تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

يُصنّف النيون (Neon) ضمن مجموعة الغازات النبيلة، ويقع في المجموعة الثامنة عشر من الجدول الدوري، ورمزه الكيميائي Ne، كما يُصنّف غاز النيون من الغازات الخاملة لتفاعلاته الكيميائية النادرة.

اكتشاف النيون

في القرون الماضية كان اعتقاد العلماء أن الهواء مكوّنٌ من عنصرٍ واحد، أي ليس مركباً يحوي العديد من العناصر. في بداية السبعينات تمّ نفي هذه الفكرة بعد اكتشاف عنصرين جديدين في الهواء، وهما: غاز الأوكسجين، والنتروجين. في عام 1894 تمّ اكتشاف عنصرٍ جديدٍ في الهواء، وهو غاز الأرغون، حيث كان يشكّل غازي الأوكسجين والنيتروجين نسبة 99 بالمئة من الهواء، ويشكل غاز الأرغون نسبة 0.934 بالمئة.

السؤال هنا: “ما هو العنصر الذي يجب أن يتواجد في الهواء وبنسبة 0.034 بالمئة؟” آنذاك لم يكن هناك تقنيات متطورة تساعد في الكشف عن تواجد كمياتٍ صغيرةٍ جداً من العناصر. مع تطوُّر العلم تمّ تصنيع جهاز التحليل الطيفي، والذي يُمكّننا من الكشف عن العناصر، حتى لو كانت متواجدةً بكمياتٍ صغيرةٍ جداً، إذ تستند طريقة التحليل الطيفي على تحليل الضوء الصادر عن عنصرٍ ما عند تسخينه، حيث يختلف الطيف الناتج باختلاف كل عنصر.

باستخدام تقنية التحليل الطيفي تمّ اكتشاف تواجد خمس غازاتٍ خاملةٍ في الهواء. في عام 1898 قام العالمان وليام رامزي وموريس ترافرز بإزالة الأوكسجين، والنيتروجين، والأرغون، والكريبتون من الهواء، وتسخين عينة الغاز، وتحليل طيفها وجدوا خطوطاً طيفيةً لم يروها من قبل. كما لاحظوا إصدار شعاعٍ أحمر ساطع عند تعرُّض عينة الغاز لتفريغٍ كهربائي، أطلق على هذا الغاز الجديد تسمية النيون نسبةً للكلمة اليونانية (neos) أي جديد. ^[1]

ما هي خصائص النيون؟

يمتاز النيون ببعض الخصائص، ومنها: ^[2]

1- غاز النيون عديم اللون والرائحة، وهو خاملٌ كيميائياً.

2- كثافته تساوي 0.0008999 g/ cm3

3- في درجة حرارة الغرفة يكون النيون في الحالة الغازية.

4- يمتلك درجة غليان منخفضة وتساوي -246 درجة مئوية.

5- يُعتبر النيون عنصراً مستقراً لاحتوائه على 10 إلكترونات اثنان في المدار الأول k وثمانية في المدار الثاني L أي المدار الخارجي ممتلئ.

6- توجد ثلاثة نظائر للنيون مستقرة، وهي: النيون-20، النيون-21، النيون-22، من المعروف أيضًا أن للنيون ثلاث عشر نظيرٍ مُشع، وأغلبها عمرها النصفي قصير، وتتفكك مُصدرةً جسيمات بيتا السالبة والموجبة.

7- ذوبان النيون في الماء والمذيبات الأخرى قليل.

ما هي مصادر النيون؟

المصادر الطبيعية للنيون هي: ^[3]

1- يتشكل النيون في النجوم أثناء إنتاج جسيمات ألفا، فهو يُصنّف من العناصر الأكثر وفرةً في الكون إذ يحتلُّ المرتبة الخامسة.

2- يتواجد في القشرة الأرضية، ولكن بنسبٍ صغيرةٍ جداً حوالي 0.0018 بالمئة من الكتلة، ويتواجد بنسبٍ كبيرةٍ على شكل غازٍ محصورٍ ضمن الصخور والأحجار الكريمة، وقد تمّ اعتماد هذه النسب لتحديد الزمن الكوني للصخور.

يمكن أن يُعزى انخفاض نسبة النيون في الأرض وارتفاعها في الكون للأسباب التالية:

– النيون عنصرٌ خامل، أي أن قدرته على تكوين مركباتٍ كيميائيةٍ نادرةٌ جداً.

– النيون خفيف الوزن.

– يتطاير بشكلٍ كبيرٍ مقارنةً مع الهواء.

– ضغط بخار النيون الكبير.

