Neon
Il neon o neo[1] (dal greco: νέον, néon[2]: "nuovo"[3]) è un elemento chimico della tavola periodica degli elementi, che ha come simbolo Ne e come numero atomico 10. È un gas nobile quasi inerte e incolore[4], in grado di produrre una fluorescenza rossastra, usata nelle lampade dette, appunto, "al neon". È presente in tracce nell'aria (circa lo 0,007%).
| Neon | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Aspetto | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Generalità | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nome, simbolo, numero atomico | neon, Ne, 10 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Serie | gas nobili | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gruppo, periodo, blocco | 18 (VIIIA), 2, p | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Densità | 0,8999 kg/m³ a 273 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configurazione elettronica |  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Termine spettroscopico | 1S0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Proprietà atomiche | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Peso atomico | 20,1797 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Raggio covalente | 69 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Raggio di van der Waals | 154 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configurazione elettronica | [He]2s22p6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| e− per livello energetico | 2, 8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stati di ossidazione | 0 (sconosciuto) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Struttura cristallina | cubica | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Proprietà fisiche | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stato della materia | gassoso (non magnetico) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto di fusione | 24,56 K (−248,59 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto di ebollizione | 27,07 K (−246,08 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto critico | −228,74 °C a 2,76 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume molare | 13,23×10−3 m³/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Entalpia di vaporizzazione | 1,7326 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Calore di fusione | 0,3317 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Velocità del suono | 435 m/s a 273,15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Altre proprietà | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Numero CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Calore specifico | 103 J/(kg·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conducibilità termica | 0,049,3 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Energia di prima ionizzazione | 2 080,7 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Energia di seconda ionizzazione | 3 952,3 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Energia di terza ionizzazione | 6 122 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Energia di quarta ionizzazione | 9 371 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Energia di quinta ionizzazione | 12 177 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Energia di sesta ionizzazione | 15 238 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Energia di settima ionizzazione | 19 999 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Energia di ottava ionizzazione | 23 069,5 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotopi più stabili | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| iso: isotopo NA: abbondanza in natura TD: tempo di dimezzamento DM: modalità di decadimento DE: energia di decadimento in MeV DP: prodotto del decadimento | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Caratteristiche chimico-fisiche
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Il neon è il secondo per leggerezza tra i gas nobili, emette un'incandescenza rosso-arancio in un tubo a scarica e possiede allo stato liquido una capacità di refrigerazione 40 volte superiore a quella dell'elio liquido e 3 volte superiore a quella dell'idrogeno liquido. In molte applicazioni è un refrigerante meno costoso dell'elio. Il neon possiede la scarica più intensa tra tutti i gas rari.
Storia del neon
modificaUna fortuita scoperta del neon, avvenuta nel 1675, fu alla base delle lampade a scarica: l'astronomo francese Jean Picard osservò una debole luce alla sommità di un tubo di vetro che costituiva l'estremità di un barometro a mercurio. L'elettricità statica ionizzava le molecole di mercurio presenti nella cavità superiore, satura di vapori. Quando i fondamenti dell'energia elettrica furono scoperti, si poté dare una spiegazione al fenomeno e classificarlo come scarica in un gas ionizzato, da cui sarebbe discesa una intera tipologia di lampade ancora diffuse nel mondo della illuminazione.
Il gas neon venne ufficialmente scoperto a Londra nel 1898 da William Ramsay e Morris Travers.[5]
L'ingegnere chimico Georges Claude espose al pubblico la prima lampada al neon nel 1910, a Parigi.
In seguito, fu scoperto un metodo di estrazione economico del neon dall'aria che rese possibile la messa in commercio delle lampade su vasta scala. Nel 1912 Jacques Fonseque, socio di Claude, vendette la prima insegna ad un negozio di barbiere; nel 1913 l'insegna "CINZANO" – con lettere alte un metro ciascuna – fu posta in bella vista sugli Champs-Elysees.
Disponibilità
modificaIl neon è un gas raro monoatomico che si trova nell'atmosfera terrestre in misura di 1 parte su 65 000[5] e viene prodotto attraverso il sopraraffreddamento e la distillazione frazionata dell'aria.[5]
Composti
modificaAnche se ai fini pratici il neon è un elemento inerte,[5] in laboratorio sono stati ottenuti suoi composti chimici con il fluoro.[5] Non si sa se alcuni di questi composti esistano in natura, ma alcuni indizi suggeriscono di sì.[5] Gli ioni, Ne+, (NeAr)+, (NeH)+, e (HeNe+) sono stati impiegati nelle ricerche nel campo dell'ottica e della spettrometria di massa.[5] Inoltre il neon forma un idrato instabile.[5]
Isotopi
modificaIl neon ha tre isotopi stabili: Ne-20 (90,48%), Ne-21 (0,27%) e Ne-22 (9,25%). L'Ne-21 e l'Ne-22 sono nucleogenici e le loro variazioni sono ben comprese. Per contro, l'Ne-20 non è ritenuto nucleogenico e le cause della sua variazione sulla terra sono state ampiamente discusse. Le principali reazioni nucleari che generano isotopi di neon sono l'emissione di neutroni, il decadimento alfa di Mg-24 e Mg-25, che producono rispettivamente Ne-21 e Ne-22. le particelle alfa sono derivate dalla catena di decadimento dell'uranio, mentre i neutroni sono prodotti principalmente da reazioni secondarie di particelle alfa. Il risultato netto porterebbe a una tendenza a rapporti più bassi per il Ne-20/Ne-22 e più alti per il Ne-21/Ne-22 di quelli osservati in rocce ricche di uranio quali il granito. L'analisi isotopica delle rocce terrestri esposte ha dimostrato una produzione cosmogenica di Ne-21. Questo isotopo viene generato da reazioni di spallazione di sodio, silicio e alluminio. Analizzando tutti e tre gli isotopi, la componente cosmogenica può essere ottenuta dal neon magmatico e da quello nucleogenico. Questo fatto suggerisce che il neon può essere utile nella determinazione dell'età di esposizione cosmica delle rocce superficiali.
