O néon É um elemento químico representado pelo símbolo Ne. É um gás nobre cujo nome em grego significa novo, qualidade que conseguiu manter durante décadas não só pelo brilho da sua descoberta, mas também porque adornou as cidades com a sua luz à medida que se desenvolviam na sua modernização..
Todos nós já ouvimos falar de luzes de néon, que na verdade correspondem a nada mais do que laranja-vermelho; a menos que sejam misturados com outros gases ou aditivos. Hoje eles têm um ar bizarro em comparação com os sistemas de iluminação recentes; no entanto, o neon é muito mais do que apenas uma impressionante fonte de luz moderna.
Este gás, que consiste praticamente em átomos de Ne, indiferentes uns aos outros, representa a substância mais inerte e nobre de todas; É o elemento mais inerte da tabela periódica, e atualmente e formalmente não se conhece um composto suficientemente estável. É ainda mais inerte do que o próprio hélio, mas também mais caro.
O alto custo do neon se deve ao fato de não ser extraído do subsolo, como acontece com o hélio, mas da liquefação e destilação criogênica do ar; mesmo quando está presente na atmosfera em abundância suficiente para produzir um grande volume de neon.
É mais fácil extrair o hélio das reservas de gás natural do que liquefazer o ar e extrair o néon dele. Além disso, sua abundância é menor que o hélio, tanto dentro quanto fora da Terra. No Universo, o néon é encontrado em novas e supernovas, bem como em regiões congeladas o suficiente para impedir que escape..
Em sua forma líquida, é um refrigerante muito mais eficaz do que o hélio e o hidrogênio líquidos. Da mesma forma, é um elemento presente na indústria eletrônica no que diz respeito a lasers e equipamentos de detecção de radiação..
Índice do artigo
A história do néon está intimamente relacionada com a do resto dos gases que compõem o ar e suas descobertas. O químico inglês Sir William Ramsay, junto com seu mentor John William Strutt (Lord Rayleigh), decidiu em 1894 estudar a composição do ar por meio de reações químicas.
A partir de uma amostra de ar conseguiram desoxigená-lo e desnitrogenizá-lo, obtendo e descobrindo o gás nobre argônio. Sua paixão científica também o levou à descoberta do hélio, após dissolver o mineral cleveita em meio ácido e coletar para caracterizar o gás liberado..
Na época, Ramsay suspeitou da existência de um elemento químico localizado entre o hélio e o argônio, fazendo tentativas infrutíferas de encontrá-los em amostras de minerais. Até que finalmente ele considerou que outros gases menos abundantes no ar deveriam estar “escondidos” no argônio..
Assim, os experimentos que levaram à descoberta do neon começaram com o argônio condensado..
Em seu trabalho, Ramsay, auxiliado por seu colega Morris W. Travers, começou com uma amostra de argônio altamente purificada e liquefeita, que subseqüentemente submeteu a uma espécie de destilação criogênica e fracionada. Assim, em 1898 e na University College London, os dois químicos ingleses conseguiram identificar e isolar três novos gases: néon, criptônio e xenônio..
O primeiro deles era neon, que ele vislumbrou quando o recolheram em um tubo de vidro onde aplicaram um choque elétrico; sua intensa luz vermelho-laranja era ainda mais impressionante do que as cores do criptônio e do xenônio.
Foi assim que Ramsay deu a esse gás o nome de 'néon', que em grego significa 'novo'; um novo elemento surgiu do argônio. Pouco depois, em 1904 e graças a este trabalho, ele e Travers receberam o Prêmio Nobel de Química..
Ramsay então teve pouco a ver com as aplicações revolucionárias do néon no que diz respeito à iluminação. Em 1902, o engenheiro elétrico e inventor Georges Claude, junto com Paul Delorme, formaram a empresa L'Air Liquide, dedicada à venda de gases liquefeitos para indústrias e que logo percebeu o potencial luminoso do neon.
Claude, inspirado nas invenções de Thomas Edison e Daniel McFarlan Moore, construiu os primeiros tubos cheios de néon, assinando uma patente em 1910. Ele vendia seu produto praticamente sob a seguinte premissa: as luzes de néon são reservadas para cidades e monumentos porque são muito deslumbrante e atraente.
Desde então, o resto da história do neon até o presente anda de mãos dadas com o surgimento de novas tecnologias; bem como a necessidade de sistemas criogênicos que podem usá-lo como um líquido de resfriamento.
O néon é um gás incolor, inodoro e insípido. No entanto, quando uma descarga elétrica é aplicada, seus átomos são ionizados ou excitados, emitindo fótons de energia que entram no espectro visível na forma de um flash laranja-avermelhado (imagem superior).
Portanto, as luzes de néon são vermelhas. Quanto maior for a pressão do gás, maior será a eletricidade necessária e o brilho avermelhado obtido. Essas luzes iluminando os becos ou as fachadas das lojas são muito comuns, especialmente em climas frios; uma vez que a intensidade avermelhada é tal que pode penetrar na névoa de distâncias consideráveis.
20,1797 g / mol.
10.
