Fakten über Neon

Das Gas, das Las Vegas zum Leuchten bringt, ist eines der Edelgase. Neon ist eines von sechs Elementen, die sich in der rechten Spalte des Periodensystems befinden und inert sind. Edelgase reagieren sehr unwillig, weil die äußerste Schale von Elektronen, die den Kern umkreisen, voll ist, was diesen Gasen keinen Anreiz gibt, Elektronen mit anderen Elementen zu tauschen. Infolgedessen gibt es sehr wenige Verbindungen, die mit Edelgasen hergestellt werden.

Wie seine Edelgaskameraden ist Neon geruchs- und farblos. Unter bestimmten Laborbedingungen kann Neon eine Verbindung mit Fluor bilden, ist aber ansonsten nicht reaktiv, so das Thomas Jefferson National Accelerator Laboratory.

Nur die Fakten

• Ordnungszahl (Anzahl der Protonen im Kern): 10
• Atomsymbol (im Periodensystem der Elemente): Ne
• Atomgewicht (durchschnittliche Masse des Atoms): 20,1797
• Dichte: 0,0008999 Gramm pro Kubikzentimeter
• Phase bei Raumtemperatur: Gas
• Schmelzpunkt: minus 415,46 grad Fahrenheit (minus 248,59 grad Celsius)
• Siedepunkt: minus 410,94 Grad Fahrenheit (minus 246,08 Grad Celsius)
• Anzahl der Isotope (Atome desselben Elements mit einer anderen Anzahl von Neutronen): 19
• Häufigste Isotope: Ne-20 (90,48 Prozent natürliche Häufigkeit), Ne-22 (9,25 Prozent natürliche Häufigkeit), Ne-21 (0,27 Prozent natürliche Häufigkeit)

Geschichte

Chemiker William Ramsay aus Schottland und Morris Travers aus England entdeckten Neon 1898, so Chemicool. Ramsay hatte zuvor Argon 1894 entdeckt und war der erste, der Helium 1895 isolierte. Aus den Positionen dieser Elemente im Periodensystem folgerte er, dass sich zwischen den beiden Edelgasen ein noch unbekanntes Element befand. Ramsay und Travers entdeckten schließlich Neon sowie Krypton und Xenon in einer Argonprobe. Die Chemiker erstarrten das Argon mit flüssiger Luft, verdampften dann das Argon und sammelten das austretende Gas. Sie führten eine Hochspannung durch die erste Probe des Gases, das sie gesammelt hatten, und stellten überraschenderweise fest, dass die Röhre mit dem Glas laut Chemicool hellrot glühte. Ramsay nannte das neu entdeckte Element Neon basierend auf dem griechischen Wort neos, was neu bedeutet.

Wer wusste?

• Neon ist laut dem Jefferson Laboratory das vierthäufigste Element im Universum.In der Erdatmosphäre macht Neon laut Chemicool nur etwa 0,0018 Prozent aus.Neon entsteht in Sternen mit großer Masse, wenn der Innendruck des Sterns groß genug ist, um Kohlenstoffatome zu Neonatomen zu verschmelzen, so das Berkeley Lab.
• Laut Minerals Education Coalition wird Neon hauptsächlich aus verflüssigter Luft gewonnen.Neon hat den kleinsten Temperaturbereich (2,6 Grad C oder 4,7 Grad F), für den es laut Chemicool eine Flüssigkeit ist.
• Neon bildet zusammen mit Helium, Argon, Krypton und Xenon die Gruppe der Edelgase. Dies sind die stabilsten und am wenigsten reaktiven Elemente aufgrund der vollen Valenzschalen (die äußere Schale hat die maximale Anzahl von Elektronen, zwei für Helium, acht für den Rest). Alle Edelgase leiten Elektrizität, leuchten auf, wenn ein Strom durch sie fließt, und sind geruchlos, farblos und einatomig (existieren als einzelne Atome).Aufgrund seiner relativen Inertheit bildet Neon laut Chemicool in der Natur keine bekannten stabilen Verbindungen.
• Es gibt mehrere Forscher, deren Artikel in Nature und Foundations of Chemistry veröffentlicht wurden, die das Periodensystem neu anordnen wollen, um Helium neben Wasserstoff zu bewegen und Neon aufgrund der Eigenschaften als das leichteste der Edelgase zu fördern von Helium und der Anzahl der Elektronen in seiner äußeren Hülle.Obwohl Neon im Allgemeinen inert und ungiftig ist, ist es laut Lenntech auch als einfaches Erstickungsmittel bekannt. Beim Einatmen kann es zu Schwindel, Übelkeit, Erbrechen und Bewusstlosigkeit kommen. Der Tod kann durch Urteilsfehler, Verwirrung oder Bewusstlosigkeit verursacht werden.
• Laut dem Jet Propulsion Laboratory wurde Neon in den planetenbildenden Scheiben um junge Sterne entdeckt. Die Entdeckung des Neons in diesen Scheiben hilft Astronomen, den Gasgehalt um die jungen Sterne in verschiedenen Stadien ihrer Entwicklung zu verfolgen, um besser zu verstehen, wie Planeten entstehen.Wenn es verflüssigt wird, ist Neon ein wichtiges kryogenes Kältemittel, das laut der Royal Society of Chemistry mehr als das 40-fache der Kälteleistung pro Volumen als flüssiges Helium und mehr als das Dreifache der von flüssigem Wasserstoff hat.

