en cykel, har oplevet). Omvendt vil temperaturen falde, når luften får lov til at udvide sig. Hvis man fjerner den varme, der frigives ved sammenpresning, og derpå lader luftarten udvide sig igen, vil luftarten ende på en lavere temperatur, end den oprindelig havde. Linde-maskinen gentager denne proces – sammenpresning, afkøling og udvidelse – mange gange, hvorefter temperaturen bliver så lav, at luftarten fortætter og bliver til væske. Ved langsom opvarmning af den flydende luft fordamper først neon, derpå nitrogen og så oxygen. Herved kan de enkelte luftarter opsamles.

Historie

Neon blev opdaget i 1898 af skotten William Ramsay og englænderen Morris W. Travers, begge kemikere: Ramsay nedkølede atmosfærisk luft til det fortættedes til en væske og kunne siden destillere henholdsvis neon, krypton og xenon efter tur ved at varme væsken ganske langsomt op.

Ramsay spurgte sin 13-årige søn til råds om navneforslag til opdagelsen: Sønnen foreslog straks "Novium – for den er jo ny!". Ramsay kunne godt lide forslaget, men endte med at beslutte sig for neon, da det passede sammen med de allerede vedtagne navne for to andre gasser; argon og krypton.

Ramsay blev tildelt Nobelprisen i kemi i 1904 for opdagelsen af en række ædelgasser, heriblandt neon.

Isotoper af neon

Isotoper	Naturlig procentdel	Halverings-tid t_1/2	Radio-aktivitet	Henfalds-energi M eV	Henfalds-produkt
¹⁷Ne	{syn.}	109,2 ms	ε	14,530	¹⁷F
¹⁸Ne	{syn.}	1,67 s	ε	4,446	¹⁸F
¹⁹Ne	{syn.}	17,34 ms	ε	3,238	¹⁹F
²⁰Ne	90,48 %	Ne er stabil med 10 Neutroner
²¹Ne	0,27 %	Ne er stabil med 11 Neutroner
²²Ne	9,25 %	Ne er stabil med 12 Neutroner
²³Ne	{syn.}	34,24 s	β^-	4,376	²³Na
²⁴Ne	{syn.}	3,38 min	β^-	2,470	²⁴Na
²⁵Ne	{syn.}	602 ms	β^-	7,300	²⁵Na
²⁶Ne	{syn.}	230 ms	β^-	7,330	²⁶Na
²⁷Ne	{syn.}	32 ms	β^-	12,670	²⁷Na
²⁸Ne	{syn.}	14 ms	β^-	12,310	²⁸Na
²⁹Ne	{syn.}	200 ms	β^-+ n	9,170	²⁸Na
³⁰Ne	{syn.}	? ms	β^-+ n	?	²⁹Na

Der findes tre stabile isotoper af neon; ²⁰Ne, ²¹Ne og ²²Ne. Dertil kender man 16 radioaktive neonisotoper, hvoraf ²⁴Ne og ²³Ne har de længste halveringstider; henholdsvis 3,38 minutter og 34,24 sekunder.

²¹Ne og ²²Ne er nukleogene, dvs. de dannes ved atomkerneprocesser, primært neutronemission og alfahenfald af magnesiumisotoperne ²⁴Mg og ²⁵Mg. Analyser af isotopsammensætningen i overfladeklippematerialer har påvist, at ²¹Ne også skabes, når atomkerner af magnesium, natrium, aluminium og silicium i klippematerialerne træffes og spaltes af kosmisk stråling. Ved at analysere forekomsterne af alle de tre stabile neonisotoper kan man kvantitativt "isolere" dette kosmogene neon fra neon skabt ad bl.a. nukleogen vej og måske beregne, hvor længe overfladeklipper og meteoritter har været eksponeret direkte for den kosmiske stråling.^[5]

Ligesom for xenon har man konstateret, at isotopsammensætningen af neon i vulkanske gasser har et forhøjet indhold af ²⁰Ne og ²¹Ne i forhold til ²²Ne sammenlignet med det neon, der findes i atmosfæren: Det tyder på, at den unge Jord fik et tilskud af neon fra Solen, som nu findes inde i jordskorpen. Fundet af tilsvarende forhøjede forekomster af ²⁰Ne i diamanter synes at understøtte denne teori yderligere.

Kildehenvisninger

^ ^a ^b Periodic table: Neon som den forelå 31. august 2007 (Linket er nu dødt og er blevet erstattet af en arkiveret version af siden). Opdateret 15. december 2003.
^ [1] som den forelå 5. marts 2007 (Linket er nu dødt og er blevet erstattet af en arkiveret version af siden).
^ Preston-Tomas, H. (1990). "The International Temperature Scale of 1990 (ITS-90)". Metrologia 27: 3-10
^ Morse, David (26). "Gallileo Probe Science Result som den forelå 27. februar 2007.
^ "Neon: Isotopes Arkiveret 23. december 2016 hos Wayback Machine. Softciências. Som den foreslå 27. februar 2007

[pertab-1] Periodic table: Neon som den forelå 31. august 2007 (Linket er nu dødt og er blevet erstattet af en arkiveret version af siden). Opdateret 15. december 2003.

[2] [1] som den forelå 5. marts 2007 (Linket er nu dødt og er blevet erstattet af en arkiveret version af siden).

[3] Preston-Tomas, H. (1990). "The International Temperature Scale of 1990 (ITS-90)". Metrologia 27: 3-10

[4] Morse, David (26). "Gallileo Probe Science Result som den forelå 27. februar 2007.

[5] "Neon: Isotopes Arkiveret 23. december 2016 hos Wayback Machine. Softciências. Som den foreslå 27. februar 2007

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]