（Neon）是原子序数为10的 化学元素 ，位于 元素周期表 第二周期的0族，元素符号为Ne，是稀有的惰性气体，无色、无味、无臭，无毒且不可燃。 氖的原子量为20.1797，电子排布为1s 2 2s 2 2p 6 ， 化合价 为0， 有3种稳定同位素和17种 放射性同位素 。氖 单质 由其 单原子分子 组成，可分布在 太阳系 天体 和大气层中， 其相关化合物如[B 12 (CN) 11 Ne] − 、(N 2 ) 6 Ne 7 和NeBeCO 3 等已被证明可以形成。
氖通常用于照明及作为 电子 工业的填充介质 ，最早的 霓虹灯 便以氖作填充物，可以发出红色光芒 。在工业上，氖被作为一种填充介质应用于 激光器 中 。此外，氖还可用作低温 冷却剂 ，标准气、特种混合气等，在低温研究、高能物理、水文地质及 潜水 呼吸方面均有应用。
历史
1898年6月12日。化学家威廉·拉姆齐爵士（Sir William Ramsay）和化学家莫里斯·威廉·特拉弗斯（Morris William Travers）在 分馏 液态空气 时，他们首先分离出了氪，再通过反复液化和挥发分离出比 氩[yà] 轻的氖，通过光谱分析发现了该元素，拉姆齐也因发现氖等一系列稀有气体而获得了 诺贝尔化学奖 。 他们将氖这种元素命名为“Neon”，元素符号为“Ne”。 源于 希腊语 Neos，意为“新的”。
1902年，法国人乔治·克劳德创办了气体液化公司，作为生产液化 氢气 、 氧气 、 氮气 的副产物，氖气成本降低了许多，氖普遍使用的基础由此建立。 到1906年， 德米特里·门捷列夫 （Дмитрий Иванович Менделеев）发表出完整的 元素周期表 ，新增了惰性气体元素族0族，氖是一族中第四个被发现的惰性气体。 1909年， 法国 工程师乔治（Joy）首次对密封的氖气管进行放电，并将其制成电灯。 次年，乔治·克劳德（Georges Claude）在法国大皇宫的 巴黎车展 上展示两根充了氖气的12米长灯管，聚焦世界眼球，那之后他改进技术申请专利，将其取名氖灯，就是现在的“ 霓虹灯 ”。 1912年，人类历史上第一个氖气广告牌在一家位于 巴黎 的理发店出现。
1913年， 约瑟夫·汤姆逊 （Joseph John Thomson）在探索阳极射线组成的过程中，通过 磁场 和 电场 引导出了氖离子流。 同年，汤姆孙和阿斯顿（Francis William Aston）用磁分析器发现了 20 Ne和 22 Ne两种天然氖的 同位素 。 直到1919年，氖的两种同位素 20 Ne和 22 Ne的存在被阿斯顿制成质谱仪的所证明，并指出它们在氖气中的比例约为10:1，（后来的研究又发现了第三种同位素 21 Ne）。
1928年， 赫兹 （Gustar Hertz）用多级扩散法分离了氖的同位素。
分布情况
氖元素在 宇宙 中 丰度 仅次于氢、氦、氧、碳，为1300000ppb（重量），因为氧核和“ α粒子 ”氦核易反应生成氖核，但氖元素在地球上含量稀少 ，与宇宙丰度相比，氖在 地壳 中的丰度仅为3.0ppb，因其与其他元素很难发生反应生成化合物沉淀在地表上，而只在空气里有极微含量的氖。
太阳系 中的 天体 基本都能发现氖的构成 。在 太阳 中，氖的丰度可达1000000ppb。 在 金星 大气中，除主要 化学 CO 2 （约96.5%）、N 2 （约3.3%）外，氖的含量可达7±3ppm， 火星 大气中则含有大量的氩和氖，该结论由1974年 苏联 火星探测器 发现后所得， 木星 的上层大气厚度大且密度高，其中包含有 水蒸气 、 氦气 、 氢气 、碳、硫和氖等化学物质。 氦、氖和氩还是月球 外逸层 的主要成分， 除此之外， 天王星 大气中也能发现除氢外的少量氖气。
性质
