История открытия
Известна точная дата его открытия – 1898 год. В 1897 году английский естествоиспытатель Рамзай выступил в Торонто с докладом под названием «Неоткрытый газ». Пользуясь методом «нашего ученого Менделеева», как выразился ученый, он предсказал существование простого газа с плотностью по водороду 10, атомным весом 20 и иными, промежуточными между гелием и аргоном (тоже газами) константами.
Тогда из всех инертных газов науке были известны всего два: гелий и аргон. Место гелия обозначалось в конце первого периода периодической системы, а аргон заключал собой третий. Место же второго оказалось вакантным. Где же искать этот элемент?
Вначале Рамзай и его сотрудники занялись поисками среди минералов, потом природными водами, дошла очередь даже до метеоритов. Однако результаты анализов неизменно оказывались отрицательными. Интересно, что – теперь мы это знаем – новый газ в них был. Но методами, существовавшими тогда, его микроследы не улавливались.
Тогда исследователи обратились к воздуху. Его сначала сжижали, затем начинали медленно испарять, собирая и исследуя различные фракции. Одним из методов поиска был спектральный анализ: газ помещали в разрядную трубку, подключали ток и по линиям спектра определяли «кто тут есть кто».
Когда в разрядную трубку поместили первую, самую легкую и низкокипящую фракцию воздуха, то в спектре наряду с известными линиями азота, гелия и аргона были обнаружены новые линии, и из них особенно яркими были красные и оранжевые. Они придавали свету в трубке огненную окраску.
В момент, когда Рамзай наблюдал спектр только что полученного газа, в лабораторию вошел его двенадцатилетний сын, уже успевший стать фанатом отцовых работ. Увидев это необычное огненное свечение, ребенок воскликнул: «new one!» Так возникло название газа «неон», что по-древнегречески значит «новый».
Между гелием и аргоном
У атома неона замкнутая электронная оболочка: на двух энергетических уровнях находятся соответственно 2 и 8 электронов. Химическая инертность неона исключительна, в этом с ним может конкурировать только гелий. Соединения неона с другими веществами очень трудно, а сохранить почти невозможно.
Неон – очень легкий газ, он легче воздуха, но тяжелее гелия. По комплексу свойств он ближе к гелию, чем к аргону, и вместе с гелием составляет подгруппу легких инертных газов.
Неон сжижается при температуре – 245,98°С. А точка плавления неона отстоит от точки кипения всего на 2,6°С – рекордно малый диапазон, свидетельствующий о слабости сил межмолекулярного взаимодействия в неоне. Благодаря этому твердый неон получается без особых усилий: достаточно недолго откачивать пары над жидким неоном, чтобы тот отвердел.
Радиус атома неона достаточно мал, чтобы этот газ мог в тысячи раз быстрее большинства газов проникать сквозь тонкие перегородки из кварцевого стекла. Сквозь такие перегородки неон проникает примерно в 50 раз хуже гелия, но сотни тысяч раз лучше, чем аргон, азот и кислород. Именно поэтому диффузионный способ позволяет очищать неон от более тяжелых газов.
Влияние на человека
Известно, что все тяжелые инертные газы оказывают на организм человека и животного выраженное наркотическое действие. Неону это свойство тоже присуще, но в очень малой степени. Это происходит потому, что газ мало растворим в жирах, крови, лимфе и других жидкостях организма.
Чтобы появились первые симптомы наркоза, надо вдыхать смесь неона с кислородом под давлением не меньше 25 атмосфер.
Спектр неона
Также для этого газа характерны высокая электрическая проводимость и яркое свечение при пропускании электрических разрядов.
Есть у неона и особая черта, выделяющая его из всех других инертных газов – ярко-красный цвет излучения, причем интенсивность и оттенки свечения неона зависят от напряжения тока, создающего электрический разряд, и примесей других газов.
Спектр неона очень богатый, в нем выделяют более 900 линий. Наиболее яркие линии составляют пучок в красной, оранжевой и желтой частях спектра. Эти лучи значительно меньше поглощаются в рассеивающемся воздухе и взвешенными в нем частицами, чем лучи коротких волн – голубые, синие, фиолетовые. Поэтому свет неоновых ламп виден лучше и дальше, чем свет иных источников, а словосочетание «неоновый свет реклам» стало избитым газетным штампом.