XENON, Xe (z řeckého xenos - mimozemšťan * a. xenon; n. xenon; f. xenon; i. xenon), je chemický prvek skupiny VIII periodického systému Mendělejeva, patří mezi inertní plyny, atomové číslo 54, atomová hmotnost 131,3. Přírodní xenon je směs devíti stabilních izotopů, z nichž nejběžnější jsou 129 Xe, 131 Xe, 132 Xe. Objeven v roce 1898 anglickými vědci W. Ramsayem a M. Traversem.
Xenon je monoatomický inertní plyn, bez barvy a zápachu. Hustota 5851 kg/m 3, bod tání -111,8°C, bod varu -108,1°C. V pevném stavu má plošně centrovanou kubickou mřížku; parametr základní buňky a=0,625 nm (při -185 °C). Xenon vykazuje oxidační stavy +1, +2, +4, +6, +8. Xenon přímo interaguje pouze s fluorem a tvoří XeF2, XeF4, XeF6. Nejstabilnější je XeF 4, ze kterého se ve vodném roztoku získává nestabilní, netěkavý a výbušný trioxid XeO 3; Tetroxid Xe04 je také známý. Soli kyseliny xenonové se tvoří ve vodných roztocích soli s 8-valentním xenonem - perxenáty. Byly syntetizovány podvojné soli: XeF2.2SbF5, XeF6.AsF3 atd. Xenon tvoří také klatráty (například Xe.5.75H20 atd.).
V přírodních podmínkách jsou sloučeniny xenonu neznámé. Ve studovaných horninách juvenilního původu se koncentrace xenonu mění více než 1000krát; nejpravděpodobnější koncentrace xenonu v čedičích, kimberlitech a inkluzích v nich je 7,10 -12 cm 3 /g. V jílech je koncentrace xenonu od 10-10 do 10-8 cm3/g. Ve vzduchu je objemová koncentrace xenonu 8,77,10 -6 %. Celkové množství xenonu v zemské atmosféře je 3,5.10 17 cm 3 . V plášti do hloubky 200-400 km je celkové množství xenonu mnohem menší než v atmosféře. Izotopové složení xenonu pláště je prakticky nerozeznatelné od izotopového složení atmosférického xenonu. Velké obohacení izotopem 129 Xe bylo nalezeno v kamenitých a železných (v silikátových a sulfidových inkluzích) meteoritech v atmosféře Mapcy. Minerály obsahující uran obsahují xenon spontánního štěpení 238 U (izotopy 136 Xe, 134 Xe, 132 Xe, 131 Xe) a xenon neutronem indukovaného štěpení 235 U (stejné izotopy a 129 Xe. Poměr koncentrací těchto xenů izotopů závisí na chemickém složení minerálu B Teluridy, telurobismutity a další minerály Te akumulují izotop 130 Xe v důsledku 2b - rozpadu 130 Te (TS = 10 21 let, i v pozemských podmínkách). mimozemská hmota (meteority, měsíční půda) obsahují izotopy xenonu s nedostatkem neutronů 124 Xe, 126 Xe, 128 Xe, 129 Xe, 130 Xe, 131 Xe jsou produkty štěpení atomových jader Ba a prvků vzácných zemin vysokoenergetickými. kosmického záření.
V průmyslu se xenon získává ze vzduchu hlubokým chlazením s následnou rektifikací. Xenon se používá k plnění žárovek, rentgenových trubic a výkonného plynového výboje a pulzního světla. Radioaktivní izotopy xenonu se používají jako zdroje záření v radiografii. Stanovení koncentrace izotopů xenonu v uranových minerálech umožňuje určit jejich stáří.
