غاز النيون

تاريخ النشر : 26/03/2019 التعليقات :0 الاعجابات :0 المشاهدات :1048
المصمم munirah alassaf

المترجم أ.إيمان صيقل

يستخدم غاز النيون النادر في المقام الأول لإضاءة الأنابيب الزجاجية في الشاشات الإعلانية  وهو الغاز الذي جعل من لاس فيجاس مدينة لامعة وشهيرة – وهو واحد من ضمن ستة عناصر ، ينحصر في العمود الموجود في أقصى اليمين من الجدول الدوري ، هو غاز خامل. تتفاعل الغازات النادرة بشكل غير مرغوب فيه، لأن الغلاف الخارجي للإلكترونات التي تدور حول النواة ممتلئ، مما يعطي هذه الغازات حافزًا لتبديل الإلكترونات بعناصر أخرى. نتيجة لذلك، هناك عدد قليل جدًا من المركبات المصنوعة من الغازات النبيلة/النادرة.

 

ومثله مثل غيره من الغازات النبيلة النادرة ، فالنيون عديم الرائحة وعديم اللون.  وفي ظل ظروف مخبرية معينة، يمكن للنيون أن يشكل مركبًا يحتوي على الفلور، ولكنه غير متفاعل على الإطلاق، وفقًا لمعمل توماس جيفرسون الوطني.

 

الحقائق:


* العدد الذري (عدد البروتونات في النواة): 10
*  الرمز الذري (على الجدول الدوري للعناصر)Ne
* الوزن الذري (متوسط ​​كتلة الذرة): 20.1797
* الكثافة: 0.0008999 غرام لكل سنتيمتر مكعب

* المرحلة في درجة حرارة الغرفة: الغاز

* نقطة الانصهار: مطروحًا منه 415.46 درجة فهرنهايت (تحت الصفر 248.59 درجة مئوية)
* نقطة الغليان: مطروحًا منه 410.94 درجة فهرنهايت (مطروحا منه 246.08 درجة مئوية
* عدد النظائر (ذرات نفس العنصر مع عدد مختلف من النيوترونات): 19
* النظائر الأكثر شيوعًا: Ne-20 (90.48% وفرة طبيعية) ، Ne-22 Ne-22  وفرة طبيعية ، Ne-21 (0.27% وفرة طبيعية).

التاريخ:

اكتشف الكيميائي ويليام رامزي من اسكتلندا وموريس ترافرز من إنجلترا غاز النيون في عام 1898، وفقًا (لكيميكول) اكتشف رامزي في وقت سابق الأرجون في عام 1894 وكان أول من عزل الهليوم في عام 1895. ومن مواقع تلك العناصر على الجدول الدوري، استنتج أنه كان هناك عنصر غير معروف حتى الآن بين الغازات النبيلة.

 

وفي النهاية اكتشف رامزي و ترافرز غاز النيون، وكذلك كريبتون وزينون، في عينة الأرجون. قام الكيميائيون بتجميد الأرجون باستخدام الهواء السائل، ثم قاموا بتبخير الأرجون وجمعوا الغاز الذي انطلق. قاموا بتشغيل جهد كهربائي عالي في العينة الأولى للغاز الذي جمعوه ووجدوا أن الأنبوب الزجاجي قد توهج بلون قرمزي مشرق، وفقًا لما ذكره (كيميكول) وقد سماه رامزي غاز النيون وفقًا للكلمة اليونانية نيوس التي تعني الجديد.

 

 

ما الجديد؟

* النيون هو رابع أكثر عنصر وفرة في الكون، وفقا لمختبر جيفرسون.

* في الغلاف الجوي للأرض، يتكون النيون فقط من 0.0018 %، وفقًا (لكيميكول)

* ينشأ النيون في النجوم ذات الكتلة الكبيرة عندما يكون الضغط الداخلي للنجم كبيرًا بما يكفي لدمج ذرات الكربون في ذرات النيون، وفقا لمعمل بيركلي.

