Hoy seguimos recorriendo la tabla periódica de la serie Conoce tus elementos, en la que estudiamos cada elemento químico y las cosas que lo hacen especial, siguiendo la filosofía de El Tamiz, “antes simplista que incomprensible”. Después de hablar, en la última entrada de la serie, acerca del flúor, continuamos con el elemento de diez protones: el neón.

Probablemente recuerdes la segunda entrada de la serie, en la que hablamos acerca del helio. El neón tiene propiedades bastante similares a ese gas, puesto que, como él, no tiene necesidad ni de ganar ni de perder electrones para ser estable: al tener diez protones y, por tanto, diez electrones si no está ionizado, sus capas electrónicas están completas (dos en la primera capa, como el helio, y ocho en la segunda).

De ahí que, como el helio, el neón sea uno de los denominados gases inertes o gases nobles, ambos nombres que hacen referencia a la naturaleza “aislada” de estos gases (como otros que veremos más adelante en la serie). Lo cierto es que estos nombres no son adecuados, puesto que estos gases sí son capaces de reaccionar con elementos “menos nobles”, pero también es verdad que es muy raro que esto ocurra.

De hecho, casi todos los gases inertes fueron descubiertos muy tarde. Ya hablamos de cómo el helio fue descubierto no en la Tierra (en la que hay muy poco), sino en el Sol. El caso del neón es algo diferente, pero también fue descubierto hace relativamente poco - al no reaccionar prácticamente nunca, y ser un gas bastante ligero, hay muy poco en la Tierra. No está asociado a ningún otro elemento en las rocas ni en los seres vivos, y escapa con relativa facilidad de la atmósfera.

Sin embargo, la naturaleza esquiva y aislada de este gas no pudo eludir la curiosidad de los científicos. Ya dijimos en entradas anteriores cómo, poco a poco, los químicos fueron analizando cada uno de los gases componentes de la atmósfera, principalmente el oxígeno y el nitrógeno, sus dos componentes fundamentales. Al principio se pensó que eran los únicos gases del aire, pero llegó un momento en el que los científicos se dieron cuenta de que algo no encajaba.

Por un lado, era posible obtener nitrógeno del aire muy fácilmente, simplemente realizando una condensación y destilación fraccionada de aire atmosférico, eliminando el oxígeno. Por otro lado, los químicos podían obtener nitrógeno a partir de reacciones químicas en las que se liberase este gas…y los dos nitrógenos no eran iguales. El nitrógeno obtenido mediante reacciones químicas era más denso que el nitrógeno del aire. El escocés William Ramsay y otros químicos de la época estaban seguros de que esto se debía a que el supuesto “nitrógeno” del aire estaba mezclado con otros gases menos densos, también inertes. Condensando y destilando este “falso nitrógeno”, Ramsay logró descubrir varios gases inertes - entre ellos, el neón, el “nuevo”, “el recién llegado”. Ramsay recibiría el Premio Nobel en 1904 por el descubrimiento de estos gases.

William Ramsay en su laboratorio.

Todo hay que decirlo, estos nuevos elementos inertes no son demasiado emocionantes: durante mucho tiempo se pensó que nunca jamás reaccionaban (de ahí el nombre). Hoy sabemos que no es así: ya mencionamos al hablar del flúor que ese elemento es tan reactivo que es capaz de “robar” electrones a los gases nobles y reaccionar con ellos. El neón puede formar iones con otros elementos, aunque no sea algo que ocurra habitualmente, como tampoco ocurre con el helio.

De hecho, uno de los principales usos del neón es muy similar al del helio: es un buen refrigerante, puesto que permanece líquido a temperaturas muy bajas (hasta unos -249 °C a presión atmosférica) y tiene un calor específico bastante alto, además de no reaccionar con las paredes que lo contienen. Aunque, si se quiere refrigerar algo a temperaturas más bajas que ésa, hace falta helio, si no se necesita llegar tan lejos el neón es más recomendable porque es mucho más barato de producir que el helio (hay más cantidad en la atmósfera, pues es más pesado y no escapa tan fácilmente).

El neón, a presión y temperatura normales, es un gas incoloro, de modo que no voy a poner una foto. Al no reaccionar casi con nada, no es peligroso (el único peligro es el mismo que el del helio, que no te des cuenta de que no estás respirando oxígeno), y en cualquier caso es muy raro ver cantidades suficientemente grandes de este gas. Es casi seguro que has visto neón, pero una cantidad muy pequeña y dentro de un tubo: las luces de neón, o tubos de neón.

La mayor parte de las fuentes que he podido encontrar afirman que las primeras luces de neón fueron mostradas al mundo por el genial y excéntrico Nikola Tesla en la Exposición Mundial de Chicago en 1893. Sin embargo, todas las fuentes que he leído acerca del neón afirman que Ramsay lo aisló en 1898. ¿Cómo es posible entonces que Tesla lo emplease en sus luces de neón cinco años antes? No lo sé, y si algún lector avispado puede informarnos, mucho mejor. Es posible que Tesla emplease una mezcla de gases inertes sin saber cuáles estaban allí, y que el nombre de “luces de neón” fuera posterior, no lo sé.

En cualquier caso, el uso más conocido del neón es precisamente ése: como parte de los tubos de neón. Los actuales son simplemente tubos de cristal herméticamente cerrados, dentro de los cuales está hecho casi el vacío: sólo hay neón a una presión bajísima, de unos cuantos milímetros de mercurio (unas setenta veces menos que la presión atmosférica). Cada extremo del tubo tiene un electrodo, y cuando se aplica una diferencia de potencial entre ellos suficientemente grande (que suele ser muy alta, de unos cuantos miles de voltios), el neón se ioniza y brilla con una luz característica, el pico de su espectro de emisión, que es de un color rojo intenso.

Tubo de neón. Crédito: Wikipedia (Creative Commons Sharealike License).

Claro, hoy en día se usan también otros gases y se realizan distintos procesos para obtener colores diferentes, pero seguimos llamando a todos estos tubos “tubos de neón”, incluso cuando no tienen absolutamente nada de este gas. La utilidad de este tipo de luces es que es posible hacer que el tubo sea muy largo, y que se curve con formas arbitrariamente complicadas: mientras tenga neón dentro, el gas se ionizará y brillará a lo largo de todo el tubo. Si se hiciera algo parecido con un filamento de metal, sería muy fácil que se rompiese, sobre todo si se enciende y apaga repetidas veces (el metal se contrae y dilata hasta partirse). Por eso suele usarse este tipo de luces cuando se quiere una señal parpadeante - al menos, por eso se usaban. Hoy en día es más barato y eficaz utilizar conjuntos de LEDs, de modo que los tubos de neón probablemente tengan sus días contados.

El neón también se utiliza, en combinación con el helio, para fabricar láseres de baja potencia (pero bastante baratos), los láseres de helio-neón, o láseres HeNe. En este caso se hace algo parecido a lo que ocurre en un tubo de neón, pero en este caso el tubo no es transparente y hay un juego de espejos que convierten a los gases en una especie de “cámara de resonancia” de la que sale un rayo de luz coherente, de color rojo intenso.

Pero, aparte de estos usos (relativamente menores), el neón no se utiliza a gran escala. De hecho, me atrevería a decir que es uno de los elementos (junto con otros de los gases inertes) menos fascinantes de la tabla periódica, y esta entrada va a ser más corta que otras de la serie. En la próxima nos dedicaremos a un elemento más interesante, el de once protones: el sodio.