Xenon(lat. xenonum), xe, chemický prvek skupiny VIII periodického systému D. I. Mendělejeva, patří do inertní plyny; na. n. 54, v. m. 131,30. Na Zemi je K přítomen především v atmosféře. Atmosférický uhlík se skládá z 9 stabilních izotopů, mezi nimiž převládá 129 xe, 131 xe a 132 xe. Objeven v roce 1898 anglickými badateli W. Ramsay a M. Travers, kteří podrobili kapalný vzduch pomalému odpařování a studovali jeho nejobtížněji těkavé frakce pomocí spektroskopické metody. K. byl objeven jako příměs k krypton, s s čím souvisí jeho název (z řeckého x e nos – mimozemšťan). K. je velmi vzácný prvek. Za normálních podmínek 1000 m 3 vzduch obsahuje asi 87 cm 3 NA.
K. je monoatomický plyn bez barvy a zápachu; hustota při 0 °C a 105 n/m 3(760 mmHg cm.) 5,851 g/l, t pl-111,8 °C, teplota varu -108,1 °C. V pevném stavu má kubickou mřížku s parametrem jednotkové buňky a= 6,25 a (při -185 °C). Pátý, vnější elektronový obal atomu uhlíku obsahuje 8 elektronů a je velmi stabilní. Přitahování vnějších elektronů k jádru atomu uhlíku je však stíněno velkým počtem mezilehlých elektronových obalů a prvním ionizačním potenciálem krystalu, i když je poměrně vysoký (12, 13 ev), ale podstatně méně než u jiných stabilních inertních plynů. Proto byl K. prvním inertním plynem, pro který bylo možné získat chemickou sloučeninu - xeptf 6 (kanadský chemik N. Bartlett, 1961). Další studie ukázaly, že K. je schopen vykazovat valence i, ii, iv, vi a viii. Nejlépe prozkoumanými sloučeninami jsou K. s fluorem: xef 2, xef 4, xef 6, xef 8, které se získávají za speciálních podmínek pomocí niklového zařízení. Xef 4 lze tedy syntetizovat jednoduchým průchodem směsi xe a f 2 zahřátou niklovou trubicí. Syntéza xef 2 je možná ozářením směsi xe a f 2 ultrafialovým zářením. Fluoridy xef 6 a xef 8 je možné získat pouze při použití vysokých tlaků (do 20 Mn/m2, nebo 200 na) a zvýšená teplota (300-600 °C). xef 4 je nejstabilnější (stabilní dlouhodobě při pokojové teplotě), nejméně stabilní je xef 8 (stabilní při teplotách pod 77 K). Když se roztok xef 4 opatrně odpaří ve vodě, vytvoří se vysoce nestabilní netěkavý oxid xeo 3, silná výbušnina. Ošetřením xef 6 roztokem ba (oh) 2 lze získat xenonát barnatý ba 3 xeo 6. Známé jsou také soli obsahující osmimocný draslík - perxenonáty, například na 4 xeo 6 6h 2 o. Ošetřením kyselinou sírovou můžete získat vyšší oxid xeo 4. Známé jsou podvojné soli xef 2 2sbf 5, xef 6 asf 3 aj., chloristan xecio 4 je velmi silné oxidační činidlo atd.
V průmyslu se K. získává ze vzduchu. Vzhledem k velmi nízkému obsahu uhlíku v atmosféře je objem produkce malý. Jednou z nejdůležitějších aplikací K. je její použití ve vysoce výkonných plynových výbojkách . Kromě toho se K. používá pro výzkumné a lékařské účely. Díky vysoké schopnosti K. absorbovat rentgenové záření se tedy používá jako kontrastní látka při studiích mozku. Fluoridy se používají jako silná oxidační činidla a fluorační činidla. Ve formě fluoridů je vhodné skladovat a přepravovat extrémně agresivní fluor.
Po dokončení prvních čtyř period periodické tabulky již nebylo pochyb o tom, že i pátá a šestá perioda by měla končit inertním plynem. Najít je ale nebylo možné hned. To není překvapivé: v 1 m 3 vzduchu je 9,3 litru argonu a pouze 0,08 ml xenonu.
