Neon là một nguyên tố trong bảng tuần hoàn hóa học, với những người không chuyên, khi nhắc đến định nghĩa này chắc hẳn sẽ nhớ đến những chiếc đèn với màu sắc rực rỡ, chói mắt rất đặc trưng. Trong hóa học, neon là một loại khí hiếm và chỉ trong một môi trường nhất định thì nó mới phát ra ánh sáng. Hãy cùng khám phá toàn bộ thông tin về nguyên tố đặc biệt này nhé.
Tổng quát về nguyên tố neon
Như đã biết, neon là một trong các nguyên tố hóa học mà ai cũng từng được học qua. Trong hóa học, chất này được ký hiệu bằng từ Ne, nguyên tử khối của nó là 10. Nguyên tố này là một chất khí không có màu, không có mùi. Có thể khẳng định, neon là một loại nguyên tố phong phú bậc nhất khi ở trong vũ trụ. Có nghĩa là trong vũ tính, tính bằng khối lượng thì nó khá nhiều, nhưng xét riêng trên Trái Đất thì nguyên tố này lại rất hiếm.
Neon có khả năng phát ra ánh sáng màu đỏ cam, tuy nhiên chỉ xuất hiện khi nó được đưa vào một ống phóng điện chân không. Hiện nay, nguyên tố này được sử dụng phổ biến trong các loại đèn, loại có điện áp thấp hơn nhiều so với các loại đèn khác.
Không chỉ thế, nguyên tố này còn được sử dụng trong một số vật dụng như ống chân không, chỉ số của điện áp cao hay các loại ống dùng để đo sóng và ống laser neon. Ngoài ra, chất khí này cũng được nhiều chuyên gia sử dụng trong môi trường lâm sàng với mục đích đánh dấu các dự đoán từ máy phân tích chuyên môn, trong lĩnh vực y học. Chất này cũng xuất hiện trong các buổi xạ trị ung thư.
Neon có tính chất vật lý như thế nào?
Tính chất vật lý của một chất chính là những đặc tính riêng của chất đó mà con người có thể nhìn thấy hoặc đo lường được mà không cần dùng đến phương pháp gì làm thay đổi bản chất của nó. Tại đây, tính chất vật lý của Ne sẽ tuân theo các tính chất nhất định của chất khí.
Chúng ta vẫn biết đến Ne là một nguyên tố khí, không có màu sắc cũng như không có mùi hương. Đặc biệt, Ne còn rất khó để hóa lỏng hay hóa rắn do kết cấu phân tử của nó. Một số tính chất khác như điểm sôi thấp nhất, Ne có thể đông đặc dưới áp suất cực kỳ cao. Cụ thể nhiệt độ để neon nóng chảy là -248,6 độ C và nhiệt độ để nguyên tố này sôi là -246 độ C.
Khi cho neon vào nước, nó chỉ tan rất ít, thay vào đó nếu bạn cho Ne vào benzen hay rượu etylic thì nó sẽ tan nhiều hơn. Khi này, độ tan của Ne sẽ là 20 độ C, tan 26ml/l. Có một số đặc điểm thú vị là neon lại dễ bị than hấp thụ vào dù đang ở nhiệt độ thấp. Khi nguyên tố Ne có trong ống điện, nó sẽ có màu đỏ.
Tính chất hóa học của Ne
Tính chất hóa học của một chất chính là đặc tính, bản chất của chất khi xuất hiện những phản ứng hóa học. Những đặc tính của chất sẽ trở nên rõ ràng hơn sau các phản ứng, qua đó nhìn thấy được cấu trúc bên trong của chất. Sau mỗi phản ứng, nguyên tố có thể sẽ có sự biến đổi chất.
Về nguyên tố neon, người ta xác định rằng nó là một loại “khí trơ”, theo đúng nghĩa đen. Ne trơ về mặt hóa học, dù cho nó vào với bất kỳ chất hóa học nào thuộc đơn chất và hợp chất thì nó cũng sẽ không phản ứng. Ne được xác định là một khí hiếm vì trên Trái Đất, khối lượng Ne cực kỳ ít và nó là một phi kim.
