Neon là khí. Các kỹ sư tài nguyên đã phát minh ra đèn neon, và trong những năm 20 của thế kỷ 20, các dấu hiệu neon đã chinh phục cả thế giới.
Màu sắc thật của neon
Khi chúng ta nghĩ về neon, chúng ta tưởng tượng tên của các cửa hàng và nhà hàng phát sáng với nhiều màu sắc khác nhau. Trong thực tế, neon phát sáng với ánh sáng đỏ, cam. Một loạt các màu sắc phong phú đạt được bằng cách đưa thủy ngân và hơi natri vào đèn khí. Ở Las Vegas, đường phố được thắp sáng rực rỡ với những ống khí cong cong mời khách du lịch chơi sòng bạc hoặc nghe tiếng hát của Wayne Newton.
Làm thế nào là khai thác neon?
Neon được chứa trong bầu khí quyển, vì vậy có thể tại thời điểm đó, bạn hít một chút neon. Đừng lo lắng, có quá ít neon trong một lít không khí đến nỗi không đủ để lấp đầy một hạt bỏng ngô. Để tách neon khỏi không khí, không khí phải được hóa lỏng. Giống như nước, khi nó chuyển từ trạng thái hơi sang trạng thái lỏng khi làm mát, không khí biến thành chất lỏng khi nhiệt độ giảm. Chỉ với nước, điều này xảy ra ở 100 độ C, và với neon ở mức âm 246 độ C - đây chính xác là điểm sôi của neon. Neon lỏng được tách ra khỏi các thành phần khác của không khí. Trong quá trình hóa lỏng, neon thu được trong hỗn hợp với nitơ và heli.
Bằng cách tăng nhiệt độ và áp suất của hỗn hợp, các nhà hóa học loại bỏ nitơ khỏi nó. Helium được loại bỏ bằng cách sử dụng một quá trình gọi là hấp phụ. Trong trường hợp này, các phân tử khí được lắng đọng trên chất rắn.Các phân tử neon bám dính tốt hơn vào bề mặt của than hoạt tính so với các phân tử helium. Tính chất này của chúng được sử dụng để tách hỗn hợp. Để có được một kg neon, bạn cần xử lý 88.000 kg không khí.
Tại sao neon phát sáng?
Nếu bạn đổ chất lỏng neon lạnh vào ly, bạn có thể thấy rằng nó trong suốt và không màu - trong mọi trường hợp, không có gợi ý nào về màu đỏ tươi. Tại sao, sau đó, trong quảng cáo, neon phát sáng rực rỡ trong các màu sắc khác nhau? Các neon được bơm vào các ống bao gồm hàng tỷ và hàng tỷ nguyên tử. Mỗi nguyên tử neon có mười electron trong quỹ đạo xung quanh hạt nhân. Cả hai đầu của ống neon được nối với một mạch điện.
Khi dòng điện được bật, nó đi dọc theo ống: các electron nhảy từ nguyên tử này sang nguyên tử khác, giống như khi dòng điện đi qua. Các nguyên tử neon bị kích thích trong một vụ va chạm với các điện tử giống như một người bị đẩy mạnh trong đám đông. Các electron trong nguyên tử neon không dễ bị mù, do đó, sau khi kích thích, nguyên tử sẽ dịu xuống và electron trở về vị trí của nó. Kết quả là một nguyên tử phát ra một photon ánh sáng. Năng lượng của các photon này nằm trong phần màu đỏ của quang phổ của ánh sáng khả kiến.
Màu của các loại khí khác
Các khí khác phát ra photon có màu khác khi bị kích thích. Ví dụ, hơi thủy ngân, chứa 80 electron trong nguyên tử, phát ra ánh sáng màu xanh khi bị kích thích. Sự khác biệt giữa ánh sáng xanh và đỏ là sự khác biệt về năng lượng photon. Photon phát ra từ nguyên tử thủy ngân có năng lượng cao hơn photon nguyên tử neon. Đèn natri được sử dụng cho chiếu sáng đường cao tốc phát ra ánh sáng màu vàng sáng. Các photon của nó tốn nhiều năng lượng hơn các photon ánh sáng đỏ, nhưng ít tốn năng lượng hơn các photon xanh.
Khi một dòng điện chạy qua ống neon, một số nguyên tử bị kích thích (va chạm với các điện tử), trong khi một số khác vẫn ở trạng thái bình thường. Rồi họ đổi chỗ. Mỗi nguyên tử trông giống như một bóng đèn nhấp nháy: một cái nhấp nháy, rồi một cái khác. Kết quả là, chúng tôi cảm nhận được một ống neon phát sáng với ánh sáng ổn định. Khi dòng điện bị tắt, neon trở thành trạng thái thông thường, nghĩa là nó trở nên không màu.