Ale v té době bylo díky úsilí vědců, především Angličana Traversa, možné získat značné množství kapalného vzduchu. K dispozici byl dokonce i kapalný vodík. Díky tomu mohl Ramsay společně s Traversem studovat nejobtížněji těkavou frakci vzduchu, získanou po destilaci helia, vodíku, neonu, kyslíku, dusíku a argonu. Zbytek obsahoval Surový (tj. nerafinovaný) krypton. Po odčerpání však v nádobě vždy zůstala bublina plynu. Tento plyn modře zářil v elektrickém výboji a poskytoval zvláštní spektrum s čarami v oblastech od oranžové po fialovou.
Charakteristické spektrální čáry jsou charakteristickým znakem prvku. Ramsay a Travers měli všechny důvody věřit, že byl objeven nový inertní plyn. Říkali tomu xenon, což v řečtině znamená „mimozemšťan“: v kryptonové frakci vzduchu to opravdu vypadalo jako mimozemšťan.
Při hledání nového prvku a studiu jeho vlastností zpracovali Ramsay a Travers asi 100 tun kapalného vzduchu; Identifikovali xenon jako nový chemický prvek tím, že operovali pouze s 0,2 cm 3 tohoto plynu. Jemnost experimentu byla na tehdejší dobu neobvyklá!
Přestože je obsah xenonu v atmosféře extrémně nízký, vzduch je prakticky jediným a nevyčerpatelným zdrojem xenonu. Nevyčerpatelná – protože téměř veškerý xenon se vrací do atmosféry.
Proces uvolňování vzácných plynů ze vzduchu byl popsán mnohokrát. Vzduch, předtím vyčištěný od oxidu uhličitého a vlhkosti, se zkapalní a poté se začne odpařovat. Lehčí plyny „létají“ jako první. Po odpaření většiny vzduchu se vytřídí zbývající těžké inertní plyny.
Je zvláštní, že z pohledu chemika xenon ve skutečnosti se ukázalo být „cizincem“ mezi inertními plyny. Byl první, kdo vstoupil do chemické reakce, jako první vytvořil stabilní sloučeninu. A proto se samotný termín „inertní plyny“ stal nevhodným.
Xenon reaguje
Kdysi se spojení slov „xenonová chemie“ zdálo absurdní. A přesto mnoho vědců napadla odvážná myšlenka, že xenon by mohl tvořit stabilní sloučeniny s halogeny. Tak již v roce 1924 byla vyslovena myšlenka, že některé sloučeniny těžkých inertních plynů (zejména xenonové fluoridy a chloridy) jsou termodynamicky zcela stabilní a mohou existovat za běžných podmínek. O devět let později tuto myšlenku podpořili a rozvinuli slavní teoretici – Polypgus a Oddo.
Studium elektronové struktury obalů kryptonu a xenonu z hlediska kvantové mechaniky vedlo k závěru, že tyto plyny jsou schopny tvořit stabilní sloučeniny s fluorem. Našli se i experimentátoři, kteří se rozhodli hypotézu otestovat, ale čas plynul, experimenty byly prováděny a xenonfluorid nebyl získán. V důsledku toho byly téměř všechny práce v této oblasti zastaveny a konečně byl stanoven názor o absolutní inertnosti vzácných plynů.
V roce 1961 však Bartlett, zaměstnanec jedné z univerzit v Kanadě, při studiu vlastností hexafluoridu platiny, sloučeniny aktivnější než samotný fluor, zjistil, že ionizační potenciál xenonu je nižší než potenciál kyslíku (12,13 a 12,20 eV , respektive). Mezitím kyslík vytvořil sloučeninu o složení O 2 PtF 6 s hexafluoridem platiny... Bartlett provedl experiment a při pokojové teplotě z plynného hexafluoridu platiny a plynného xenonu získal pevnou oranžovožlutou látku - xenon hexafluoroplatinat XePtF6, chování které se neliší od chování konvenčních chemických spojení. Při zahřívání ve vakuu XePtF 6 sublimuje bez rozkladu ve vodě hydrolyzuje a uvolňuje xenon:
2XePtFe + 6H20 → 2Xe + 02 + 2Pt02 + 12HF.