Similarmente allo xeno, i contenuti di neon osservati in campioni di gas vulcanici sono ricchi di Ne-20, così come di Ne-21 nucleogenico, relativamente al contenuto di Ne-22. I contenuti di detti isotopi in questi campioni rappresentano una sorgente non atmosferica di neon. I componenti ricchi di Ne-20 sono attribuiti alle componenti di gas rari primordiali sulla terra, probabilmente dovuti a neon solare. Un'elevata abbondanza di Ne-20 si è anche riscontrata nei diamanti, suggerendo ulteriormente una riserva di neon solare sulla terra.
Applicazioni
modificaLe lampade al neon sono generalmente piccole e la maggior parte funziona tra 100 e 250 volt.[6] Sono state ampiamente utilizzate come indicatori di accensione e nelle apparecchiature di test dei circuiti, sostituiti dai diodi a emissione di luce (LED). Questi semplici dispositivi al neon sono stati i precursori dei display al plasma e degli schermi al plasma.[7][8] Le insegne al neon funzionano con tensioni molto più elevate (2-15 kV) e i tubi luminosi sono di solito lunghi anche alcuni metri.[9] Il tubo di vetro viene spesso modellato in forme e lettere per la segnaletica, come pure per applicazioni architettoniche e artistiche.
Quando viene attivato tramite scariche elettriche, il neon emette una caratteristica luce rosso-arancione, ampiamente usata nelle insegne pubblicitarie.[5][10] Il termine "neon" viene normalmente usato per indicare questo tipo di luci, anche se in realtà diversi gas vengono utilizzati per ottenere i vari colori. Per esempio l'argon produce una tonalità color lavanda o blu.[11] Nel 2005 erano disponibili oltre cento colori.[12]
Utilizzi:
- valvole temonioniche,
- indicatori ad alta tensione,
- limitatori di sovratensione,
- ondametro,
- lampade al neon,
- parascintille,
- tubi a raggi catodici televisivi.
Neon ed elio sono utilizzati nei laser a gas.[5] Miscele di gas che includono neon ad elevata purezza vengono utilizzate nei laser per la fotolitografia nella fabbricazione dei dispositivi a semiconduttore.[13] Il neon in forma liquefatta viene utilizzato commercialmente come refrigerante criogenico in applicazioni che non richiedono le temperature più basse ottenute con la refrigerazione dell'elio liquido.[5]
Note
modifica- ^ "neon" nel vocabolario Treccani, su treccani.it. URL consultato il 2 maggio 2016.
- ^ Genere neutro
- ^ Neon, su web.archive.org, 14 marzo 2007. URL consultato il 2 febbraio 2024 (archiviato dall'url originale il 14 marzo 2007).
- ^ Proprietà del neon, su lenntech.it. URL consultato il 27 aprile 2022.
- ^ a b c d e f g h i j k (EN) Neon, su Thermopedia, 2 febbraio 2011.
- ^ (EN) Edward Bauman, Applications of Neon Lamps and Gas Discharge Tubes, Carlton Press, 1966.
- ^ (EN) Robert L. Myers, Display Interfaces: Fundamentals and Standards, John Wiley and Sons, 2002, pp. 69-71, ISBN 978-0-471-49946-6 (archiviato dall'url originale il 29 giugno 2016).
- ^ (EN) Larry F. Weber, History of the Plasma Display Panel, in IEEE Transactions on Plasma Science, vol. 34, n. 2, aprile 2006, pp. 268-278.
- ^ (EN) ANSI LUMINOUS TUBE FOOTAGE CHART (PDF), su Allanson, Toronto (archiviato dall'url originale il 6 febbraio 2011).
- ^ (EN) A Brief Summary of the Important Uses of Neon, su Science Struck.
- ^ (EN) How Do Neon Signs Have Different Colors?, su neonsign.com.
- ^ (EN) Marcus Thielen, Happy Birthday Neon!, in Signs of the Times, agosto 2005 (archiviato dall'url originale il 3 marzo 2012).
- ^ (EN) Low on gas: Ukraine invasion chokes supply of neon needed for chipmaking, su arstechnica.com, 3 aprile 2022.
Bibliografia
modifica- Francesco Borgese, Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico, Roma, CISU, 1993, ISBN 88-7975-077-1.
- R. Barbucci, A. Sabatini, P. Dapporto, Tavola periodica e proprietà degli elementi, Firenze, Edizioni V. Morelli, 1998 (archiviato dall'url originale il 22 ottobre 2010).
Altri progetti
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Collegamenti esterni
modifica- neon, su Treccani.it – Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
- (EN) neon, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
- Neon. La materia luminosa dell`arte, sul portale RAI Arte, su arte.rai.it.
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