氖(化學元素氖)

氖（neon）（舊譯作氝，訛作氞），是一種化學元素，它的化學符號是Ne，它的原子序數是10，是一種無色的稀有氣體，把它放電時呈橙紅色。氖最常用在霓紅燈之中。空氣中含有少量氖。屬零族元素，化學性質極不活潑，為稀有氣體的成員之一。

基本介紹

• 中文名：氖
• 英文名：Neon
• 分子量：20.1797
• CAS登錄號：7440-01-9
• 熔點：－248.67℃
• 沸點：－245.9℃
• 管制類型：不管制
• 發現人：威廉·拉姆賽
• 元素符號：Ne

發現歷史

英國化學家威廉·拉姆塞在發現氬和氦後發現它們的性質與已發現的其他元素都不相似，所以他提議在化學元素周期表中列入一族新的化學元素。他還根據門捷列夫提出的關於元素周期分類的假說，推測出該族還應該有一個原子量為20的元素。

在1896～1897年間，拉姆塞在特拉威斯的協助下，試圖用找到氦的同樣方法，加熱稀有金屬礦物來獲得他預言的元素。他們試驗了大量礦石，但都沒有找到。最後他們想到了，從空氣中分離出這種氣體。但要將空氣中的氬除去是很困難的，化學方法基本無法使用。只有把空氣先變成液體狀態，然後利用組成它成分的沸點不同，讓它們先後變成氣體，一個一個地分離出來。1898年5月24日拉姆塞獲得英國人漢普森送來的少量液態空氣。拉姆塞和特拉威斯從液態空氣中首先分離出了氪。接著他們又對分離出來的氬氣進行了反覆液化、揮發，收集其中易揮發的組分。1898年6月12日他們終於找到了氖，元素符號Ne，來自希臘文Neos（新的）。

物理性質

氖為無色、無臭、無味的單原子氣體，熔點24.55K(-248.6℃)，沸點27.07K(-246.08℃)，密度0.89994g/L(標況)，溶解度10.5ml/L(293K)，第一電離能2372kJ/mol。

氖元素通電後會發出橙黃色的光，在所有稀有氣體中氖的放電在同樣電壓和電流情況下是最強烈的。

同位素

已知的氖的同位素共有11種，包括氖17至氖27，其中氖20（90.48%）、氖21（0.27%）、氖22（9.25%）是穩定的。氖21和氖22是核分裂產物，它們的來源已經很清楚了。氖20不是核分裂產物，對於其在地球上的豐度的來源有很激烈的爭論。導致氖的核反應是鎂24和鎂25的中子發射和α衰變，其產物相應的是氖21和氖22。α衰變主要是從鈾裂變系列來的，而中子則是α衰變的次級反應。總的來說這個反應系列導致低的氖20：氖22比例和在含鈾岩石中（比如花崗岩）可以觀察到的高的氖21：氖22比例。這個同位素是通過鎂、鉀、矽和鋁的衰變導致的。通過對這三個同位素之間的比例的分析可以將宇宙部分的氖與岩漿里的氖和核反應產生的氖區分開來。這說明氖可能可以用來確定岩石和隕石的暴露時間。

火山氣體中含的氖中氖20的成分比較高。這些地幔中的氖同位素與大氣中的氖的來源可能不同。其中氖20的高含量可能來源於地球形成前，可能代表著太陽系的氖。金剛石中的氖20的含量也比較高，說明這個高含量可能的確來自於地球形成前太陽系星雲的來源。

