氖是由英国化学家威廉·拉姆齐爵士（1852–1916）和莫里斯·特拉弗斯（1872–1961）于1898年在伦敦发现的。拉姆齐爵士将一份空气样本冷却至液态，然后将液体加热并捕获气体在沸腾时释放出来。氮、氧和氩等气体已被确认，但剩下的气体在1898年5月底开始的六周内按其丰度顺序被分离出来。首先被确认的是氪气。在去除了氪气后，接下来发现了一种气体，它在光谱放电下发出明亮的红光。这种气体在6月份被鉴定为"氖"，这个名称是由拉姆齐的儿子提出的，它是希腊语中"新的"的类比词。当气体激发时，气体状态下的氖会发出典型的明亮橙红色光芒，这一特点立即被注意到。
特拉弗斯后来写道："管中鲜红色的光芒讲述了自己的故事，这是一个值得深思熟虑且难以忘怀的景象。"除氖外，还报道了第二种气体，其密度与氩大致相同，但光谱不同。拉姆齐和特拉弗斯将其命名为"气体"（metargon）。然而，随后的光谱分析揭示它实际上是被一氧化碳污染的氩气。最终，同一团队于1898年9月通过相同的方法发现了氙气。由于氖的稀缺性，无法像氮气一样迅速应用于照明，而氮气则在20世纪初商业化应用于摩尔管。1902年后，乔治·克洛德的公司空气液化公司作为其空气液化业务的副产品大规模生产氖。1910年12月，克洛德基于密封的氖管演示了现代氖照明。由于其强烈的亮度，克洛德尝试将氖管销售用于室内家庭照明，但市场未能成功，因为业主们对这种颜色表示反感。在1912年，克洛德的合作伙伴开始将氖放电管作为吸引眼球的广告标志销售，取得了立竿见影的成功。1923年，氖管首次进入美国，由洛杉矶一家Packard汽车经销商购买了两个大型氖标志。强烈的颜色和引人注目的红色使氖广告与竞争完全不同。氖的明亮色彩与当时的美国社会联系在一起，暗示着"百年进步"，将城市变成了充满辐射性广告和"电子图形建筑"的新环境。
氖在1913年的基本原子理解中发挥了作用，当时J.J. 汤姆森作为对射线组成的探索的一部分，将氖离子流引导通过磁场和电场，并用照相底片测量了流的偏转。汤姆森在照相底片上观察到了两个不同的光斑（见图像），这表明存在两个不同的偏转抛物线。汤姆森最终得出结论，氖气体中的一些原子质量高于其他原子。尽管当时汤姆森并未理解，但这是首次发现稳定原子的同位素。汤姆森的装置是我们现在称之为质谱仪的一个粗略版本。
图1. 关于稳定元素同位素的第一个证据来自于1913年对氖等离子体的实验。在J.J. 汤姆森的照相底片的右下角，有两个同位素氖-20和氖-22的分离撞击痕迹。
氖同位素的发现：
了解氖同位素的历程始于1913年的一系列氖等离子体实验。正是通过这些实验，首次证明了一种稳定元素的同位素存在。观察J.J. 汤姆森的照相底片，你可以清晰看到两种同位素氖-20和氖-22的不同撞击痕迹。氖，这种在霓虹灯中发出标志性光芒的惰性气体，拥有三种稳定同位素：20Ne（占90.48%）、21Ne（占0.27%）和22Ne（占9.25%）。
自然界的氖变异
产生核源性氖同位素的主要核反应是从24Mg和25Mg开始的，分别产生21Ne和22Ne，这些同位素在中子俘获后立即放出一个α粒子。产生这些反应的中子主要是由α粒子的次级溅射反应产生的，而这些α粒子又来自于铀系列衰变链。其结果导致观察到像花岗岩等富含铀的岩石中20Ne/22Ne比值降低，21Ne/22Ne比值增高的趋势。此外，暴露的陆地岩石的同位素分析表明了21Ne的宇宙成因（宇宙射线）产生。这种同位素是通过镁、钠、硅和铝的溅射反应产生的。通过分析这三种同位素，可以将宇宙成因组分与岩浆氖和核源性氖分离。这表明氖将成为确定地表岩石和陨石的宇宙暴露年龄的有用工具。太阳风中的氖含有比核源性和宇宙成因源更高比例的20Ne。在火山气体和钻石样品中观察到的氖含量也富含20Ne，这表明其可能是原始的，可能是太阳的来源。
氖：宇宙时间的指针
对地球岩石的同位素分析还揭示了氖作为宇宙时钟的作用。当宇宙射线与岩石中的镁、钠、硅和铝等元素相互作用时，它们会通过裂变反应生成氖-21同位素。通过分析这三种氖同位素的含量，科学家可以区分宇宙射线、岩浆和核发生的成分。这为估算地表岩石和陨石暴露于宇宙射线的时间提供了工具。
氖与太阳的联系
氖不仅存在于地球上，它也存在于太阳风中。有趣的是，太阳风中的氖含有更高比例的氖-20同位素，与其他来源相比。这独特的组成表明了可能的原初起源，也可能提示了氖与太阳的渊源。当我们凝视那些照亮我们周围的霓虹灯时，让我们同时对氖同位素的复杂世界感到惊叹——这个世界不仅揭示了地球的组成，还揭示了塑造我们宇宙的宇宙力量。
（注：本文主要基于以下资料：维基百科）
Wikipedia. (2023, July 31). Neon. Retrieved from: https://en.wikipedia.org/wiki/Neon
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