Ksenon

Ksenon

jod ← ksenon → –
Kr ↑ Xe ↓ Rn 54 Xe
Wygląd
bezbarwny
ksenon świecący w silnym polu elektrycznym
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
Właściwości atomowe Promień • atomowy • walencyjny • van der Waalsa (obl. 108 pm) 130 pm 216 pm Konfiguracja elektronowa [Kr]5s24d105p6 Zapełnienie powłok 2, 8, 18, 18, 8 (wizualizacja powłok) Elektroujemność • w skali Paulinga • w skali Allreda 2,60 2,40 Potencjały jonizacyjne I 1170,4 kJ/mol II 2046,4 kJ/mol III 3099,4 kJ/mol
Właściwości fizyczne Punkt potrójny −111,745 °C; 81,6 kPa[1] Punkt krytyczny 16,583 °C; 5,842 MPa[2] Ciepło parowania 12,636 kJ/mol Ciepło topnienia 2,297 kJ/mol Ciepło właściwe 158 J/(kg·K) Przewodność cieplna 5,65×10−3 W/(m·K) (300 K) Układ krystalograficzny regularny ściennie centrowany Prędkość dźwięku 169 m/s (w gazie), 1090 m/s (293,15 K; w cieczy) Objętość molowa 32,92×10−6 m³/mol[5]
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 124Xe 0,1% 1,8×1022 lat 2×w.e. 0,003 124Te 126Xe 0,09% stabilny izotop z 72 neutronami 127Xe {syn.} 36,345 dni w.e. 0,662 127I 128Xe 1,91% stabilny izotop z 74 neutronami 129Xe 26,4% stabilny izotop z 75 neutronami 130Xe 4,1% stabilny izotop z 76 neutronami 131Xe 21,29% stabilny izotop z 77 neutronami 132Xe 26,9% stabilny izotop z 78 neutronami 134Xe 10,4% stabilny izotop z 80 neutronami 135Xe {syn.} 9,14 h β− 1,16 135Cs 136Xe 8,9% stabilny izotop z 82 neutronami
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2011-09-30] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie podanej karty charakterystyki Uwaga Zwroty H H280 Zwroty P P410+P403 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła[3] 0 0 0
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

Ksenon pierwiastkowy

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

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

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

Silniki jonowe

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

Optyka i oświetlenie

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

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

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].

Uwagi

Przypisy

Bibliografia

• David R.D.R. Lide David R.D.R. (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, ISBN 978-1-4200-9084-0  (ang.).