إنه الغاز الذي يجعل من لاس فيجاس مدينةً مضيئةً وبراقةً، ويعتبر واحدًا من الغازات النبيلة، وهذا هو النيون واحد من ستة عناصر تشكّل العمود الموجود أقصى اليمين من الجدول الدوري لترتيب العناصر، وهي عناصر خاملة.
تتفاعل الغازات النبيلة بصعوبةٍ جدًّا، لأن الغلاف الخارجي للإلكترونات التي تدور حول النواة ممتلئ، ما لا يعطي هذه الغازات أيّ حافزٍ لمقايضة الإلكترونات مع عناصر أخرى.
نتيجة لذلك، هناك عدد قليل جدًّا من المركبات المصنوعة من الغازات النبيلة.
وكمثل بقية رفاقه من الغازات النبيلة، النيون غاز عديم الرائحة وعديم اللون.
وفي ظلّ ظروف مخبرية معينة، يمكن للنيون أن يشكل مركّبًا يحتوي على الفلور، ولكنه غير متفاعل على الإطلاق، وذلك وفقًا لمعمل (Thomas Jefferson Nationa Accelerator Laboratory).
حقائق عن النيون
- العدد الذري (عدد البروتونات في النواة): 10
- الرمز الذري (على الجدول الدوري للعناصر)Ne :
- الوزن الذري (متوسط كتلة الذرة): 20,1797
- الكثافة: 0,0008999 جرام لكل سنتيمتر مكعب
- الحالة في درجة حرارة الغرفة: غاز
- درجة الانصهار: 248.59 درجة مئوية تحت الصفر
- درجة الغليان: 246.08 درجة مئوية تحت الصفر
- عدد النظائر (ذرات من نفس العنصر مع عدد مختلف من النيوترونات): 19
- أكثر النظائر شيوعًا: (Ne-20 متواجد في الطبيعة بنسبة %90.48)، %9.25) Ne-22 هي نسبة وفرته في الطبيعية)، Ne-21 (%0.27 هي نسبة وفرته في الطبيعية).
تاريخ النيون:
اكتشف الكيميائيان ويليام رامزي من اسكتلندا وموريس ترافرز من إنجلترا غاز النيون عام 1898.
كان رامزي قد اكتشف في وقت سابق الأرجون عام 1894 وكان أول من عزل الهليوم في عام 1895.
ومن خلال أماكن تلك العناصر على الجدول الدوري، استنتج أنه كان هناك عنصر غير معروفٍ حتى ذلك الوقت بين الغازات النبيلة.
في نهاية المطاف اكتشف رامزي و ترافرز النيون، بالإضافة إلى عنصري الكريبتون والزينون، في عينة من الأرجون.
جمّد الكيميائيون الأرجون باستخدام الهواء السائل، ثم بخرّوه وجمعوا الغاز الذي انطلق منه، وشغّلوا جهدًا كهربائيًّا عاليًا عبر العينة الأولى للغاز الذي جمعوه ووجدوا أن الأنبوب الزجاجي قد توهج باللون القرمزي المشرق.
سمّى رامزي العنصر الجديد نيون على أساس الكلمة اليونانية نيوس، وهو تعني (جديد).
هل تعلم؟
- يتحل النيون المرتبة الرابعة من حيث الوفرة في الكون، وفقًا لمختبر جيفرسون.
- في الغلاف الجوي للأرض، يساهم النيون بمقدار 0.0018% فقط، وفقًا لموقع (Chemicool).
- يُنتج النيون في النجوم الكبيرة عندما يكون الضغط الداخلي للنجم كبيرًا بما فيه الكفاية لدمج ذرات الكربون مع ذرات النيون، وفقًا لمختبر بيركلي.
- وفقًا لموقع (Minerals Education Coalition)، نحصل على النيون في المقام الأول من تسييل الهواء.
- للنيون أصغر نطاق درجة حرارة (2.6 درجة مئوية) وهو سائل، وفقًا لموقع (Chemicool).
