Neon Ne

Storia della scoperta

Dopo l'argon nel 1894 e l'elio terrestre nel 1895, William Ramsay era convinto che fra i due dovesse esserci un altro gas, e che altri ancora stessero più in basso nella colonna. Il metodo per cercarli glielo diede la criogenia: raffreddare l'aria fino a liquefarla e poi lasciarla evaporare lentamente, raccogliendo le frazioni una a una secondo il punto di ebollizione.

Nel 1898, in poche settimane, lui e Morris Travers ne trovarono tre. Il primo fu il cripton, dal residuo che restava alla fine dell'evaporazione; poi, in giugno, la frazione più volatile diede il neon; a settembre, dalla coda più pesante, uscì lo xenon. Una colonna intera della tavola periodica riempita in un anno solo, dagli stessi due uomini e con lo stesso apparecchio.

Il nome lo suggerì il figlio tredicenne di Ramsay: neos, «nuovo». Il padre avrebbe preferito qualcosa di più descrittivo, ma la parola era netta e rimase. È l'unico elemento della tavola periodica battezzato da un ragazzino.

Il riconoscimento fu immediato e visivo. Messo in un tubo di scarica, il gas nuovo emise una luce rosso-arancio così intensa e così diversa da tutto ciò che avevano visto che Travers ne scrisse in termini che nei resoconti scientifici non si usano: uno spettacolo da non dimenticare. Nessun altro gas nobile dà quel colore, ed è per questo che il neon è l'unico riconoscibile a occhio nudo.

Il passaggio dall'esperimento all'insegna lo fece Georges Claude, che nel dicembre del 1910 mostrò a Parigi una lampada a tubo riempita di neon e nel 1912 cominciò a venderne come cartelloni pubblicitari. Nel giro di vent'anni le città del mondo si riempirono di scritte luminose, e il nome dell'elemento passò a indicare qualunque insegna a tubo, anche quelle che il neon non lo contengono.

Caratteristiche

Il neon è considerato l'elemento chimicamente meno reattivo della tavola periodica: non si conoscono molecole neutre stabili che lo contengano, e nemmeno il fluoro, che strappa elettroni a tutto, riesce a legarlo. Il guscio esterno completo e la piccola dimensione dell'atomo lo rendono più restio perfino dell'elio, che in condizioni estreme qualche composto lo forma.

Il colore della luce dipende dalle transizioni degli elettroni eccitati dalla scarica, che nel neon cadono quasi tutte nel rosso e nell'arancione. È una proprietà dell'atomo e non del tubo: qualunque insegna riempita di neon puro dà quel colore, e per averne altri si usano altri gas o si rivestono i tubi di fosfori.

Liquefa a 27 kelvin, e ha una capacità refrigerante per unità di volume più di quaranta volte quella dell'elio liquido: dove non serve arrivare vicino allo zero assoluto ma serve portare via molto calore, il neon liquido fa il lavoro con impianti molto più piccoli.

Nell'universo il neon è il quinto elemento per massa, dopo idrogeno, elio, ossigeno e carbonio, perché si forma facilmente nella fusione stellare. Sulla Terra è raro perché è leggero e inerte: non si lega a nulla che lo trattenga, e quello che c'era è in gran parte sfuggito nello spazio quando il pianeta era ancora caldo.

Usi e presenza in natura

Le insegne restano l'impiego più visibile: tubi di vetro riempiti a bassa pressione, elettrodi alle estremità, qualche migliaio di volt. Il rosso-arancio è quello del neon puro; gli altri colori si ottengono con argon e mercurio più un rivestimento di fosfori, ma l'insegna continua a chiamarsi al neon per abitudine.

L'impiego che ne consuma di più oggi è invisibile e recente: i laser a eccimeri delle macchine per la fotolitografia, quelle con cui si stampano i circuiti dei microprocessori, usano miscele in cui il neon è il componente principale. È il motivo per cui una crisi di fornitura del neon si ripercuote sulla produzione mondiale di semiconduttori.

Il resto va nella criogenia industriale, dove il neon liquido raffredda rivelatori e apparati che lavorano fra i venticinque e i quaranta kelvin, e nei tubi a vuoto ad alta tensione, dove serve un gas che non reagisca con gli elettrodi né con il vetro.

Curiosità

Il figlio di Ramsay, che propose il nome, aveva suggerito la parola greca per «nuovo» perché era esattamente quello che il padre continuava a ripetere in casa in quei mesi. Nel giro di poche settimane, con lo stesso apparecchio, di nuovi ne sarebbero arrivati altri due.

Il neon industriale è un sottoprodotto della separazione dell'aria negli impianti siderurgici, e per ragioni storiche una quota rilevante di quello purificato veniva da pochi stabilimenti in Ucraina: quando quelle forniture si sono interrotte, l'industria dei semiconduttori ha scoperto di dipendere da un gas che quasi nessuno sapeva di usare.