ما هو نيون؟
نيون (رمزه Ne) هو العنصر 10 في الجدول الدوري، وينتمي إلى غاز نبيل في الدورة 2 والمجموعة 18. خامل كيميائياً ولا يُنسى بصرياً: النيون هو التوهج البرتقالي الأحمر الذي ميّز مدينة القرن العشرين ليلاً. في درجة حرارة الغرفة، يكون غازاً.
القصة
ماهيّة نيون وكيف اكتشفناه
غاز نبيل خامل يتوهج باللون البرتقالي الأحمر في أنابيب التفريغ.
اكتشاف نيون
اكتشاف النيون
William Ramsay وMorris Travers
يمثل اكتشاف النيون في 1898 أحد أكثر الإنجازات انتظاماً ومنهجية في تاريخ الكيمياء. كان Sir William Ramsay، الذي اشتهر من قبل باكتشاف آرغون (1894) وعزل الهيليوم (1895)، قد تعاون مع مساعده الشاب Morris William Travers في University College London للبحث عن غازات نبيلة إضافية.
كان Ramsay، المولود في Glasgow عام 1852، مهووساً بالفراغات الموجودة في الجدول الدوري. فقد تنبأ القانون الدوري لـ Dmitri Mendeleev بوجود عناصر بين الهيليوم وآرغون، لكن لم يُعثر على أي منها. وباستخدام تنبؤات Mendeleev بشأن الأوزان الذرية، حسب Ramsay أن كتلة عنصر غير مكتشف ينبغي أن تكون نحو 20.
الرحلة التجريبية
في 12 June 1898، بدأ Ramsay وTravers أكثر تجاربهما طموحاً. جمعا 15 liters من آرغون السائل، وهي كمية هائلة تطلبت أسابيع من التقطير التجزيئي للهواء السائل. ثم بخّرا هذا الآرغون السائل ببطء مع جمع الجزأين الأول والأخير، انطلاقاً من أن أي غازات أخف أو أثقل ستنفصل أثناء التبخر.
جاء الاختراق عندما فحصا الجزء الأول (الذي يحتوي على الغازات الأخف) باستخدام أنبوب Plücker الذي حصلا عليه حديثاً، وهو شكل مبكر من أنابيب التفريغ الغازي. وعندما طبقا جهداً عالياً على الغاز المجهول، أنتج توهجاً برتقالياً أحمر ساطعاً يختلف عن أي شيء شاهداه من قبل. وكتب Travers لاحقاً: "كان المنظر مبهجاً للنظر."
التسمية والتأكيد
اقترح Ramsay فوراً اسم "neon" المشتق من الكلمة اليونانية "neos" التي تعني "جديد"، تعبيراً عن حماسهما لاكتشاف هذا العنصر الجديد الساطع. وقضيا الأشهر التالية في تأكيد خصائص النيون: الكتلة الذرية (20.2)، والخطوط الطيفية، والخمول الكيميائي.
تطلب التأكيد تحليلاً طيفياً دقيقاً وشاقاً. إذ ينتج كل عنصر خطوطاً طيفية فريدة عند إثارته، فتعمل هذه الخطوط كبصمة ذرية. وأظهر طيف النيون خطوطاً عند أطوال موجية محددة لم تُرصد من قبل، مما أثبت بصورة قاطعة أنهما عزلا عنصراً جديداً.
الأثر والتقدير
أكسب اكتشاف Ramsay للغازات النبيلة (الهيليوم، والنيون، وآرغون، والكريبتون، والزينون) بين 1894-1898 جائزة Nobel Prize in Chemistry لعام 1904. وأثبت عمله أن جدول Mendeleev الدوري كان غير مكتمل، وأدى إلى إضافة مجموعة جديدة كاملة—المجموعة 18، الغازات النبيلة.
كان للاكتشاف آثار عملية فورية. ففي غضون عامين، طور Georges Claude في France أول إضاءة نيون، وحوّل الغاز الذي عزله Ramsay وTravers بشق الأنفس إلى منتج تجاري. وبحلول 1910، كانت لافتات النيون تضيء شوارع Paris، فبدأت تحول المشاهد الليلية للمدن حول العالم.
الإرث العلمي
إلى جانب تطبيقاته التجارية، غيّر اكتشاف النيون فهمنا للبنية الذرية تغييراً جوهرياً. فقدمت الخواص الكيميائية الخاملة للغازات النبيلة دليلاً مهماً على نظرية الأغلفة الإلكترونية، وساعدت العلماء على فهم سبب تكوين الذرات للروابط الكيميائية. وأصبح غلاف النيون الإلكتروني الخارجي المكتمل (توزيع 2-8) نموذجاً لفهم الاستقرار الكيميائي.