24 janvier 2020 | La Revue POLYTECHNIQUE 01/2020 | Atomes

Atomes (1/2020)

Le néon occupe la dixième case et la dernière colonne – celle de l’hélium – du tableau périodique des éléments. Sa dernière couche électronique étant saturée, le néon est un gaz rare, pratiquement inerte, tout comme les autres occupants de la 18^e colonne : l’argon, le krypton, le xénon et le radon.

Le néon a été découvert en 1898 en Grande-Bretagne par Sir William Ramsay et Morris Travers, dans l’air liquéfié. Son nom vient du grec νέος (neos) qui signifie « nouveau ». À partir de 1902, la compagnie l’Air liquide en produisit des quantités industrielles en tant que sous-produit du procédé de fabrication de l’air liquide. Sir William Ramsay découvrit également tous les autres gaz rares, à l’exception du radon.

Composé de dix neutrons, dix protons et dix électrons, le néon possède trois isotopes stables, ²⁰Ne (le plus abondant), ²¹Ne, ²²Ne et seize radioisotopes, allant de ¹⁶Ne à ³⁴Ne, tous à vie courte. Le radioisotope ayant la plus longue demi-vie est ²⁴Ne avec 3,38 min. Tous les autres ont une demi-vie inférieure à une minute, la plupart inférieure à une seconde. L’isotope le moins stable est ¹⁶Ne avec une demi-vie de 9 x 10⁻²¹ s !

Bien qu’il soit un gaz inerte, le néon peut former un dimère de formule Ne₂, ainsi qu’un composé avec le fluor. Les ions Ne⁺, NeAr⁺, NeH⁺ et NeHe⁺ ont été étudiés dans la recherche optique et la spectrométrie de masse. Le néon forme également un hydrate instable. On le trouve sous forme de traces dans l’atmosphère, où sa concentration est de 18 ppm, mais comme l’hélium, il est beaucoup plus abondant dans l’Univers. Sa masse atomique standard est de 20,1797 et sa masse volumique de 0,90032 g/l (1 atm, 0 °C). Il est donc plus léger que l’air. Son point d’ébullition est de -246,053 °C et son point de fusion -248,5939 °C. Le domaine du néon (25,409 °C) liquide est le plus étroit de tous les éléments.

Les utilisations industrielles du néon sont assez limitées. La couleur rouge orangé qu’il émet dans les tubes à vide est largement utilisée pour les enseignes lumineuses, car il a la décharge la plus intense de tous les gaz nobles. Il faut relever toutefois que le nom de « tube néon » est un abus de langage, car de nombreux autres gaz sont utilisés dans ces tubes, qu’il faut appeler « tubes fluorescents » ou « tubes luminescents ». Le néon est également utilisé dans les écrans de télévision en mélange avec le xénon, ainsi que dans certains lasers.

Le néon liquéfié est utilisé commercialement comme réfrigérant cryogénique. À volume égal, il possède quarante fois la capacité de réfrigération de l’hélium liquide et trois fois celle de l’hydrogène liquide. Dans la plupart des applications, c’est un réfrigérant moins cher que l’hélium.