Sciences · Éléments chimiques
Néon
Le néon (Ne, numéro atomique 10) est un gaz noble incolore et inerte, présent en traces dans l’air. Traversé par un courant électrique, il émet la lueur rouge-orangé des célèbres enseignes lumineuses.
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Le néon a donné son nom à toute une famille d’éclairages, alors même que la plupart des « néons » de bureau n’en contiennent pas. Ce gaz noble, très peu réactif, est rare dans l’air mais abondant dans l’Univers. Il reste indispensable à certains lasers et à la fabrication des puces électroniques.
Fiche d’identité
| Caractéristique | Valeur |
|---|---|
| Symbole | Ne |
| Numéro atomique | 10 |
| Masse atomique | 20,180 u |
| Famille | Gaz noble (groupe 18, période 2) |
| État à 20 °C | Gaz |
| Fusion | −248,6 °C |
| Ébullition | −246,0 °C |
| Découverte | juin 1898, William Ramsay et Morris Travers |
| Abondance | 18,2 ppm dans l’air sec ; environ 5ᵉ élément de l’Univers |
Propriétés
Le néon possède une couche externe de huit électrons, complète : il ne forme aucun composé chimique stable connu, ce qui en fait, avec l’hélium, l’élément le plus inerte (voir gaz nobles). C’est un gaz monoatomique, incolore et inodore, plus léger que l’air.
Sous l’effet d’une décharge électrique, ses électrons sont excités puis retombent en émettant une lumière concentrée dans le rouge et l’orange : c’est son spectre d’émission, une signature utilisée pour identifier les éléments (voir spectre électromagnétique).
Le néon liquide a une capacité de réfrigération, par litre, bien supérieure à celle de l’hélium liquide, pour un coût inférieur à celui-ci.
Isotopes
| Isotope | Part naturelle |
|---|---|
| Néon 20 | environ 90,5 % |
| Néon 22 | environ 9,3 % |
| Néon 21 | environ 0,3 % |
Les rapports entre isotopes du néon varient selon les sources (atmosphère, manteau terrestre, météorites, vent solaire) : les géochimistes s’en servent pour retracer l’origine des gaz de la Terre.
Où le trouve-t-on ?
Dans l’Univers, le néon est produit dans les étoiles massives, par fusion du carbone (voir cycle de vie des étoiles). Sur Terre, il est rare : trop léger et trop inerte pour être retenu dans les roches, il a en grande partie échappé à la planète lors de sa formation. La seule source exploitable est l'atmosphère.
Production
Le néon est un sous-produit de la distillation fractionnée de l’air liquide, réalisée à grande échelle pour produire oxygène et azote dans les unités de séparation des gaz de l’air, notamment des aciéries. Comme l’air n’en contient qu’environ 18 ppm, il faut traiter des dizaines de tonnes d’air pour obtenir un kilogramme de néon. L'Ukraine a longtemps fourni une part importante du néon purifié destiné aux semi-conducteurs, ce qui a provoqué des tensions sur les prix lors de la guerre en Ukraine.
Usages
- Enseignes lumineuses : un tube de verre rempli de néon à basse pression brille en rouge-orangé. Les autres couleurs s’obtiennent avec d’autres gaz (argon et mercure pour le bleu) ou des tubes enduits de poudres fluorescentes.
- Lithographie des puces : le néon est le gaz porteur des lasers excimères (fluorure d’argon, fluorure de krypton) qui gravent les circuits intégrés.
- Laser hélium-néon : faisceau rouge à 632,8 nm, longtemps utilisé dans les lecteurs de codes-barres et toujours en métrologie (voir laser).
- Indicateurs et parafoudres : lampes témoins à néon, tubes de protection contre les surtensions.
- Cryogénie : refroidissement vers 27 K pour certains instruments.
Rôle biologique et toxicité
Le néon n’a aucun rôle biologique et n’est pas toxique. Comme tout gaz inerte, il peut provoquer une asphyxie s’il remplace l’oxygène dans un local confiné.
Histoire du nom
En mai 1898, William Ramsay et Morris Travers, à l’University College de Londres, découvrent le krypton dans l’air liquide. Quelques semaines plus tard, en distillant de l’argon solidifié, ils obtiennent un nouveau gaz qui, placé dans un tube à décharge, produit une lumière rouge éclatante. Le fils de Ramsay, âgé de 13 ans, aurait suggéré le latin novum ; Ramsay préfère le grec équivalent, neon, « nouveau ».
Le Français Georges Claude, qui produisait industriellement des gaz de l’air, présente en décembre 1910 au Salon de l’automobile de Paris les premiers tubes à néon d’éclairage. Les enseignes publicitaires se répandent dans les années 1920, d’abord en France puis aux États-Unis.
Questions fréquentes
Les tubes « néon » contiennent-ils du néon ?
Les tubes fluorescents d’éclairage, non : ils contiennent de l’argon et un peu de vapeur de mercure, avec une poudre fluorescente. Seules les enseignes rouge-orangé utilisent du néon pur.
Pourquoi le néon est-il si rare sur Terre alors qu’il est abondant dans l’Univers ?
Il ne forme aucun composé et ne peut donc pas être piégé dans les minéraux. Lors de la formation de la Terre, il s’est en grande partie échappé.
Le néon est-il dangereux ?
Non toxique, il présente seulement un risque d’asphyxie en espace clos, comme l’azote ou l’argon.