-248,59 ºC.
-246,046 ºC.
-Em condições normais: 0,9002 g / L.
-Do líquido, apenas no ponto de ebulição: 1,207 g / mL.
0,6964 (em relação ao ar = 1). Em outras palavras, o ar é 1,4 vezes mais denso que o neon. Então, um balão inflado com neon subirá no ar; embora menos rapidamente em comparação com um inflado com hélio.
0,9869 atm a 27 K (-246,15 ° C). Observe que em uma temperatura tão baixa, o néon já exerce uma pressão comparável à atmosférica.
0,335 kJ / mol.
1,71 kJ / mol.
20,79 J / (mol K).
-Primeiro: 2080,7 kJ / mol (Ne+ gasoso).
-Segundo: 3952,3 kJ / mol (Nedois+ gasoso).
-Terceiro: 6122 kJ / mol (Ne3+ gasoso).
As energias de ionização para neon são particularmente altas. Isso se deve à dificuldade de remover um de seus elétrons de valência de seu átomo muito pequeno (em comparação com os outros elementos de seu mesmo período).
O único estado ou número de oxidação provável e teórico para o néon é 0; ou seja, em seus compostos hipotéticos não ganha ou perde elétrons, mas sim interage como um átomo neutro (Ne0).
Isso se deve à sua reatividade nula como gás nobre, o que não lhe permite ganhar elétrons devido à falta de um orbital energeticamente disponível; e nem poder perdê-los tendo números de oxidação positivos, devido à dificuldade de superar a carga nuclear efetiva de seus dez prótons..
O exposto acima explica porque um gás nobre não é muito reativo. Porém, entre todos os gases nobres e elementos químicos, o neon é o dono da verdadeira coroa da nobreza; não admite elétrons de forma alguma e de ninguém, nem pode compartilhar os seus porque seu núcleo o impede e, portanto, não forma ligações covalentes.
O néon é menos reativo (mais nobre) do que o hélio porque, embora seu raio atômico seja maior, a carga nuclear efetiva de seus dez prótons excede a dos dois prótons no núcleo do hélio..
À medida que se desce pelo grupo 18, essa força diminui porque o raio atômico aumenta consideravelmente; e é por isso que os outros gases nobres (especialmente xenônio e criptônio) podem formar compostos.
Até o momento, nenhum composto de néon remotamente estável é conhecido. No entanto, a existência de cátions poliatômicos, tais como: [NeAr]+, WNe3+, RhNedois+, MoNedois+, [NeH]+ e [NeHe]+.
Da mesma forma, pode ser feita menção aos seus compostos de Van der Walls, nos quais, embora não existam ligações covalentes (pelo menos não formalmente), as interações não covalentes permitem que eles permaneçam coesos sob condições rigorosas..
Alguns desses compostos Van der Walls para neon são, por exemplo: Ne3 (trímero), eudoisNedois, NeNiCO, NeAuF, LiNe, (Ndois)6Ne7, NeCvinteHvinte (complexo endoédrico fulereno), etc. E também, deve-se notar que as moléculas orgânicas também podem "esfregar ombros" com este gás em condições muito especiais..
O detalhe de todos esses compostos é que eles não são estáveis; além disso, a maioria se origina no meio de um campo elétrico muito forte, onde átomos de metal gasoso são excitados na companhia de neon.
Mesmo com uma ligação covalente (ou iônica), alguns químicos não se preocupam em considerá-los compostos verdadeiros; e, portanto, o neon continua a ser um elemento nobre e inerte visto de todos os lados "normais"..
O átomo de néon pode ser visualizado como uma esfera quase compacta devido ao seu pequeno tamanho e à grande carga nuclear efetiva de seus dez elétrons, oito dos quais são elétrons de valência, de acordo com sua configuração eletrônica:
1sdois2sdois2 P6 ou [He] 2sdois2 P6
Assim, o átomo de Ne interage com seu ambiente usando seus orbitais 2s e 2p. No entanto, eles são completamente preenchidos com elétrons, em conformidade com o famoso octeto de valência.
Não pode ganhar mais elétrons porque o orbital 3s não está energeticamente disponível; Além disso, também não pode perdê-los por causa de seu pequeno raio atômico e da distância "estreita" que os separa dos dez prótons no núcleo. Portanto, este átomo ou esfera de Ne é muito estável, incapaz de formar ligações químicas com praticamente qualquer elemento..
São esses átomos de Ne que definem a fase gasosa. Por ser muito pequena, sua nuvem eletrônica é homogênea e compacta, difícil de polarizar e, portanto, de estabelecer momentos dipolares instantâneos que induzam outros em átomos vizinhos; ou seja, as forças de dispersão entre os átomos de Ne são muito fracas.
Por isso a temperatura deve cair para -246 ºC para que o neon passe do estado gasoso ao líquido..
Uma vez nessa temperatura, os átomos de Ne estão próximos o suficiente para que as forças de dispersão os unam em um líquido; que embora aparentemente não seja tão impressionante quanto o fluido quântico de hélio líquido e sua superfluidez, tem um poder de resfriamento 40 vezes maior que este.
