Предыдущий урок.
Первый урок.
Тад-дам! И завершает ряд – неон, инертный газ, идущий сразу после фтора и имеющий полностью заполненный электронами второй уровень. Все, этот элемент самодостаточный и в электронах не нуждается, именно потому он и инертный, ни с чем не взаимодействует. Ну, или почти не взаимодействует. Известны, например, клатратовые соединения неона с водой:
Под клатрановыми соединениями подразумеваются соединения, когда одно вещество включает в свою кристаллическую решетку молекулы другого вещества. Один из видов таких клатрановых соединений – это газовые гидраты, когда соединение молекул газа и воды образует кристаллическую решетку. Известны гидраты метана, хлора, сернистого газа, и, конечно же, неона, который я только что упомянул. Этот гидрат, как и гидраты других газов, представляет собой твердое вещество.
Еще известны соединения неона в виде молекулярных ионов: (NeAr)+, (NeH)+, и (HeNe)+. Их выявили при помощи оптической спектроскопии и масс-спектроскопии. Суть этих методов состоит в том, что отдельные атомы и молекулярные структуры могут вступать в резонанс с колебаниями электромагнитного поля. В масс-спектроскопии основой для измерения служит ионизация компонентов, позволяющая физически различать компоненты на основе характеризующего их отношения массы к заряду и, измеряя интенсивность ионного тока, производить отдельный подсчёт доли каждого из компонентов (получать масс-спектр вещества).
Ну и про химические свойства все. Перейдем к физическим. Неон это бесцветный газ, без вкуса, без цвета и без запаха. Надо сказать, что инертные газы гораздо лучше проводят электрический ток, чем другие газы (напомню, что газы проводят ток если в их пробивает электрический разряд). Когда происходит такой вот разряд, газы обычно светятся, в частности, неон светится оранжево-красным светом, так как его самые интенсивные спектральные линии лежат в красной части спектра.
Однако, неон используется не только для изготовления неоновых ламп и всяких рекламных вывесок. Жидкий неон используется в качестве охладителя в криогенных установках, в качестве рабочей среды для гелий-неоновых лазеров, в фотоэлементах и выпрямителях. Но самое интересное, неон, оказывается, используется в производстве микросхем для компьютеров (а именно в фотолитографии).
Неон в небольших количествах содержится в самом обычном воздухе. Собственно, как и многие другие газы. И получают его из воздуха, как побочный продукт его сжижения, опять же, используя разницу в температуре кипения.
Вообще, существуют разные способы разделение смеси газов. Использование различных температур кипения только один из них. И он делится на два типа: конденсация и ректификация. В первом случае газовую смесь постепенно охлаждают, и при определенной температуре выделяемый газ начинает конденсироваться. Теперь он превратился в жидкость и его можно слить. Или другой вариант – жидкую газовую смесь охлаждают, и при достижении температуры затвердевания газ выпадет в осадок. Во втором случае жидкую смесь нагревают, как правило, в ректификационной колонне. Вещества с низкой температурой парообразования испаряются и оказывают вверху колоны, а остальные внизу, сохраняя жидкую фазу.
Другой способ разделение смести – адсорбционный. Его суть в том, что неон, в отличие от гелия, способен адсорбироваться активированным углем, охлажденным жидким азотом. Неоно-гелиевая смесь адсорбируется при низкой температуре (обычно при температуре жидкого азота). Может быть несколько проходов адсорбции, причем уже в первом проходе происходит существенное обогащение адсорбированной фазы неоном. Как происходить разделение? Смесь идет по слоям адсорбента, и каждый из газов идет с разной скоростью (как раз за счет адсорбирующих свойств адсорбента).
Итак, подытожим. Неон инертный газ, без цвета и запаха, ни с чем не вступает в реакцию, не считая некоторых соединений, которые химическими можно назвать с большой натяжкой, например, газовые гидраты. Неон нужен в промышленность, в частности, его используют в производстве микросхем, и получают его путем сжижения воздуха, а так же путем адсорбции неоногелиевой смести на активированном угле.