Przejdź do zawartości

Ksenon

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Ksenon
jod ← ksenon →
Wygląd
bezbarwny
ksenon świecący w silnym polu elektrycznym
ksenon świecący w silnym polu elektrycznym
Widmo emisyjne ksenonu
Widmo emisyjne ksenonu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.

ksenon, Xe, 54
(łac. xenon)

Grupa, okres, blok

18 (VIIIA), 5, p

Stopień utlenienia

0, +I, +II, +IV, +VI, +VIII

Właściwości metaliczne

gaz szlachetny

Właściwości tlenków

słabo kwasowe

Masa atomowa

131,29 ± 0,01[a][4]

Stan skupienia

gazowy

Gęstość

5,366 kg/m³[1]

Temperatura topnienia

−111,745 °C[1]

Temperatura wrzenia

−108,09 °C[1]

Numer CAS

7440-63-3

PubChem

23991

Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Ksenon (Xe, łac. xenon) – pierwiastek chemiczny z grupy gazów szlachetnych w układzie okresowym.

Nazwa pochodzi z gr. ksénos „dziwny”, „obcy”. Został odkryty w 1898 r. przez W. Ramsaya i Morrisa Traversa jako pozostałość po frakcjonowanej destylacji skroplonego kryptonu[6].

Charakterystyka

[edytuj | edytuj kod]

Ksenon pierwiastkowy

[edytuj | edytuj kod]

Ksenon w warunkach normalnych jest gazem bezbarwnym i bezwonnym. W stanie wolnym występuje w postaci pojedynczych atomów. Zawartość ksenonu w powietrzu wynosi 0,085 ppm.

Właściwości jądrowe

[edytuj | edytuj kod]

W 2019 r. stwierdzono doświadczalnie, że izotop 124
Xe
ulega przemianie jądrowej typu podwójny wychwyt elektronu. Czas połowicznego rozpadu dla tego procesu wynosi 1,8·1022 lat, co jest najdłuższym zaobserwowanym czasem rozpadu[7].

Związki ksenonu

[edytuj | edytuj kod]
 Zobacz też kategorię: Związki ksenonu.

Zaliczany jest do pierwiastków chemicznie biernych, ale w specjalnych warunkach tworzy związki z chlorem, fluorem i tlenem, np. XeCl
2
, XeCl
4
, XeF
2
, XeF
4
, XeF
6
, XeO
3
lub XeO
4
, a także związek jonowy XePtF
6
i podobne związki kompleksowe z różnymi metalami w charakterze atomów centralnych. Występuje w nich głównie na parzystych dodatnich stopniach utlenienia. Są one silnymi utleniaczami.

Zastosowanie

[edytuj | edytuj kod]

Silniki jonowe

[edytuj | edytuj kod]

Ze względu na dosyć dużą masę atomową, małą energię jonizacji oraz duży przekrój czynny wykorzystywany jest w silniku jonowym.

Optyka i oświetlenie

[edytuj | edytuj kod]

Stosowany jest również do wypełniania lamp błyskowych, żarówek dużej mocy i jarzeniówek. Zastosowanie w żarówkach wynika z jego bierności chemicznej oraz małej przewodności cieplnej, spowodowanej dużą masą atomową oraz tym, iż ksenon występuje w postaci atomowej. Duża masa atomowa powoduje małą prędkość średnią atomów w danej temperaturze, zaś występowanie w postaci cząsteczek jednoatomowych powoduje brak innych niż translacyjne stopni swobody, które wnoszą wkład do ciepła właściwego gazu.

Medycyna

[edytuj | edytuj kod]

Może znaleźć także zastosowanie w medycynie, ponieważ podawany drogą wziewną chroni komórki nerwowe w mózgu i rdzeniu kręgowym przed obumieraniem (np. po urazie czy udarze mózgu)[8].

Energetyka jądrowa

[edytuj | edytuj kod]

Izotop 135Xe jest jednym z produktów rozszczepienia jąder paliwa uranowego. Jednocześnie jest silnym pochłaniaczem neutronów, co oznacza, że wpływa hamująco na przebieg reakcji łańcuchowej. Nagromadzenie 135Xe w paliwie reaktora, zwane zatruciem ksenonowym, powoduje krótkotrwały, ale znaczny spadek reaktywności reaktora. Jeśli nie jest poprawnie zidentyfikowane, może prowadzić do błędnych i niebezpiecznych decyzji operatorów reaktora. Nierozpoznane zatrucie ksenonowe było jedną z przyczyn katastrofy w Czarnobylu[9].

  1. Podana wartość stanowi przybliżoną standardową względną masę atomową (ang. abridged standard atomic weight) publikowaną wraz ze standardową względną masą atomową, która wynosi 131,293 ± 0,006. W dostępnych komercyjnie produktach mogą występować znaczne odchylenia masy atomowej od podanej, z uwagi na zmianę składu izotopowego w rezultacie nieznanego bądź niezamierzonego frakcjonowania izotopowego. Znane są próbki geologiczne, w których pierwiastek ten ma skład izotopowy odbiegający od występującego w większości źródeł naturalnych. Masa atomowa pierwiastka w tych próbkach może więc różnić się od podanej w stopniu większym niż wskazana niepewność. Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.

Przypisy

[edytuj | edytuj kod]
  1. a b c d Lide 2009 ↓, s. 4-98.
  2. Lide 2009 ↓, s. 6-53.
  3. Xenon (nr 00472) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-09-30]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  4. Thomas Prohaska i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI10.1515/pac-2019-0603 (ang.).
  5. Wartość dla ciała stałego wg: Charles N. Singman, Atomic volume and allotropy of the elements, „Journal of Chemical Education”, 61 (2), 1984, s. 137–142, DOI10.1021/ed061p137 (ang.).
  6. Ignacy Eichstaedt: Księga pierwiastków. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1973, s. 75. OCLC 839118859.
  7. XENON Collaboration, Observation of two-neutrino double electron capture in 124Xe with XENON1T, „Nature”, 568 (7753), 2019, s. 532–535, DOI10.1038/s41586-019-1124-4 (ang.).
  8. New study shows xenon gas safe in surgery and could help stop nerve damaging illnesses, [w:] EurekAlert! [online], American Association for the Advancement of Science [dostęp 2020-02-16] (ang.).
  9. Carl R. Nave: HyperPhysics: „Xenon Poisoning” or Neutron Absorption in Reactors. Department of Physics and Astronomy, Georgia State University. [dostęp 2020-02-16]. (ang.).

Bibliografia

[edytuj | edytuj kod]