NEON

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

H

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

14

15

16

17

He

Li

Be

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

C

N

O

F

Ne

Na

Mg

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Al

Si

P

S

Cl

Ar

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

Rb

Sr

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

Cs

Ba

La

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

Fr

Ra

Ac

Rf

Bh

Sg

Hs

Mt

?

?

?

?

 

?

 

 ?

 

 

 

 

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

 

 

 

 

Th

Pa

U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr

 

Ne, atomnr. 10, molvekt 20,1797 g, elektronkonfigurasjon: (He)+2s2-2p6, smeltepunkt -248,67 C, kokepunkt -246,048 C, tetthet 0,89990 g/l (1,207 g/cm3 ved kokepunktet). Neon hører til gruppe 18 i det periodiske systemet (også benevnt 8a eller VIII eller 0 eller hovedgruppe 8 og kjent som edelgassene), og har (1981) 13 kjente isotoper hvorav tre, 20, 21 og 22 er stabile og forekommer i naturen. De andre er radioaktive, med halveringstider på fra noen få minutter og nedover.

HISTORIE
J.C. "Swingin' in the City" Briggs turned towards his lady, grabbed her in the hand, walked through the door, stepped into the street, blinked against the flashing neon signs....

Som et skinnende bånd løp elven Clyde gjennom industribyens forsteder i den høstkalde kveldsstemningen. Fru Ramsay var i fødselsveer. Hun var over 40 år gammel, og ektemannen, som var like gammel, spankulerte bekymret fram og tilbake foran barselrommet, mer bekymret enn fedre vanligvis er i slike stunder. De hadde giftet seg året før, og kunne Herren krone deres kjærlighet med en sønn ville han bli lykkeligere enn det var mulig å tenke seg. Da skulle han aldri belaste sin elskede med denne påkjenningen mer. Og sønnen skulle ride på rosenblader gjennom livet. Året var 1852. Måneden var oktober.

Den våte Avon fløt stille gjennom Bristol og tømte seg i Bristolkanalen før den fløt ut i Atlanteren. På universitetscolleget ved byens universitet holdt en mann på med å klargjøre et utladningsrør. Han hadde fylt det med en gass han ville ta spekteret til for å se om han kunne finne noen linjer av et ukjent grunnstoff i det. Mannen var atletisk bygget, med et aristokratisk, smalt ansikt, velpleid, kort skjegg og bart, med et gemyttlig glimt i øyet og en varm, rund, fulltonende stemme. Det var William Ramsay. Året var 1898. Måneden juli.

J.C. Briggs watched the rainy street shining with yellow sodium and blue mercury. Saw the red neon reflecting in his lover's eyes. Some truth was shining there. He turned away from her and wiped some water from his face...

Allerede Henry Cavendish i 1785 hadde funnet ut at det ble igjen en rest som han mente ikke oversteg 1/120 av luftas volum når han oksyderte alt nitrogenet med gnister og førte det vekk som nitrat. Og da Lord Rayleigh målte tettheten til nitrogen litt over hundre år senere merket han til sin forundring at nitrogenet han fikk fra lufta var en halv prosent tyngre enn det han fremstilte fra ammoniakk. Så da Ramsay fikk lov å eksperimentere på luftnitrogenet hans og hadde absorbert vekk alt som overhodet kunne reageres med noe var det fortsatt en porsjon igjen som på spektroskopet viste ukjente linjer og som fikk navnet argon, det trege. Han tenkte også på å kalle det krypton, det skjulte, men det navnet fikk han spare til siden.

J.C. Briggs sat on a chair, ate a Big Mac, slushed down some beer, winked to his lady, fought back some fear...

Tilsynelatende var det ikke plass til argon i det periodiske systemet slik man kjente det da, men Lecoq de Boisbaudran plasserte det sammen med jern- og platinametallene og mente at det kunne eksistere en hel familie av ureaktive gasser øst for de opptil syvverdige halogenene slik jern- og platinametallene lå øst for det opptil syvverdige mangan, som da man den gang ikke skilte mellom hoved- og bigrupper ble gruppert sammen med halogenene. Og allerede året etter fikk familien et nytt medlem da Ramsay og Crookes fant en treg gass i et uranmineral som han ville kalle krypton, men som viste seg å være Lockyers mystiske helium, stoffet som til da bare hadde vært sett på Sola.

