- Ксенон
-
Запрос «Xe» перенаправляется сюда; об американской частной военной организации см. Academi.
54 Иод ← Ксенон → Цезий Внешний вид простого вещества Свойства атома Имя, символ, номер Ксено́н / Xenon (Xe), 54
Атомная масса
(молярная масса)Электронная конфигурация [Kr] 4d10 5s2 5p6
Радиус атома Химические свойства Ковалентный радиус Радиус иона Электроотрицательность 2,6 (шкала Полинга)
Электродный потенциал 0
Степени окисления 0, +1, +2, +4, +6, +8
Энергия ионизации
(первый электрон)Термодинамические свойства простого вещества Плотность (при н. у.) 3,52 (при −107,05 °C); 0,005894 (при 0 °C) г/см³
Температура плавления 161,3 К (-111,85 °C)
Температура кипения 166,1 К (-107,05 °C)
Теплота плавления 2,27 кДж/моль
Теплота испарения 12,65 кДж/моль
Молярная теплоёмкость 20,79[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём Кристаллическая решётка простого вещества Структура решётки кубическая
гранецентрированаяПараметры решётки 6,200 Å
Прочие характеристики Теплопроводность (300 K) 0,0057 Вт/(м·К)
54 КсенонXe131,294d105s25p6 Ксено́н — элемент главной подгруппы восьмой группы, пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 54. Обозначается символом Xe (лат. Xenon). Простое вещество ксенон (CAS-номер: 7440-63-3) — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха.
Содержание
История
Открыт в 1898 году английскими учеными У.Рамзаем и У. Рэлей как небольшая примесь к криптону.
Происхождение названия
От греч. ξένος — чужой. Открыт в 1898 английскими исследователями У. Рамзаем и М. Траверсом, которые подвергли медленному испарению жидкий воздух и спектроскопическим методом исследовали его наиболее труднолетучие фракции. Ксенон был обнаружен как примесь к криптону, с чем связано его название. Ксенон — весьма редкий элемент. При нормальных условиях 1000 м3 воздуха содержат около 87 см3 ксенона.
Распространённость
В солнечной системе
Ксенон относительно редок в атмосфере Солнца, на Земле, в составе астероидов и комет. Концентрация ксенона в атмосфере Марса аналогична земной: 0.08 миллионной доли[3], хотя содержание 129Xe на Марсе выше, чем на Земле или Солнце. Поскольку данный изотоп образуется в процессе радиоактивного распада, полученные данные могут свидетельствовать о потере Марсом первичной атмосферы, возможно, в течение первых 100 миллионов лет после формирования планеты[4][5]. У Юпитера, напротив, необычно высокая концентрация ксенона в атмосфере — почти в два раза выше, чем у Солнца[6].
Земная кора
Ксенон находится в земной атмосфере в крайне незначительных количествах, 0,087±0,001 миллионной доли (μL/L), а также встречается в газах, испускаемых некоторыми минеральными источниками. Некоторые радиоактивные изотопы ксенона, например, 133Xe и 135Xe, получаются как результат нейтронного облучения ядерного топлива в реакторах.
Определение
Качественно ксенон обнаруживают с помощью эмиссионной спектроскопии (характеристические линии 467,13 нм и 462,43 нм). Количественно его определяют масс-спектрометрически, хроматографически, а также методами абсорбционного анализа[2].
Свойства
Физические
Температура плавления −112 °C, температура кипения −108 °C, свечение в разряде фиолетовым цветом.
Химические
Первый инертный газ, для которого были получены настоящие химические соединения. Примерами соединений могут быть дифторид ксенона, тетрафторид ксенона, гексафторид ксенона, триоксид ксенона, ксеноновая кислота и другие.
Первое соединение ксенона было получено Нилом Барлеттом реакцией ксенона с гексафторидом платины в 1962 г. В течение двух лет после этого события было получено уже несколько десятков соединений, в том числе фториды, которые являются исходными веществами для синтеза всех остальных производных ксенона.
В настоящее время описаны фториды ксенона и их различные комплексы, оксиды, оксифториды ксенона, малоустойчивые ковалентные производные кислот, соединения со связями Xe-N, ксенонорганические соединения. Относительно недавно был получен комплекс на основе золота, в котором ксенон является лигандом. Существование ранее описанных относительно стабильных хлоридов ксенона не подтвердилось (позже были описаны эксимерные хлориды с ксеноном).
Изотопы
Для ксенона известны изотопы с массовыми числами от 110 до 147, и 12 ядерных изомеров. Из них стабильными являются изотопы с массовыми числами 124, 126, 128, 129, 130, 131, 132, 134, 136. Остальные изотопы радиоактивны, самые долгоживущие -- 127Xe (период полураспада 36.345 суток) и 133Xe (5,2475 суток), период полураспада остальных изотопов не превышает 20 часов. Среди ядерных изомеров наиболее стабильны 131Xem с периодом полураспада 11,84 суток, 129Xem (8.88 суток) и 133Xem (2.19 суток)[7]
Изотоп ксенона с массовым числом 135 (период полураспада 9,14 часа) имеет максимальное сечение захвата тепловых нейтронов среди всех известных веществ — примерно 3 миллиона барн для энергии 0,069 эВ[8], его накопление в ядерных реакторах в результате цепочки β-распадов ядер теллура-135 и иода-135 приводит к эффекту так называемого отравления ксеноном (см. также Йодная яма).
Этот раздел не завершён. Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.Получение
Ксенон получают как побочный продукт производства жидкого кислорода на металлургических предприятиях.