¹⁸Ne有一部分可發生雙質子衰變，產生不穩定的²He（氦穩定同位素只有³He，⁴He兩種）。

符號	Z（p）	N（n）	同位素質量（u）	半衰期	衰變; 方式	衰變; 產物	原子核; 自旋	相對豐度; （莫耳分率）	相對豐度; 變化量; （莫耳分率）
^15Ne	10	5	(15)	2.522(66)MeV	2p	^13O
^16Ne	10	6	16.025761(22)	9×10^-21s; [122(37)keV]	2p	^14O	0+
^17Ne	10	7	17.017672(29)	109.2(6)ms	β+,p(96.0%)	^16O	1/2–
					β+,α(2.7%)	^13N
					β+(1.3%)	^17F
^18Ne	10	8	18.0057082(3)	1.672(8) s	ε	^18F	0+
					2p	^16O
					^2He	^16O, ^2He
^19Ne	10	9	19.0018802(3)	17.296(5) s+	β+	^19F	1/2+
^20; Ne	10	10	19.9924401754(19)	穩定			0+	0.9048(3)	0.8847–0.9051
^21Ne	10	11	20.99384668(4)	穩定			3/2+	0.0027(1)	0.0027–0.0171
^22Ne	10	12	21.991385114(19)	穩定			0+	0.0925(3)	0.0920–0.0996
^23Ne	10	13	22.99446690(11)	37.24(12) s	β-	^23Na	5/2+
^24Ne	^10	^14	^23.9936108(4)	^3.38(2)min	^β-	^24Na	^0+
^25Ne	^10	^15	^24.997737(28)	^602(8)ms	^β-	^25Na	^(3/2)+
^26Ne	10	16	26.000461(29)	197(1)ms	β- (99.87%)	^26Na	0+
					β-,n(.13%)	^25Na
^27Ne	10	17	27.00759(12)	32(2)ms	β- (98.0%)	^27Na	(3/2+)#
					β-,n(2.0%)	^26Na
^28Ne	10	18	28.01207(16)	18.3(22)ms	β- (78.0%)	^28Na	0+
					β-, n (22.0%)	^27Na
^29Ne	10	19	29.01939(29)	15.6(5)ms	β-	^29Na	(3/2+)#
^30Ne	10	20	30.02480(61)	5.8(2)ms	β-	^30Na	0+
^31Ne	10	21	31.03311(97)#	3.4(8)ms	β-	^31Na	7/2−#
					β-, n	^30Na
^32Ne	10	22	32.04002(86)#	3.5(9)ms	β-, n	^31Na	0+
					β-	^32Na
^33Ne	10	23	33.04938(86)#	<260ns			7/2−#
^34Ne	^10	^24	^34.05703(87)#	^1#ms [>1.5µs]			^0+

備註:畫上#號的數據代表沒有經過實驗的證明，只是理論推測而已，而用括弧括起來的代表數據不確定性。

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氟同位素	氖的同位素	鈉同位素

化合物

（來自英文維基，其中Van der Waals Molecule不知如何翻譯，暫譯為范德華力分子，懷疑就是所謂包合物。）

低溫高壓下，氖可以與很多物質形成“范德華力分子”，例如NeAuF和NeBeS，原子被隔離在惰性氣體母體中。NeBeCO3固體可以在氖氣氛圍中利用紅外光譜法檢測到。它是由鈹氣體、氧氣和一氧化碳製得的。

與金屬形成的“范德華力分子”包括Ne-Li。

更多相似的的“范德華力分子”包括Ne-CF4和Ne-CCl4、Ne2-Cl2、 Ne3-Cl2、Nex-I2(x=1-4)、NexHey-I2(x=1-5，y=1-4)。

與有機分子，包括苯胺，二甲醚，1,1-二氟乙烯、嘧啶、氯苯、環戊酮、環丁腈和環戊二烯等也可形成所謂“范德華力分子”。

氖還可以作為一種配體，對過渡金屬原子形成非常薄弱的鍵，例如Cr(CO)5Ne、Mo(CO)5Ne和W(CO)5Ne。

化學性質

氖的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶，屬於穩定的8電子構型，同時氖原子較小，原子核對電子束縛力較強，導致氖元素的化學性質極不活潑。

製備方法

由於氖僅以單質形式存在，故一般從空氣中分離獲得氖。

由空氣分離塔在製取氧氣、氮氣的同時，從中可以提取氖氦的混合氣體，在經液氫冷凝法或活性炭矽膠的吸附作用，便可得到氖。

在地球大氣層中氖亦非常稀少，只占大氣的65,000分之一。

元素用途

氖發射的明亮的紅橙色的光常被用來做霓虹燈做廣告。其它套用有：

真空管、高壓指示器、避雷針、電視機螢光屏、氦-氖雷射，用作冷卻液（液氖），用於高能物理研究，讓氖充滿火花室來探測微粒的行徑，填充水銀燈和鈉蒸氣燈等。

氖是一種稀有氣體，在一般情況下不與其他物質發生反應。氖在放電時發出橘紅色輝光，大量套用於城市霓虹燈。另外日常生活中使用的試電筆中也充入氖氣，這是利用了氖放電發光以及電阻很大的特性。使用試電筆時，電流從電筆一端流入，經過氖氣後，電流強度降至人體安全範圍，再到達尾部，經人體導入大地。當看到試電筆中間的氖氣窗亮起橘紅色，證明被檢驗電路通電良好。

安全防護

該品在高濃度時，可使空氣中氧分壓降低導致窒息危險。表現有呼吸加快、注意力不集中、共濟失調；繼而出現疲倦乏力、煩躁不安、噁心、嘔吐、昏迷、抽搐，以致死亡。進行生產時一般不需特殊防護。但當作業場所空氣中氧氣濃度低於18%時，必須佩戴空氣呼吸器、氧氣呼吸器或長管面具。

液氖溫度極低，需要防止凍傷。