J.C. wiped sweat away from his exterior and let the solar heat fall heavily on his despair. Somewhere something moved, and he took the wheel of his car a few blocks down the street to spend some cash in a few stores, carrying heavy loads until he choked and there was nothing there to support him.....

Dette startet en jakt på flere medlemmer av den samme familien. Ramsays assistent Morris William Travers spilte en stor rolle i denne jakten. Ramsay tenkte nå at det neste medlemmet i serien måtte ha en atomvekt mellom fluor og natrium, og planla nå å destillere av kryptonet sitt fra en femten liters argonprøve han hadde skaffet seg. Men til denne jobben trengte de øvelse, og en gave på en liter flytende luft fra Dr. William Hampson var nyttig til dette. Det siste de gjorde før de gikk igang med argonet var å åpne luftbeholderen og la alle de lette gassene koke av. Da de tok spekteret til den tunge resten viste det seg å være en ny gass, som endelig fikk navnet krypton. Måneden var mai. Det var mildt, og fuglene sang på kvistene.

J.C. banged some balls into a net, flung a dime to a street fiddler, sprayed some ink on a wall, smashed a fist into a face, turned some corners, thought he had some friends, went into a joint and a piece of aluminum foil....

Men dette kryptonet befant seg mellom brom og rubidium, ikke mellom fluor og natrium som Ramsay og Travers hadde tenkt. Og for å finne den lettere gassen krystalliserte de tre liter argon ved å omgi det med flytende luft som kokte under redusert trykk. Så lot de argonet tine og koke og samlet opp den delen som destillerte av først. Den letteste fraksjonen av alle...

and J.C. Briggs he ate some meat, nothing ate him...

Og måneden var juli, og Avons vann klukket over bryggepælene i de lyse kveldene. Men nettene var ennå mørke. For i laboratoriet sto ennå Sir William Ramsay og preparerte røret sitt. Han skulle snart få seg en overraskelse. Og sivilisasjonen hans skulle få en rød glød å fylle natten med.

'It was a sight to dwell upon and never to forget,' skrev Morris William Travers. 'The blaze of crimson light from the tube told its own story. For the moment, the actual spectrum of the gas did not matter in the least, for nothing in the world gave a glow such as we had seen.'

Two bicycles slipped silently past each other. A car shattered rattlingly against a lamp-post. Five blocks away a fire had broken out and someone was sick and while love was made little bags changed owners, fingers held triggers, red drops trickled from holes. J.C. Briggs chased frantic night screeching before him and paraded down flaming red city streets with his lady, finding her ways something endurable.

Ved den vaskende Clyde der Gildas en gang virket og ved den våte Avon satt to tretten år gamle gutter, den ene var den andres far. William Ramsay var deres navn, og lyse hoder hadde de. Thus quoth wee Willie to his daddee: "What are you going to call the new gas, dear father of mine?" And to show his Latin off, he added this: "If I may say so, I should like to call it novum." "Nay, nay, my son," the elder Clydish Willie said, "it novum cannot be, with such relations as it has, it must be something greek, you see."

"But," he added, "with your permission, master William, I shall name it neon, which in greek is exactly what you said." The permission was granted.

J.C. Briggs looked penetratingly into an eye, and behind the reflection of discharge tube flashes, he found some truth there.

Neon er altså gresk, nøytrum av néos 'ny,ung' fra indoeuropeisk neuos- 'det nye' som gjennom latin novus har kommet til oss i ord som nova og innovasjon. Av det indoeuropeiske neuos- kommer neuio- 'ny' som på germansk ble til neuja, norrønt nyr og norsk ny. Neuos- er også stamform til det indoeuropeiske nu- 'nå' som på germansk var nu-, på norrønt nú og norsk nå, no og nu. Neuos- har også sammenheng med e-neuen, enun eller neun som på indoeuropeisk betyr '9' og på germansk var newun, på norrønt niu og på norsk ni. Det greske néos er forøvrig også brukt i grunnstoffnavnet neodym.