同位素
氖有三种稳定同位素，分别是 20 Ne、 21 Ne和 22 Ne， 三者的相对 丰度 为1：0.0029：0.097， 另还有17种 放射性同位素 。 其中 20 Ne是自然界中主要存在的元素，在氖的含量中占91%。
同位素的 物理化学 性质相近，所以分离困难， 赫兹 发明的质量扩散法可用于分离 氖同位素 ，这也是最主要的方法， 同时还可分离氦和氖。
物理性质
氖常温下是气体， 无色、无味、无臭且无毒，原子量为20.1797，密度为0.825g/L， 熔点 248.59°C， 沸点 为-246.08°C，微溶于水， 水中 溶解度 为1.47mL/100mL， 每平方米的空气中有18.2mL氖， 临界 温度 228.75°C，临界压力为2.72×10 3 kPa， 熔化热334.94J/ 摩尔 ，气化热1.696kJ/mol，第一级 电离 势21.559v。 氖的 三相点 是24.562K，比正常沸点低2.7K，液氖是无色透明的液体，沸点低、蒸发 潜热 高。 在液氖上部抽蒸汽很容易就使液氖变为固态。
化学性质
氖 原子 较小， 原子核 对 电子 束缚能力强，所以化学性质稳定， 因其性质不活泼，所以不会燃烧和助燃。 氖的相关化合物已有陆续发现，如在低温氖气中通过 激光 蒸发和共同沉积方式制备的NeBeCO 3 ， 在高压环境下通过 范德华力 形成(N 2 ) 6 Ne 7， 以及在高温 微波 反应中生成的[B 12 (CN) 12 ] 2− ， 但这些化合物还不能在环境中稳定存在。
当 恒星 内的温度T＞1.5×10 9 K时，氖会发生燃烧，其燃烧的 核反应 式及释放的能量如图所示：
应用领域
照明及电子工业
氖在低压下放电会激发出穿透力极强的红 橙色 的光，可穿透浓雾，所以是制作 霓虹灯 和指示灯的填充介质，如阴极管、电压调节管、高压氖灯和 计数 管等， 也可用于各种重要航标以及测量仪器的显示器里， 与 氩 混合可发出亮蓝色光，可用于水银灯和钠蒸汽灯的填充。 氖与氩、氮的混合气体广泛用于霓虹灯和气体激光器。 氖管是有氖气和两个电极的辉光放电管，与高阻值 电阻 串联后可制成试电笔；使用时电流从电笔一端流入，经过氖气后强度降至人体安全范围，再到达尾部，经人体导入大地，以此形成回路测试 市电 线路对地是否存在电压，当试电笔中间的氖气窗亮起橘红色时，证明被检验电路通电良好，从而避免触电。 真空避雷器里充有 氦气 、氩气或氖气， 雷电 落入到线路上会发出紫色的辉光。
制冷剂
液氖的 沸点 低，蒸发 潜热 高，有极大的惰性，所以被用于26～40K区间的低温冷源，在 液化 和冷却系统中的应用十分安全。 液氖作为低温制冷剂，单位体积的制冷量是 液氦 的40倍以上，是 液氢 的3倍以上。 在 气泡室 、 自由基 和 低温泵 的研究和应用中可代替氢成为安全的低温介质。
激光技术
氖也用于 激光 技术，激光与光一样都属于 电磁波 ，具有频率和波长。 可做 激光混合气 的成分， 氦氖激光器 是第一种 气体激光器 ，也是重要的红色 放射源 ， 氦氖混合气体是该激光器的工作物质，氖 原子 可发射激光， 氦气 则用来改善混合气体的放电特性，提高激光器的输出功率和能量转换效率，在医学治疗（激光理疗和针灸、弱激光血管内照射等）、植物育种、建筑测量、准直指示、照排印刷和 激光陀螺 等方面均有应用。
氦-氖激光对生物体有刺激作用，可刺激皮肤蛋白的合成，影响酶活性，增加红细胞数量，加速血管生长，促进创面愈合；还可作用于神经末稍调节机体状况，有消炎、镇痛和止痒作用。对 溃疡 、炎症等有一定疗效。
高能物理
用于高能物理研究用气，火花室内充满氖可探测 核微粒 的行径。 氖闪光管室可用于宇宙线稀有事例和 中微子 相互作用的研究，还可以用来寻找核子 衰变 。 高线性能传递 粒子辐射 化学研究中用 20 Ne作为加速粒子可提高产品的得率。