* وفقًا للتحالف التعليمي في مجال المعادن، يتم الحصول على النيون في المقام الأول من سيولة الهواء.

* يحتوي النيون على أقل درجة حرارة (2.6 درجة مئوية أو 4.7 درجة فهرنهايت) وهو سائل، وفقًا (لكيميكول)

* النيون، جنبًا إلى جنب مع الهيليوم، الأرجون، الكريبتون والزينون، تشكل المجموعة المعروفة باسم الغازات النبيلة. هذه هي العناصر الأكثر استقرارًا والأقل تفاعلًا بسبب وجود غلاف كامل التكافؤ (يحتوي الغلاف الخارجي على أقصى عدد من الإلكترونات، اثنان للهيليوم، ثمانية للباقي). جميع الغازات النبيلة تعمل بالكهرباء، تضيء عندما يمر التيار من خلالها، وهي عديمة الرائحة، عديمة اللون وذاتية (توجد كذرات فردية).

* بسبب الخمول النسبي، لا يشكل النيون أي مركبات مستقرة معروفة في الطبيعة، وفقًا (لكيميكول)

* هناك العديد من الباحثين الذين لديهم مقالات منشورة في الطبيعة وأسس الكيمياء، يرغبون في إعادة ترتيب الجدول الدوري لنقل الهيليوم إلى جانب الهيدروجين وتعزيز النيون ليكون أخف الغازات النبيلة بسبب خصائص الهليوم وعدد الإلكترونات في غلافه الخارجي.

* على الرغم من كونه خاملًا وغير سام بشكل عام، فإن النيون يسبب أيضًا الاختناق البسيط، وفقًا (لنتك). وعند الاستنشاق، قد يسبب الدوخة والغثيان والقيء وفقدان الوعي. قد يحدث الموت بسبب الارتباك أو فقدان الوعي.

* وفقاً لمختبر (جيت بروبلشن)، تم اكتشاف نيون في الأقراص المكونة للكوكب حول النجوم الشابة. يساعد اكتشاف النيون في هذه الأقراص الفلكيين على تتبع محتوى الغاز حول النجوم الشابة خلال مراحل مختلفة من تطوره من أجل فهم أفضل لكيفية تكون الكواكب.

* عندما سيولته، فإن النيون يصبح عبارة عن مبرد هام يحتوي على أكثر من 40 ضعفًا من سعة التبريد لكل وحدة من الهليوم السائل وأكثر من 3 أضعاف الهيدروجين السائل، وفقًا للجمعية الملكية للكيمياء.

 

سلوك النيون:

ينحصر الاستخدام الأكثر شيوعا للغاز في اشارات النيون، والتي لها تاريخ طويل يصل إلى القرن، وقد طور لأول مرة من قبل المهندس الفرنسي جورج كلود في عام 1902، وتعمل أضواء النيون على خلق الضوء عن طريق تطبيق الكهرباء على النيون أو الأرجون في أنبوب زجاجي مختوم. وقال بيل كونانون ، فني اشارات النيون وصاحب متجر آركون نيون ، وهو متجر لافتات في (كروكيت) بولاية كاليفورنيا ، إن الأرجون يصنع الضوء الأزرق، بينما يصنع النيون اللون البرتقالي والأحمر مثلما هو مألوف في إشارات النيون.

تنشأ ألوان أخرى من مجموعة متنوعة من الغازات الأخرى، مثل الأرجون والزئبق والهيليوم والكريبتون والزينون، وفقًا لمركز إديسون للتكنولوجيا، واليوم تصنع معظم الأضواء التي تراها في أماكن كثيرة، مثل شريط لاس فيغاس، مصنوعة من الزئبق والأرجون وملونة بالفسفور.

أضواء النيون، المعروفة أيضًا باسم مصابيح الفلورسنت الكاثود البارد (CCFL) ، تعمل عند تعرض الأقطاب الكهربائية في كل نهاية أنبوب لفراغ مملوء بالنيون أو بالغاز الفلوري الخاضع لتيار متناوب، وفقا لمركز اديسون للتكنولوجيا. بما إن الذرات المتأينة تستعيد الكتروناتها حتى تصبح محايدة، يتم إطلاق الضوء المرئي ويبرز علامات التوهج.