- يشكّل النيون جنبًا إلى جنب مع الهيليوم والأرجون والكريبتون والزينون المجموعة المعروفة باسم الغازات النبيلة. هذه هي العناصر الأكثر استقرارًا والأقل تفاعلًا بسبب وجود غلاف كامل التكافؤ، إذ يحتوي الغلاف الخارجي على أقصى عدد من الإلكترونات، وهو اثنان في حالة الهيليوم وثمانية في حالة باقي العناصر.
- جميع الغازات النبيلة توصل الكهرباء، وتضيء عندما يمرّ التيار الكهربائي من خلالها، وهي عديمة الرائحة وعديمة اللون وأحادية الذرّة (توجد كذرّات مفردة).
- بسبب الخمول النسبي؛ لا يساهم النيون في تشكيل أيّ مركباتٍ مستقرةٍ معروفةٍ في الطبيعة.
- هناك العديد من الباحثين، والمقالات المنشورة في مجلة (NATURE) وعدد من الهيئات المختصة بالكيمياء، يرغبون بإعادة ترتيب الجدول الدوري لنقل الهيليوم إلى جانب الهيدروجين وترقية النيون ليكون أخفّ الغازات النبيلة بسبب خصائص الهليوم وعدد الإلكترونات في غلافه الخارجي.
- على الرغم من كونه خاملًا وغير سامٍّ بشكل عامٍ، فإن النيون معروف أيضًا باسم الخانق البسيط؛ فعند استنشاقه قد يسبب الدوار والغثيان والقيء وفقدان الوعي وقد يحدث الموت أيضًا بسبب أخطاءٍ في التمييز أو الارتباك أو فقدان الوعي.
- وفقا لمختبر (Jet Propulsion)، اكتشف غاز النيون في الأقراص المكونة للكواكب التي تدور حول النجوم حديثة النشأة، ويساعد اكتشاف النيون في هذه الأقراص الفلكيين على تتبّع محتوى الغاز حول النجوم الشابة خلال مراحل مختلفة من تطوّرها من أجل فهم أفضل لكيفية تشكل الكواكب.
- عندما تتمّ إسالته، يكون النيون مبرّدًا هامًّا، إذ يملك قدرة تبريدية أكثر من 40 ضعف قدرة التبريد لنفس الحجم من الهيليوم السائل، وأكثر من ثلاثة أضعاف الهيدروجين السائل، وفقًا للجمعية الملكية للكيمياء.
كيف تعمل لافتات النيون؟
إنّ الاستخدام الأكثر شيوعًا للغاز هو في لافتات النيون المضيئة، والتي لها تاريخ طويل قرابة قرنٍ من الزمن. صُمِّمت لأول مرّة من قبل المهندس الفرنسي جورج كلود في عام 1902، وتصدر لافتات النيون الضوء عن طريق تمرير الكهرباء خلال غاز النيون أو الأرجون في أنبوبٍ زجاجيٍ مغلق.
ويقول بيل كونانون وهو فنّان في مجال لافتات النيون وصاحب متجر لافتات في كروكيت في ولاية كاليفورنيا اسمه أرجون نيون: «إنّ الأرجون يصنع الضوء الأزرق، بينما يصنع النيون اللون البرتقالي والأحمر المألوف في لافتات النيون».
تُصنع ألوان أخرى باستخدام مجموعةٍ متنوعةٍ من الغازات الأخرى، مثل الأرجون والزئبق والهيليوم والكريبتون والزينون، وفقًا لمركز أديسون للتكنولوجيا.
معظم الأضواء التي تراها اليوم في أماكن كثيرة، مثل شريط لاس فيغاس، مصنوعة من الزئبق والأرجون المُلوَّنة بالفسفور.
تعمل أضواء النيون المعروفة أيضًا باسم مصابيح الفلورسنت ذات الكاثود البارد (CCFL) عندما تتعرّض الأقطاب الكهربائية في نهاية كلّ أنبوب والمملوءة بالنيون أو أيّ غازٍ آخر إلى تيار كهربائي متناوب، وفقًا لمركز أديسون للتكنولوجيا، إذ يؤيِّن التيّار الذرّاتِ ما يسبّب ملءَ الأنبوب بالإلكترونات الحرة، وعندما تستعيد الذرات المتأيّنة إلكتروناتِها لتصبح محايدة، يُطلَق الضوء المرئي الذي يعطي لافتات النيون توهّجها الشهير.