潜水呼吸气
氖可用作潜水呼吸气源， 有导热系数低、热散失较小等优点，同时无类似 氦气 引起的语言问题，也无类似 氨气 引起的麻醉问题。 深海作业时可用氖配置合成呼吸气， 也可用于深海潜水或宇航中的呼吸混合器。 但使用氖气的不足在于其价格昂贵，且呼吸阻力较大。
水文地质
氖可用来矫正 3 H- 3 He的年龄，根据地下水中溶解的氖浓度确定古温度，估算 冰川 融水流量和计算 地幔 及 地壳 释放的He数量。
制备方法
空气是工业生产氖的唯一原料源， 采用空气 分离塔 在制 氧气 、 氮气 的同时提取氦和氖的混合气体，再经 氢气 冷凝法或 活性炭 硅胶 吸附 作用，可 分离制 得氖。
大体分为三个步骤：第一步从空气中制备粗氖、 氦气 ，在 空分装置 主 冷凝器 氖氦抽口引出的 气相 混合物 ，经氖氦浓缩塔分离之后，可得到含Ne-He 50%-60%的粗氖氦混合气；第二步制取纯氖、氦混合气，将粗氖、氦气用加氧 催化 法 脱氢 ，然后 负压 下用 液氮 冷凝和低温吸附法除去氮即可得到纯氖、氦的混合气；第三步将氖与氦分离，制得纯品。
氖、氦混合气分离
冷凝法
冷凝法可用氢循环、氖循环或氦的气冷循环来提供冷量，将氖由气态转变为液态和固态以达到分离目的。 氖和氦的 沸点 相差23K左右，所以可以控制温度使高沸点的氖冷凝，氦保持气态不变来进行分离。此方法能得到高纯度的氖，最高纯度可达99.9%。
吸附法
按照解吸方法的不同有变温吸附法和变压吸附法。 变温吸附是在高压、低温的条件下进行吸附，在低压、高温下进行解吸， 吸附剂 通常使用 活性炭 。此方法制得的氖纯度可达99.9%，提取率为82%，解吸彻底且提取率高，但操作复杂，能耗高。 变压吸附法吸附床层的温度几乎不变，只利用压力效应进行解吸。分两阶段提取氖和氦，先将氦、氖混合气在 液氮 温度下吸附分离得到粗氖和氦，再进一步加压进行第二次吸附得到纯氖和纯氦。
结构
氖有一个封闭壳结构 氖 原子 有10个核外电子，在正常情况下，有两个电子处于1s态，两个电子处于2s态，六个电子处于2p态，电子排布1s 2 2s 2 2p 6 ，有3个壳层，即1s，2s和2p层，1s和2s层的 电子云 呈球形对称分布, 2p层呈 纺锤形 ， 这就是氖原子的 基态 。
其基态为 1 s 0 ，具有零 自旋 和轨道 角动量 ，n=2 外层 充满2个s 电子 和6个p电子。 当氖原子受激时，通常只有一个2p电子会被激发到较高能态，其余电子仍保留在原态。所以氖原子可能会形成1s 2 2s 2 2p 5 3S，1s 2 2s 2 2p 5 3p，1s 2 2s 2 2p 5 4s，1s 2 2s 2 2p 5 5s等一些 受激态 。 激发 原子 需要改变 主量子数 至n=3层，因此需要大量能量，以上事实和零角动量说明氖具有情性。
氖是 立方晶系 晶体结构 ， 晶格 常数 为a=4.52Å(-253℃)， 晶体为A1型密堆积，因为 沸点 较低，所以氖晶体一般只在低温下存在。
安全事宜
危害
氖气无毒，但浓度过高时会使空气中氧分压降低，从而导致窒息， 表现为呼吸加快，注意力不集中、 脊髓小脑性共济失调 ，随后出现疲倦、乏力、烦躁不安、恶心、呕吐、 昏迷 、抽搐，甚至死亡。 液态氖与皮肤接触会引起冻伤。
氖气泄露后，应保持通风，使用带隔绝式呼吸器的气密性 化学 防护服， 误吸入氖气后应立刻远离泄漏源到通风、空气新鲜的地方，必要时进行人工呼吸，并及时就医。
储存
需将盛放氖气的容器密封在干燥通风的地方， 若在建筑物内贮存，应保持通风良好，且建筑物要有耐火条件或设备， 钢瓶盛装的氖是浓缩气体，受热时容器内压增大，可能会有开裂和爆炸危险。
消防
着火时，需要用雾状水保持氖钢瓶的冷却。