В промышленности ксенон получают как побочный продукт разделения воздуха на кислород и азот. После такого разделения, которое обычно проводится методом ректификации, получившийся жидкий кислород содержит небольшие количества криптона и ксенона. Дальнейшая ректификация обогащает жидкий кислород до содержания 0.1-0.2 % криптоно-ксеноновой смеси, которая отделяется адсорбированием на силикагель или дистилляцией. В заключение, ксеноно-криптоновый концентрат может быть разделён дистилляцией на криптон и ксенон, подробнее здесь.
Из-за своей малой распространенности, ксенон гораздо дороже более легких инертных газов.
Применение
Несмотря на высокую стоимость, ксенон незаменим в ряде случаев:
- Ксенон используют для наполнения ламп накаливания, мощных газоразрядных и импульсных источников света (высокая атомная масса газа в колбах ламп препятствует испарению вольфрама с поверхности нити накаливания).
- Радиоактивные изотопы (127Xe, 133Xe, 137Xe, и др.) применяют в качестве источников излучения в радиографии и для диагностики в медицине, для обнаружения течи в вакуумных установках.
- Фториды ксенона используют для пассивации металлов.
- Ксенон как в чистом виде, так и с небольшой добавкой паров цезия-133, является высокоэффективным рабочим телом для электрореактивных (главным образом — ионных и плазменных) двигателей космических аппаратов.
- В конце XX века был разработан метод применения ксенона в качестве средства для общего наркоза и обезболивания. Первые диссертации о технике ксенонового наркоза появились в России в 1993 г. В 1999 году ксенон был разрешён к медицинскому применению в качестве средства для общего ингаляционного наркоза[9].
- В наши дни ксенон проходит апробацию в лечении зависимых состояний[10].
- Жидкий ксенон иногда используется как рабочая среда лазеров .
- Фториды и оксиды ксенона предложены в качестве мощнейших окислителей ракетного топлива, а также в качестве компонентов газовых смесей для лазеров.
- В изотопе 129Xe возможно поляризовать значительную часть ядерных спинов для создания состояния с сонаправленными спинами — состояния называемого гиперполяризацией.
- Для транспортировки фтора, проявляющего сильные окисляющие свойства.
Биологическая роль
Ксенон не играет никакой биологической роли.
Физиологическое действие
- Газ ксенон безвреден, но способен вызвать наркоз (по физическому механизму), а в больших концентрациях (более 80 %) вызывает асфиксию.
- Вследствие более низкой скорости звука в ксеноне, чем в воздухе, заполнение ксеноном лёгких и выдыхание при разговоре приводит к значительному понижению тембра голоса (эффект, обратный эффекту гелия).
- Фториды ксенона ядовиты, ПДК в воздухе 0,05 мг/м³.
Примечания
- ↑ 1 2 3 Size of xenon in several environments (англ.). www.webelements.com. Проверено 6 августа 2009.
- ↑ 1 2 Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 548-549. — 671 с. — 100 000 экз.
- ↑ Williams, David R. Mars Fact Sheet. NASA (September 1, 2004). Архивировано из первоисточника 16 июля 2011. Проверено 10 октября 2007.
- ↑ Schilling, James Why is the Martian atmosphere so thin and mainly carbon dioxide?. Mars Global Circulation Model Group. Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 10 октября 2007.
- ↑ Zahnle, Kevin J. (1993). «Xenological constraints on the impact erosion of the early Martian atmosphere». Journal of Geophysical Research 98 (E6): 10,899–10,913. DOI:10.1029/92JE02941. Проверено 2007-10-10.
- ↑ Mahaffy, P. R.; Niemann, H. B.; Alpert, A.; Atreya, S. K.; Demick, J.; Donahue, T. M.; Harpold, D. N.; Owen, T. C. (2000). «Noble gas abundance and isotope ratios in the atmosphere of Jupiter from the Galileo Probe Mass Spectrometer». Journal of Geophysical Research 105 (E6): 15061–15072. DOI:10.1029/1999JE001224. Проверено 2007-10-01.
- ↑ http://amdc.in2p3.fr/nubase/Nubase2003.pdf
- ↑ www.ippe.ru/podr/abbn/libr/pdf/54xe.pdf
- ↑ О РАЗРЕШЕНИИ МЕДИЦИНСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ. Приказ. Министерство здравоохранения РФ. 08.10.99 363 :: Инновации и предпринимательство: гранты, технологии, патенты
- ↑ Ксенон — новое слово в наркологии
Ссылки
Ксенон на Викискладе? Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 H He 2 Li Be B C N O F Ne 3 Na Mg Al Si P S Cl Ar 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 7 Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo Щелочные металлы Щёлочноземельные металлы Лантаноиды Актиноиды Переходные металлы Другие металлы Металлоиды Другие неметаллы Галогены Инертные газы Оксид-дифторид ксенона (XeOF2) • Оксид-тетрафторид ксенона (XeOF4) • Тетраоксид ксенона (XeO4) • Триоксид ксенона (XeO3) • Фторид ксенона(II) (XeF2) • Фторид ксенона(IV) (XeF4) • Фторид ксенона(VI) (XeF6) • Гексафтороплатинат ксенона (Xe[PtF6]) • Перксенонат натрия (Na4XeO6) • Перксенат бария (Ba2XeO6) • Криптона дифторид-ксенона гексафторид (KrF2·XeF6) • Ксенона(VI) оксид-тетрафторид ванадия пентафторид (XeOF4·VF5) • Пентафтортеллуроксид ксенона (Xe(OTeF5)2) • Диоксид-дифторид ксенона (XeO2F2) • Перхлорат ксенона (Xe(ClO4)2) • Ксенонат бария (Ba3XeO6) • Перксеноновая кислота (H4XeO6) • Ксеноновая кислота (H2XeO4)
Категории:- Химические элементы
- Соединения ксенона
- Неметаллы
- Ксенон
- Наркозные средства
Wikimedia Foundation. 2010.