Wie eine Leuchtreklame funktioniert

Die häufigste Verwendung des Gases ist in Leuchtreklamen, die eine jahrhundertelange Geschichte haben. Neonlichter wurden erstmals 1902 vom französischen Ingenieur Georges Claude entwickelt und erzeugen Licht, indem sie Neon oder Argon in einer versiegelten Glasröhre mit Elektrizität versorgen. Argon macht blaues Licht, und Neon macht das klare Orange-Rot, das in Leuchtreklamen bekannt ist, sagte Bill Concannon, ein Neonzeichenkünstler und Inhaber von Aargon Neon, einem Schilderladen in Crockett, Kalifornien.Andere Farben werden durch die Verwendung einer Vielzahl anderer Gase wie Argon, Quecksilber, Helium, Krypton und Xenon erzeugt, so das Edison Tech Center. Heute besteht die Mehrheit der Lichter, die Sie an vielen Orten sehen, wie auf dem Las Vegas Strip, aus Quecksilber und Argon und ist mit Leuchtstoffen gefärbt.Neonlichter, auch bekannt als Kaltkathoden-Leuchtstofflampen (CCFL), arbeiten, wenn Elektroden an jedem Ende einer mit Neon oder anderem fluoreszierenden Gas gefüllten Vakuumröhre einem Wechselstrom ausgesetzt werden, so das Edison Tech Center. Der Strom ionisiert die Atome, wodurch die Röhre mit freien Elektronen gefüllt wird. Wenn die ionisierten Atome ihre Elektronen zurückerobern, um neutral zu werden, wird sichtbares Licht freigesetzt, das den CCFL-Zeichen ihr farbiges Leuchten verleiht.

Aktuelle Forschung

Neonverhältnisse in Sternen

Astronomen untersuchen die Neonverhältnisse in der Sonne, um nicht nur unseren eigenen Stern, sondern auch andere Sterne in unserem Universum besser zu verstehen. Zwei Studien aus dem Jahr 2018 (Young und Brooks, et al.) gefunden auf arxivdiskutieren Sie die Bedeutung der Neonverhältnisse. Laut Young ist das Verhältnis von Magnesium zu Neon wichtig, um die Ionisationspotentiale in der Sonnenatmosphäre besser zu verstehen, während das Verhältnis von Sauerstoff zu Neon möglicherweise dazu beitragen könnte, die Menge an Neon in der Photosphäre der Sonne zu bestimmen. Und diese Verhältnisse zu kennen, nach Brooks, et al., kann Astronomen helfen, die Entwicklung von Sternen und möglicherweise die Sonnenzyklen des Sterns im Zentrum unseres Sonnensystems besser zu verstehen. Laut einer Pressemitteilung des Massachusetts Institute of Technology ist Neon – zusammen mit Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff — entscheidend für die Geschwindigkeit, mit der Energie von den Kernfusionsreaktionen im Sonnenkern zu seiner Oberfläche fließt. Die Geschwindigkeit, mit der die Energie fließt, hängt direkt von der Lage und Größe der Konvektionszone der Sonne ab.

Viele Elemente wie Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff können aufgrund ihrer spektralen Absorptionslinien direkt in der Sonne untersucht werden. Neon liefert jedoch keine brauchbaren Spektrallinien im sichtbaren Lichtbereich, so dass die Häufigkeiten des Elements basierend auf den Verhältnissen mit anderen abgeleitet werden. Die Mengen dieser Elemente in der Sonne basieren auf Messungen aus der Photosphäre, beispielsweise mit der Beobachtungsmethode von Young, oder aus der Korona während Finsternissen gemäß dem Artikel aus der Pressemitteilung von 2005.

Helium-Neon-Laser

Neon wird verwendet, um Helium-Neon-Laser herzustellen, die relativ kostengünstig sind. Eine elektrische Ladung regt das Neon an, und die Neonatome geben Licht ab, wenn sie in ihren neutralen Zustand zurückkehren, ähnlich wie Leuchtreklamen funktionieren, so die University of California, Santa Barbara. Spiegel konzentrieren das Licht in einen Laserstrahl. Frühe LaserDisc-Player verwendeten Helium-Neon-Laser, um die Discs zu lesen.

Schutz der Wasserversorgung

Im September 2014 berichteten Forscher, dass Trinkbrunnen in Pennsylvania und Texas durch schlecht versiegelte Brunnen mit Methan kontaminiert wurden und nicht durch die umstrittene Praxis des Hydraulic Fracturing, allgemein als „Fracking“ bezeichnet, bei dem Gestein gebrochen wird, um Öl und Erdgas freizusetzen. In der Zeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences sagte das Team von Geochemikern, dass sie Edelgase wie Neon und Argon an das Methan in Erdgas gebunden haben, um das Schurkenmethan zu verfolgen, weil Neon und Argon nicht reagieren und sich somit bewegen, unverändert, zusammen mit dem Erdgas.

Zusätzliche Berichterstattung von Stephanie Pappas, Live Science Contributor.