Následná práce Bartletta umožnila zjistit, že xenon v závislosti na reakčních podmínkách tvoří s hexafluoridem platiny dvě sloučeniny: XePtF6 a Xe(PtF6)2;. když se hydrolyzují, získají se stejné konečné produkty.
Bartlett, přesvědčený, že skutečně reagoval s hexafluoridem platiny, přednesl prezentaci a v roce 1962 publikoval článek o svém objevu v časopise Proceedings of the Chemical Society. Článek vzbudil velký zájem, přestože se k němu mnozí chemici chovali s neskrývanou nedůvěrou. O tři týdny později však Bartlettův experiment zopakovala skupina amerických výzkumníků vedená Chernikem v Argonne National Laboratory. Navíc jako první syntetizovali podobné sloučeniny xenonu s hexafluoridy ruthenia, rhodia a plutonia. Tak bylo objeveno prvních pět sloučenin xenonu: XePtF 6, Xe(PtFe) 2, XeRuFe, XeRhF 6, XePuFe - mýtus o absolutní inertnosti vzácných plynů byl vyvrácen a byl položen počátek chemie Xe.
Xenonové fluoridy
Nastal čas otestovat správnost hypotézy o možnosti přímé interakce xenonu s fluorem.
Směs plynů (1 díl xenonu a 5 dílů fluoru) byla umístěna do niklové (protože nikl je vůči fluoru nejodolnější) a zahřívána pod relativně nízkým tlakem. Po hodině byla nádoba rychle ochlazena a zbývající plyn v ní byl odčerpán a analyzován. Byl to fluorid. Všechen plyn zareagoval! Otevřeli nádobu a našli v ní bezbarvé krystaly XeF.
Tetrafluorid Xe se ukázal jako zcela stabilní sloučenina, jeho molekula má tvar čtverce s fluorovými ionty v rozích a xenonem ve středu. Tetrafluorid Xe je fluorovaný:
XeF4 + 2Hg → Xe + 2HgF2.
Touto látkou je fluorována i platina, ale pouze rozpuštěná ve fluorovodíku.
Zajímavostí xenonové chemie je, že změnou reakčních podmínek je možné získat nejen XeF 4, ale i další fluoridy - XeF 2, XeF 6.
Sovětští chemici V. M. Chutoretsky a V. A. Shpansky ukázali, že drsné podmínky nejsou pro syntézu xenonu dpfluoridu vůbec nutné. Podle metody, kterou navrhli, se směs xenonu a fluoru (v molekulárním poměru 1:1) přivádí do nádoby vyrobené z niklu nebo nerezové oceli, a když se tlak zvýší na 35 atm, začne spontánní reakce.
Xenondifluorid XeF2 lze získat bez použití elementárního fluoru. Vzniká působením elektrického výboje na směs xenonu a fluoridu uhličitého. Samozřejmě je možná i přímá syntéza. Velmi čistý XeF2 se získá, pokud se směs xenonu a fluoru ozáří ultrafialovým světlem. Rozpustnost difluoridu ve vodě je nízká, ale jeho roztok je silné oxidační činidlo. Postupně se samovolně rozkládá na xenon, kyslík a fluorovodík; K rozkladu dochází zvláště rychle v alkalickém prostředí. Difluorid má ostrý, specifický zápach.
Teoreticky velmi zajímavá je metoda syntézy xenondifluoridu, založená na vystavení směsi plynů ultrafialovému záření (vlnová délka řádově 2500-3500 A). Záření způsobuje štěpení molekul fluoru F 2 na volné atomy. To je důvod vzniku difluoridu: atomární fluor je neobvykle aktivní.
Pro získání XeFe jsou vyžadovány přísnější podmínky: 700 °C a 200 atm. Za takových podmínek se ve směsi Xe a fluoru (poměr od 1:4 do 1:20) téměř veškerý xenon přemění na XeF6.