Thực chất, cho neon vào nước thì nó sẽ không tan và tan nhiều hơn chỉ một chút khi cho vào rượu, khi này Ne sẽ tạo nên một hợp chất là 8Ne.46H2O. Ngoài ra, hydrat của neon có cấu trúc là Ne.6H2O, hydrat này sẽ xuất hiện dưới tác động của áp suất cao và nhiệt độ thấp. Bên cạnh đó, cấu trúc của hydrat neon vô cùng kém bền.
Neon có trạng thái tự nhiên như thế nào?
Trong tự nhiên, neon thường được tìm thấy dưới dạng khí và phân tử của nó chỉ có một nguyên tử. Có thể tìm thấy neon trong khí quyển của Trái Đất nhưng với một lượng rất ít với thể tích 1,8.10-3 %. Nó cũng có thể được sản xuất từ không khí siêu lạnh từ nguồn không khí lỏng.
Vậy nguồn gốc của Ne từ đâu ra?
Trong tự nhiên, khối lượng neon rất ít. Vậy làm thế nào người ta tìm thấy nguyên tố này? Theo như ghi chép, cái tên của nguyên tố này có nguồn gốc từ từ “novum” và “neos” được viết bằng tiếng Hy Lạp. Dịch ra có nghĩa là “mới mẻ”. Hai nhà hóa học tên là William Ramsay và Morris W. Travers là người tìm ra chất “mới” này.
Neon đã xuất hiện trong một mẫu không khí mà họ thu được. Nhà hóa học đã cho các khí từ từ thoát ra và thực hiện những phản ứng hóa học để xác định đó là chất gì. Có các chất như nitơ, oxy, krypton và argon. Một hiện tượng đã xảy ra khi chất krypton mất đi, đó là có luồng ánh sáng đỏ nhè nhẹ xuất hiện. Ông xác định có một khí đã bị ion hóa và đó chính là neon. Cái tên này là do con trai của William Ramsay đặt.
Hợp chất của Neon là gì?
Như đã nói, neon là một nguyên tố trơ, nhưng trong điều kiện thí nghiệm, nguyên tố này lại có thể kết hợp với Flo để cho ra một hợp chất vô cùng “dị”. Bên cạnh đó, trong tự nhiên, các nhà khoa học cũng tìm thấy một số hợp chất có sẵn của neon như Ne+, (NeAr)+, (NeH)+ và (HeNe)+. Đây được xem là bước tiến mới trong khoa học và là một thành công đáng chú ý.
Sự thật thú vị về neon trong tự nhiên
Trạng thái tự nhiên của neon chính là trạng thái khí, trơ, không những thế lại còn hiếm. Nhưng nó chỉ hiếm trên Trái Đất mà thôi, trong vũ trụ tự nhiên, nguyên tố này có khối lượng khá nhiều. Thậm chí trên các ngôi sao cũng có sự xuất hiện của neon. Một số nơi trong tự nhiên có thể tìm thấy neon chính là kim cương, núi lửa và sản xuất từ không khí hóa lỏng. Nghe quá cũng có thể nhận định rằng để sản xuất ra Ne không hề rẻ.
Dù nguyên tố này có đắt thật, nhưng có một điều thú vị đó là các đèn neon lại đang được bán khá nhiều. Nếu thu gom hết các đèn từ neon tại một ngôi nhà ở Mỹ, bạn có thể thu về 10 lít khí Ne. Hiện nay, người ta đã sản xuất Ne đại trà để sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, chủ yếu là làm đèn.
Ứng dụng của nguyên tố Ne là gì?
Như đã nói, neon có khả năng phát ra ánh sáng màu cam đỏ, vì vậy nó được người ta sản xuất và sử dụng vô cùng rộng rãi trong ngành sản xuất đèn, biển quảng cáo. Từ đó, một loại khái niệm mới ra đời, chính là loại ánh sáng chói từ bóng đèn quảng cáo, người ta cũng gọi nó là “đèn neon” mặc dù chưa hẳn đèn đó đã có sự góp mặt của nguyên tố này.