كيف يتمُّ إنتاج النيون؟

يمكن إنتاج عنصر النيون بعمليةٍ كيميائيةٍ يتمُّ خلالها فصل مكونات الهواء (الغازات الرئيسة للهواء: الأوكسجين، والنيتروجين، والأرغون، والكريبتون)، حيث تطبّق طريقة ديوار التي يستخدم فيها الفحم المُبرّد، فعند ملامسته للهواء عند الدرجة -100 درجة مئوية يتمّ امتصاص غاز الأرغون والكريبتون بالكامل، في حين يتمُّ ضخّ الجزء الأكبر من الهيليوم والنيون بعيدًا في الحالة الغازية، وبعدها يتمُّ فصل الهليوم عن النيون عن طرق ملامسة الغاز المكوّن لهما للفحم المُبرّد إلى درجة حرارة الهواء السائل (-190) درجة مئوية.

ما هي تطبيقات النيون؟

كما ذكرنا آنفاً أن النيون يُعتبر من العناصر الخاملة، أي تفاعلاته قليلة نسبياً، وأهمُّ التطبيقات الشائعة للنيون هي استخدامه في الإضاءة بمصابيح النيون. أول من ابتكر إضاءة النيون هو الفرنسي جورج كلود Georges Claude خلال الفترة الزمنية (1960-1870)، حيث عُرضت أول لافتة نيون عام 1910 في معرضٍ في باريس.

وتوالت استخدامات إضاءة النيون كونها غير مكلفة وجذابة في لافتات المطاعم، والفنادق، والمحال التجارية، وغالباً ما تتمّ تعبئة لافتات النيون بغاز النيون وغازاتٍ أخرى ضمن أنبوبٍ زجاجي. عندما يمرُّ تيارٌ كهربائي عبر الأنبوب، يعمل التيار الكهربائي على فصل ذرات الغاز لتعود هذه الأجزاء للاتحاد بعد جزءٍ من الثانية، عندما تتحد مرةً أخرى، فإنها تطلق ضوء.

يعتمد لون الضوء الناتج على الغاز الموجود في أنبوب اللافتة، وكما ذكرنا آنفاً أن اللون الناتج عن النيون هو اللون الأحمر القرمزي. ومن أهمّ مجالات استخدام إضاءة النيون: ^[4]

1- استخدام أنابيب النيون في أجهزة الكشف عن التيارات الكهربائية.

2- استخدام إضاءة النيون في تصنيع الليزر، مثل: ليزر الهليوم، والنيون.

ضوء الليزر: هو ضوءٌ أحادي اللون، ولجهاز الليزر استخدامات عديدة في الطب في عمليات جراحية عديدة، كعمليات تصحيح النظر، وقطع العظام، وكما يُستخدم ضوء الليزر في الصناعة لقطع المعادن والبلاستيك.   

3- يستخدم النيون في أنابيب التفريغ الكهربائي، كمصابيح الفلوريسنت، وفي مؤشرات الجهد العالي، كاستخدامه في عدادات غايغر-مللر لرصد وتسجيل الإشعاع النووي.

4- يستخدم في الأجهزة المانعة للصواعق.

5- يستخدم النيون السائل في التبريد، وفاعليته فيه أكبر بثلاث مرات من فاعلية الهيدروجين السائل، وأكبر بأربعين مرةً من فاعلية الهليوم السائل.

6- للنيون دورٌ هامٌّ في عملية التخليق النوويّ في النجوم.

7- ميزة الضوء الصادر من غاز النيون المُتأيّن في اختراق الضباب المائي تفيد في استخدامه للإنارة في المطارات والطائرات في الأيام الباردة.

8- يستخدم لتصنيع المواد التي تتطلب درجات حرارةٍ عالية.

9- يستخدم الغواصون للتنفُّس غازاً يحوي على مزيج من الهيليوم والنيون، كون الهليوم أقل قابليةً للذوبان في الدم من النيتروجين عند الضغوط العالية.

10- يستخدم غاز النيون لتحديد درجة حرارة النجوم، وتكوينها الكيميائي.

هل هناك مخاطر من استنشاق غاز النيون؟

يعدُّ النيون من الغازات القليلة الضرر على الكائنات الحية، فهو غازٌ غير سام كباقي الغازات الخاملة الأخرى، لعدم تأثيره على الخصائص الحيوية لجسم الإنسان، لكن إذا تمّ استنشاق كمياتٍ كبيرةٍ من النيون، فقد يسبّب ما يلي: ^[5]

1- مشاكل تنفُّسية، وقد يصل الأمر إلى الاختناق نظراً لحجبه الأوكسجين الضروري لعملية التنفُّس.

2- الصداع، والدوار، والشعور بالتعب.

3- للنيون تأثير مخدرٍ عند ضغطٍ أعلى من 110 بار (110 ضغط جوي)، والتماس المباشر للنيون بحالته السائلة مع الجلد يسبّب صدمة برودة.