Isso significa que um sistema de resfriamento de néon líquido é 40 vezes mais eficiente do que um de hélio líquido; esfria mais rápido e mantém a temperatura por mais tempo.
A razão pode ser porque, mesmo com os átomos de Ne sendo mais pesados do que He, os primeiros se separam e se dispersam mais facilmente (aquecem) do que os segundos; mas suas interações são tão fracas durante suas colisões ou encontros, que novamente desaceleram (esfriam) rapidamente.
Quando a temperatura cai ainda mais, para -248 ° C, as forças de dispersão se tornam mais fortes e mais direcionais, agora capazes de ordenar que os átomos de He cristalizem em um cristal cúbico de face centrada (fcc). Este cristal de hélio FCC é estável sob todas as pressões.
O néon é o quinto elemento químico mais abundante em todo o Universo. Devido à sua falta de reatividade, alta pressão de vapor e massa leve, escapa da atmosfera terrestre (embora em menor grau que o hélio), e pouco se dissolve nos mares. É por isso que aqui, no ar da Terra, mal tem uma concentração de 18,2 ppm por volume..
Para que a referida concentração de néon aumente, é necessário baixar a temperatura para a vizinhança do zero absoluto; condições apenas possíveis no Cosmos, e em menor grau, nas atmosferas geladas de alguns gigantes gasosos como Júpiter, nas superfícies rochosas de meteoritos ou na exosfera da Lua.
Sua maior concentração, entretanto, está nas novas ou supernovas distribuídas por todo o Universo; bem como nas estrelas de onde se originam, mais volumosas que o nosso Sol, dentro das quais se produzem átomos de néon, produto de uma nucleossíntese entre o carbono e o oxigênio..
Embora sua concentração seja de apenas 18,2 ppm no ar, é o suficiente para obter alguns litros de neon de qualquer espaço doméstico.
Assim, para produzi-lo, é necessário liquefazer o ar e, em seguida, fazer uma destilação fracionada criogênica. Dessa forma, seus átomos podem ser separados da fase líquida composta de oxigênio e nitrogênio líquidos..
O isótopo mais estável do néon é vinteNe, com abundância de 90,48%. Ele também tem dois outros isótopos que também são estáveis, mas menos abundantes: vinte e umNe (0,27%) e 22Ne (9,25%). O resto são radioisótopos, e no momento quinze deles são conhecidos no total (15-19Ne e Ne23-32).
O néon é um gás inofensivo em quase todos os aspectos possíveis. Devido à sua reatividade química nula, não interfere em nenhum processo metabólico e, assim como entra no corpo, sai sem ser assimilado. Portanto, não tem efeito farmacológico imediato; embora tenha sido associado a possíveis efeitos anestésicos.
É por isso que, se houver um vazamento de neon, não é um alarme preocupante. Porém, se a concentração de seus átomos no ar for muito alta, ele pode deslocar as moléculas de oxigênio que respiramos, o que acaba causando asfixia e uma série de sintomas a ela associados..
No entanto, o néon líquido pode causar queimaduras de frio ao entrar em contato, portanto, não é aconselhável tocá-lo diretamente. Além disso, se a pressão em seus recipientes for muito alta, uma fissura abrupta pode ser explosiva; não pela presença de chamas, mas pela força do gás.
O néon também não representa um perigo para o ecossistema. Além disso, sua concentração no ar é muito baixa e não há problema em respirá-lo. E o mais importante: não é um gás inflamável. Portanto, ele nunca vai queimar, não importa quão altas sejam as temperaturas..
Conforme mencionado, as luzes de néon vermelhas estão presentes em milhares de estabelecimentos. A razão é que é necessária apenas uma baixa pressão do gás (~ 1/100 atm) para que ele possa produzir, na descarga elétrica, sua luz característica, que também tem sido colocada em anúncios de diversos tipos (publicidade, sinalização rodoviária, etc. ).
Os tubos cheios de néon podem ser feitos de vidro ou plástico e assumir todos os tipos de formatos ou formas.
O néon é um gás muito importante na indústria eletrônica. É utilizado para a fabricação de lâmpadas fluorescentes e de aquecimento; dispositivos que detectam radiação ou altas tensões, cinescópios de televisão, contadores de gêiser e câmaras de ionização.
Junto com o hélio, a dupla Ne-He pode ser usada para dispositivos a laser, que projetam um feixe de luz avermelhada.
Embora seja verdade que o néon não pode formar nenhum composto, descobriu-se que sob altas pressões (~ 0,4 GPa) seus átomos ficam presos no gelo para formar clatrato. Nele, os átomos de Ne estão confinados a uma espécie de canal limitado por moléculas de água, e dentro do qual podem se mover ao longo do cristal.
Embora no momento não haja muitas aplicações potenciais para este clatrato de néon, no futuro ele pode ser uma alternativa para seu armazenamento; ou simplesmente, servir de modelo para aprofundar a compreensão desses materiais congelados. Talvez, em alguns planetas, o néon esteja preso em massas de gelo.
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