Làm đèn chỉ thị có điện thế cao
Với những khu vực có điện thế cao, người ta cần đưa ra những biện pháp cảnh báo sao cho phù hợp và có hiệu quả nhất. Đó chính là khi màu sắc đặc trưng của Ne được sử dụng. Ánh sáng của đèn neon rất chói và có ánh hào quang nên có thể sáng kể cả trong sương mù.
Sử dụng Ne cho ống đo bước sóng
Với những tính chất vật lý và tính chất hóa học của neon, người ta đã sử dụng nguyên tố này để sản xuất chiếc máy đo bước sóng. Sự chuyển động của Ne trong ống đo sẽ cho hiển thị kết quả mà người dùng đang tìm kiếm.
Sử dụng trong cấu tạo tivi
Chắc hẳn rất ít người biết rằng trong tivi có một bộ phận gọi là ống tia âm cực. Chiếc ống này có tác dụng chứa nhiều súng điện tử, bắn các chùm electron vào màn hình để tạo ra những hình ảnh hiển thị trên màn hình đó. Trong ống tia âm cực có sử dụng một khối lượng nhất định neon.
Sản xuất laser khí
Có một số loại laser được gọi là laser khí, chúng có dòng điện được phóng qua môi trường có chứa chất khí, từ đó tạo ra ánh sáng laser. Vận dụng tính chất của neon, người ta đã sử dụng khí này để khi dòng điện đi qua thì nó sẽ phát ra ánh sáng đỏ cam như thường thấy. Bên cạnh Ne thì người ta có sử dụng thêm chất heli cho vật dụng này.
Sử dụng Ne để làm lạnh
Hiện nay, người ta sử dụng neon đã hóa lỏng để làm lạnh cấp tốc với nhiệt độ siêu thấp. Vì Ne hóa lỏng ở nhiệt độ âm, cực kỳ lạnh, mà nó lại có thể sử dụng nhiều lần, chỉ cần giữ neon ở nhiệt đó đó là được nên việc sử dụng nguyên tố này mang lại lợi ích kinh tế cho nhiều doanh nghiệp.
Tạo ra một kỷ nguyên với màu sắc mới
Chắc hẳn mọi người đã từng nghe qua định nghĩa “màu neon”, đó chính là chỉ những màu sắc có sắc tố chói, khác hẳn với các màu thông thường. Ví dụ như màu hồng neon sẽ chói hơn màu hồng cánh sen, tương tự như vậy với các màu xanh, vàng, cam, đỏ, tím. Có thể nói, nguyên tố neon đã mở đường cho một kỷ nguyên mới của thời trang. Khi mà hàng loạt màu sắc ra đời, với một tông màu khác biệt, độc lạ, sống động và rất “mới”.
Quá trình điều chế ra neon
Để điều chế ra nguyên tố neon từ tự nhiên không phải dễ dàng. Thông thường, phương pháp phổ biến nhất sẽ là chưng cất không khí lỏng ở một nhiệt độ rất thấp. Nghĩa là các nhà máy sẽ sử dụng các thiết bị chuyên nghiệp để hóa lỏng không khí, rồi từ không khí lỏng, họ chưng cất ở nhiệt độ phù hợp thì Ne sẽ được phân tách.
Chi phí để điều chế ra neon khá đắt. Vì vậy khi người ta điều chế ra rồi sẽ dùng đi dùng lại khí này cho các mục đích khác nhau. Không chỉ thế, quá trình lưu giữ khí cũng cần đảm bảo vô cùng nghiêm ngặt, sao cho neon không bị biến đổi hoặc thất thoát.
Kết luận
Như vậy, có thể nói neon mặc dù là một khí hiếm nhưng với công nghệ hiện đại, ngày nay con người vẫn có thể điều chế và sử dụng neon để phục vụ các mục đích trong cuộc sống. Bài viết trên đã mang đến toàn bộ thông tin về nguyên tố thú vị này.