البحث الحالي:


نسبة النيون في النجوم:

يدرس الفلكيون نسب النيون في الشمس من أجل فهم أفضل ليس فقط لنجومنا ولكن أيضًا لنجوم أخرى في عالمنا، وقد ناقشت اثنين من الدراسات (التي وجدت في ارثف) التي نشرت في العام 2018 (يونغ وبروكس، وآخرون) أهمية نسب النيون، ووفقا لما ذكره (ينق)، فإن نسبة المغنيسيوم إلى النيون مهمة لفهم أفضل لإمكانات التأين في الغلاف الجوي الشمسي بينما يمكن أن تساعد نسبة الأكسجين إلى النيون في تحديد كمية النيون في المدار الضوئي للشمس.  زد على ذلك فإن التعرف على هذه النسب، يمكن أن تساعد علماء الفلك في فهم تطور النجوم ودورات الطاقة الشمسية المحتملة للنجم في مركز نظامنا الشمسي بصورة افضل.

وفقا لمقالة صحفية مقدمة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، فإن النيون – جنبا إلى جنب مع الكربون والأكسجين والنيتروجين -أمر حيوي بالنسبة إلى السرعة التي تتدفق بها الطاقة بسبب تفاعلات الاندماج النووي من قلب الشمس إلى سطحه. يرتبط معدل تدفق الطاقة بشكل مباشر  بموقع وحجم منطقة الحمل الحراري الشمسي.

 

يمكن دراسة العديد من العناصر، مثل الأكسجين والكربون والنيتروجين مباشرة في الشمس بسبب خطوط الامتصاص الطيفية. ومع ذلك، لا يعكس النيون أي خطوط طيفية قابلة للاستخدام في المدى المرئي من الضوء، لذلك تقل وفرة العنصر على أساس نسبته مقارنة بالآخرين، وتستند كميات هذه العناصر داخل الشمس على مقاييس مأخوذة من المدار الضوئي، مثل طريقة ملاحظة (يونغ)، أو من الهالات أثناء الكسوف وفقا لمقالة عام2005   وفقًا للبيان الصحفي.

ليزر الهيليوم-النيون:

يعمل النيون على صنع ليزر الهليوم-النيون، وهو رخيص الثمن نسبيا كما تعمل الشحنة الكهربائية على إثارة النيون، وتطلق ذرات النيون الضوء عندما تعود إلى حالتها المحايدة، على غرار الطريقة التي تعمل بها اشارات النيون، وذلك وفقًا لجامعة كاليفورنيا في (سانتا باربار).  تسهم المرايا في تركيز الضوء إلى شعاع الليزر. وقد استخدم مختصو اقراص الليزر في وقت مبكر ليزر الهليوم-النيون لقراءة الأقراص.

حماية إمدادات المياه:

في سبتمبر 2014، أفاد باحثون بأن آبار الشرب في ولاية بنسلفانيا وتكساس قد تلوثت بالميثان بخلاف الانشطة الهيدروليكية، والتي يطلق عليها عادة “التكسير”، حيث يتم تكسير الصخور لإنتاج النفط والغاز الطبيعي. وفي مجلة اكاديمية العلوم، قال فريق اختصاصي الجيوكيمياء إنهم ربطوا الغازات النبيلة، مثل النيون والأرجون، بالميثان في الغاز الطبيعي لتتبع الميثان الشاذ لأن النيون والأرجون لا يتفاعل، وبالتالي يتحركان جنبًا إلى جنب مع الغاز الطبيعي.
وتوجد تقارير إضافية صاغها ستيفاني باباس، اختصاصي العلوم الحية.

 

ترجمة:  أ/ايمان صيقل

Twitter  @nyl7chem

مراجعة: هلا الطريّف

Twitter @AlturaifHala

المصدر

Live Science: The Most Interesting Articles, Mysteries & Discoveries


شاركنا رأيك طباعة