GEOLOGI
Neon er et sjeldent grunnstoff på Jorda. I den faste, øvre jordskorpen og atmosfæren til sammen utgjør den ikke mer enn 0,0000005 masse-%, og ligger på 76. plass av de 83 grunnstoffene som forekommer selvstendig i naturen. I atmosfæren er neon den nest hyppigste av edelgassene og utgjør 0,0018 % av den tørre luftens volum ved havoverflaten. Siden neon er lettere enn atmosfærens hovedbestanddeler øker hyppigheten med høyden, og på flere hundre kilometers høyde er prosenten oppe i 0,05 før den begynner å avta i konkurranse med hydrogen og helium.

Men neon er ikke noe sjeldent grunnstoff i universet. En typisk verdi som oppgis er 0,007 % av atomene, fullt ut sammenliknbart med naboene C (0,03 %), O (0,05 %), Mg (0,003 %) og Si (0,004 %), for ikke å nevne de odde naboene F (0,0001 %) og Na (0,0002 %). Årsaken til den lave hyppigheten her på Jorda er at så godt som alt neonet samlet seg i atmosfæren da de tyngre stoffene fortettet seg til den steinkjernen vi trår på idag. Og da kjernereaksjonene i Solen startet skjedde det med et voldsomt blaff som blåste av alle gassene i den opprinnelige atmosfæren, som liknet den til de ytre planetene. Alt neonet som eksisterer i atmosfæren idag stammer fra den lille fraksjonen som var blandet i Jordas steinkjerne fra begynnelsen.

Naturlig neon er en blanding av de tre isotopene 20 (90,51 atom-%), 21 (0,27 %) og 22 (9,22 %). Det utvinnes idag bare av luft, men har også blitt påvist i visse vulkanske utgassinger, bl.a. i fumaroler ved Napoli i Italia.

KJEMI
Neon er en enatomig gass uten farge, lukt eller smak. Den er lettere enn luft og kan brukes i ballonger, men har ikke samme bæreevne som hydrogen og helium. Neon er tungt løselig i vann. En liter vann kan ikke oppta mer enn 14,7 ccm neongass. Neon ligger ganske nær en ideell gass i oppførsel og har et meget lavt koke- og frysepunkt. Bare hydrogen og helium har lavere. Frossent neon krystalliserer i en kubisk flatesentrert struktur. Som andre lette gasser leder neon varme relativt godt, men betydelig dårligere enn hydrogen og helium og de fleste metaller.

Neon har få kjemiske egenskaper, og unngår med stahet å danne forbindelser med andre grunnstoffer. Et fluorid har vært påvist bare med høy grad av usikkerhet. I ionisasjonskamre i massespektrometre og under andre ekstreme betingelser har det latt seg gjøre å påvise dannelsen av molekylære ioner som Ne2+, (NeAr)+, (NeH)+, (HeNe)+ og også noe så rart som Ne2-, altså et neonion med elektronstrukturen til magnesium. Ved høye trykkbetingelser har det lykkes å frembringe et hydrat av sannsynlig formel Ne(H2O)6, som holdes sammen av van der Waals'ke krefter.

Analyse:

Neon har et veldig karakteristisk spektrum med mange sterke linjer i rødt, en i gult og flere svakere i grønt og fiolett, så spektralanalyse er velegnet. Evnen til å motstå kjemiske påvirkninger kan også benyttes til å skille det fra andre komponenter i prøven som skal analyseres. De fleste andre komponentene har noe de reagerer med ved alminnelige eller høye temperaturer.

Fremstilling:

Over luft som fortettes ved å kjøles med flytende nitrogen vil det være en rest som hovedsakelig består av neon og helium pluss nitrogenrester. For å få minst mulig nitrogen i resten lønner det seg å sette luften under et overtrykk mens det er et undertrykk over nitrogenet. Dette kan f.eks. gjøres ved å sette luftbeholderen ned i karet med nitrogenet, lukke dette og ved hjelp av et stempel redusere volumet i det indre karet mens det i det ytre da økes. Den flytende luften tappes så av og gassen renses for helium ved å føres gjennom et filter av aktivt kull som også er kjølt ned med flytende nitrogen. Helium er det eneste som kommer igjennom det filteret, og de andre gassene frigjøres igjen ved oppvarming. Oksygen kan fjernes ved å tilføre hydrogen i overskudd og tenne på. Det skal ikke være så mye oksygen igjen at det medfører eksplosjonsfare. Det overskytende hydrogenet fjernes ved å oppvarme det over kobber(II)oksyd, hvorpå gassen tørkes med et egnet middel, f.eks. ved å boble den gjennom svovelsyre. Nitrogenet kan så fjernes ved å reagere det med natrium under oppheting.