الدراسات الحالية حول النيوم
نسب النيون في النجوم
يدرس الفلكيون نسب النيون في الشمس من أجل معرفةٍ أفضل ليس فقط لنجمنا الشمس؛ ولكن أيضًا لنجومٍ أخرى في عالمنا.
لوحظ في دراستين عام 2018 للباحِثَين يونغ وبروكس على موقع (arXiv) أهمية نسب النيون.
وفقًا ليونغ، فإنّ نسبة المغنيزيوم إلى النيون مهمّة لفهم أفضلٍ لإمكانات التأيّن في الغلاف الجوي الشمسي، بينما يمكن أن تساعد نسبة الأكسجين إلى النيون في تحديد كمية النيون في الكرة الضوئية للشمس.
ووفقًا لبروكس فإنّ معرفة هذه النسب، يمكن أن تساعد علماء الفلك على فهم تطوّر النجوم ودورات الطاقة الشمسية المحتملة للنجم في مركز نظامنا الشمسي.
وفقًا لمقالةٍ صحفيةٍ من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، فإنّ النيون – جنبًا إلى جنبٍ مع الكربون والأكسجين والنيتروجين – أمرٌ حيوي بالنسبة إلى السرعة التي تتدفّق بها الطاقة من تفاعلات الاندماج النووي من قلب الشمس إلى سطحها، ويرتبط معدّل تدفق الطاقة بشكلٍ مباشرٍ مع موقع وحجم منطقة الحمل الحراري في الشمس.
يمكن دراسة العديد من العناصر – مثل الأكسجين والكربون والنيتروجين – مباشرةً في الشمس بسبب خطوط الامتصاص الطيفية، ومع ذلك لا يوفّر النيون أيّ خطوطٍ طيفيةٍ قابلةٍ للاستخدام في المدى المرئي من الضوء، لذلك يُنتج وفرة من العنصر على أساس نسبه مع العناصر الأخرى.
وتستند كميات هذه العناصر داخل الشمس إلى قياساتٍ مأخوذةٍ من الغلاف الضوئي للشمس، مثل الطريقة المستخدمة من قبل يونغ أو من خلال الهالة الشمسية أثناء الكسوف، وفقًا لمقالةٍ نُشرت عام 2005.
ليزر الهيليوم والنيون
يستخدم النيون في صنع ليزر الهليوم – نيون وهو ليزر رخيص نسبيًّا.
وفيه تثير الشحنة الكهربائية غاز النيون، وتطلق ذرّات النيون الضوء عندما تعود إلى حالتها المحايدة، وذلك على غرار الطريقة التي تعمل بها لافتات النيون، وفقًا لجامعة كاليفورنيا في سانتا باربارا.
وتقوم المرايا بعد ذلك بتركيز الضوء في شعاع ليزر.
استخدمت مشغلات ليزر الفيديو (LaserDisc) في وقتٍ مبكرٍ ليزر الهليوم – نيون لقراءة الأقراص.
حماية إمدادات المياه
في سبتمبر 2014، أفاد باحثون بأنّ آبار الشرب في ولاية بنسلفانيا وتكساس قد تلوّثت بالميثان نتيجةً للآبار المحزومة بشكلٍ سيّئٍ، فضلًا عن الممارسة المثيرة للجدل للتكسير الهيدروليكي، والتي يطلق عليها عادةً (التكسير)، إذ تُكسر الصخور لإطلاق النفط والغاز الطبيعي.
في البحث الذي نُشر في دورية (Proceedings of the National Academy of Sciences) قال الفريق الجيوكيميائي إنّهم ربطوا الغازات النبيلة – مثل النيون والأرجون – بالميثان الموجود في الغاز الطبيعي لتتبّع جزيئات الميثان الشاردة لأنّ النيون والأرجون لا يتفاعلان، وبالتالي يتحرّكان دون تغيير جنبًا إلى جنبٍ مع الغاز الطبيعي
- ترجمة: علي أبوالروس
- تدقيق: رند عصام
- المصدر
