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氖(化学元素)

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氖(Neon)(旧译作氝,讹作氞),是一种化学元素,化学符号是Ne,原子序数10,是一种无色的稀有气体,把它放电时呈橙红色。氖最常用在霓虹灯之中。空气中含有少量氖。属零族元素,化学性质极不活泼

发现历史

英国化学家威廉·拉姆塞在发现氩和氦后发现它们的性质与已发现的其他元素都不相似,所以他提议在化学元素周期表中列入一族新的化学元素。他还根据门捷列夫提出的关于元素周期分类的假说,推测出该族还应该有一个原子量为20的元素。

在1896~1897年间,拉姆塞在特拉威斯的协助下,试图用找到氦的同样方法,加热稀有金属矿物来获得他预言的元素。他们试验了大量矿石,但都没有找到。最后他们想到了,从空气中分离出这种气体。但要将空气中的氩除去是很困难的,化学方法基本无法使用。只有把空气先变成液体状态,然后利用组成它成分的沸点不同,让它们先后变成气体,一个一个地分离出来。1898年5月24日拉姆塞获得英国人汉普森送来的少量液态空气。拉姆塞和特拉威斯从液态空气中首先分离出了氪。接着他们又对分离出来的氩气进行了反复液化、挥发,收集其中易挥发的组分。1898年6月12日他们终于找到了氖,元素符号Ne,来自希腊文Neos(新的)。

物理性质

氖为无色、无臭、无味的单原子气体,熔点24.55K(-248.6℃),沸点27.07K(-246℃),密度0.9002g/L(0℃,101.325kPa),溶解度10.5mL/L(293K),第一电离能2372kJ/mol。

氖元素通电后会发出橙黄色的光,在所有稀有气体中氖的放电在同样电压和电流情况下是最强烈的。

同位素

已知的氖的同位素共有11种,包括氖-17至氖-27,其中氖-20(90.48%)、氖-21(0.27%)、氖-22(9.25%)是稳定的。氖-21和氖-22是核分裂产物,它们的来源已经很清楚了。氖-20不是核分裂产物,对于其在地球上的丰度的来源有很激烈的争论。导致氖的核反应是镁-24和镁-25的中子发射和α衰变,其产物相应的是氖-21和氖-22。α衰变主要是从铀裂变系列来的,而中子则是α衰变的次级反应。总的来说这个反应系列导致低的氖-20:氖-22比例和在含铀岩石中(比如花岗岩)可以观察到的高的氖-21:氖-22比例。这个同位素是通过镁、钾、硅和铝的衰变导致的。通过对这三个同位素之间的比例的分析可以将宇宙部分的氖与岩浆里的氖和核反应产生的氖区分开来。这说明氖可能可以用来确定岩石和陨石的暴露时间。

火山气体中含的氖中氖20的成分比较高。这些地幔中的氖同位素与大气中的氖的来源可能不同。其中氖20的高含量可能来源于地球形成前,可能代表着太阳系的氖。金刚石中的氖20的含量也比较高,说明这个高含量可能的确来自于地球形成前太阳系星云的来源。 18Ne有一部分可发生双质子衰变,产生不稳定的2He(氦稳定同位素只有3He,4He两种[1]

参考文献

  1. 氖(化学元素), 360国学 ,