Demontrasjonsforsøk:

Har man klart å skaffe seg en prøve av gassen på ovenstående måte kan det passe godt å tappe en liten mengde av den over i et utladningsrør som på forhånd er pumpet lufttomt. Merk at det ikke skal brukes mye. Det skal fortsatt være et ganske godt vakuum i røret - noen få tusendeler av en atmosfæres trykk er nok. Når strømmen settes på får man da den berømte røde neon-gløden. En spenning på ca. 3-6000 V er nødvendig. Neonlamper kan selvsagt også demonstreres hvis man ikke har lagd dem selv, og f.eks. spekteret kan fremvises med en passende anordning.

Neonforbindelser:

Neonhydrat. Fremstilles ved å utsette en løsning av neon i vann for høyt trykk. Dette er et klatrat, eller inneslutningsforbindelse, som ikke holdes sammen av ioniske eller kovalente bindingskrefter, men av romlige forhold, fordi neonatomer er innestengt i et gitter av hydrogenbindinger og vanlige H-O-H-bindinger. Dette gitteret likner ikke krystallgitteret i vanlig is, men er tilpasset plasseringen av neonatomene. Forbindelsen er ustabil og kan ikke eksistere under vanlige trykk- og temperaturforhold.

BIOLOGI
Neon er til stede i den lufta du puster inn. Den opptas lett i lungene dine og sirkulerer i blodet ditt, men uten å foreta seg noe særlig, og skilles like lett ut igjen samme vei som den kom. Også planter forholder seg på samme måten til neon.

UTNYTTELSE
Neon er mest av alt berømt for sin bruk i belysningsteknikken. Et neonrør er et nesten lufttomt rør med et lite innhold av neonatomer som eksiteres som i en flamme ved at elektronene som strømmer nesten uhindret gjennom røret treffer dem. Et rør med neongass gir en vakker oransjerød farge. Andre farger kan fås ved forskjellige tilsetninger. Så lite som 0,01 % kvikksølvdamp gir gassen et varmt, blått lys. Er glasset i røret gulfarget blir fargen grønn. Neonet som brukes i rørene er ofte biprodukt etter fremstilling av flytende luft og inneholder da ca. 1/4 helium. Også andre tilsetninger av edelgasser brukes. Neonrør brukes foruten til belysning også som høyspenningsindikatorer.

Neon brukes også som lysgiver i lasere og som inert atmosfære i lysrør, i geigertellerrør, i ioniseringskamre, scintillasjonstellere m.m.

En stadig viktigere anvendelse er som kjølemiddel, da flytende neon har en kjøleevne som pr. vektenhet er 40 ganger større enn helium og 3 ganger større enn for hydrogen.

Neon kan også brukes som lufttilsetning for dykkere i stedet for helium, da den ikke fordreier stemmen på samme måte og har mindre varmeledningsevne, så varmetapet til omgivelsene blir mindre.

Hovedkilder:

Prof.dr.phil. Haakon Haraldsen (Asch.konv.leks.5.utg.b.14)
CRC Handbook of Chemistry anf Physics, 57th ed. 1976-77.
Gunnar Hägg "Allmän och oorganisk kemi" Almqvist & Wiksell, Stockholm, 1966.
W. Seelmann-Eggebert, G. Pfennig, H. Münzel, H. Klewe-Nebenius Karlsruher Nuklidkarte, Institut für Radiochemie, Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH, 5. Auflage, Karlsruhe 1981.
Mary Elvira Weeks "Discovery of the Elements" 6. ed., Journal of Chemical Education, Easton, Pennsylvania, 1956.

:-) LEF