Hexafluorid xenonu je extrémně aktivní a explozivně se rozkládá. Snadno reaguje s fluoridy alkalických kovů (kromě LiF): XeF 6 + RbF = RbXeF 7, ale při 50 ° C se tato sůl rozkládá: 2RbXeF 7 = XeF 6 + Rb 2 XeF 8.
Zprávy o syntéze vyšších fluoridů XeF, které jsou stabilní pouze při teplotách pod 77° K, nebyly potvrzeny.
Syntéza prvních sloučenin Xe vyvolala pro chemiky otázku o místě inertních plynů v periodické tabulce prvků. Dříve byly vzácné plyny přiděleny do samostatné nulové skupiny, což plně odpovídalo myšlence jejich valence. Ale když xenon vstoupil do chemické reakce, když se stal známým jeho vyšší oxid XeO 4 a oxyfluoridy, ve kterých je valence xenonu 8 (a to je zcela v souladu se strukturou jeho elektronického obalu), rozhodli se přenést inertní plyny do skupiny VIII. Nultá skupina přestala existovat.
Donutit xenon k reakci bez účasti fluoru (nebo některých jeho sloučenin) se zatím nepodařilo. Všechny v současnosti známé sloučeniny xenonu se získávají z jeho fluoridů. Tyto látky mají zvýšenou reaktivitu. Nejlépe byla prostudována interakce xenonfluoridů s vodou.
Hydrolýza XeF 4 v kyselém prostředí vede ke vzniku xenonoxidu XeO 3 - bezbarvých krystalů, které difundují na vzduchu. Molekula XeO 3 má strukturu zploštělé trojúhelníkové pyramidy s atomem xenonu nahoře. Toto spojení je extrémně nestabilní; když se rozloží, síla výbuchu se blíží síle výbuchu TNT. Několik set miligramů XeO 3 stačí na to, aby se exsikátor rozfoukal na kousky. Je možné, že postupem času bude oxid xenon používán jako drtivá výbušnina. Takové výbušniny by byly velmi vhodné, protože všechny produkty výbušné reakce jsou plyny.
Mezitím je použití oxidu xenonového k tomuto účelu příliš drahé – koneckonců xenonu je v atmosféře méně než zlata v mořské vodě a proces jeho izolace je příliš pracný. Připomeňme, že k získání 1 m 3 xenonu je třeba zpracovat 11 milionů m 3 vzduchu.
Nestabilní kyselina šestimocného xenonu H2XeO4 odpovídající trioxidu vzniká jako výsledek hydrolýzy XeF6 při 0 °C:
XeF6 + 4H20 → 6HF + H2Xe04.
Pokud se k produktům této reakce rychle přidá Ba(OH) 2, vysráží se bílá amorfní sraženina BaXe04. Při 125°C se rozkládá na
Poté, co byly objeveny helium, neon, argon a krypton, které dokončily první čtyři periody periodické tabulky, již nebylo pochyb o tom, že pátá a šestá perioda by také měla končit inertním plynem. Najít je ale nebylo možné hned. To není překvapivé: v 1 m 3 vzduchu je pouze 0,08 ml xenonu. Ramsay a Travers zpracovali asi 100 tun kapalného vzduchu a získali 0,2 ml plynu, který v elektrickém výboji modře zářil a poskytoval zvláštní spektrum s charakteristickými spektrálními čarami od oranžové po fialovou. Tak byl objeven nový inertní plyn. Říkali tomu xenon, což v řečtině znamená „cizinec“.
Příjem:
Získává se rektifikací kapalného vzduchu. Přestože je obsah xenonu v atmosféře extrémně nízký, vzduch je prakticky jediným a nevyčerpatelným zdrojem xenonu. Nevyčerpatelné – protože téměř všechen xenon se vrací do atmosféry.
Fyzikální vlastnosti:
Xenon je těžký, vzácný a pasivní plyn, který se po výrazném ochlazení může přeměnit na kapalné a pevné skupenství. Jako všechny inertní plyny je bezbarvý a bez zápachu. Při vysokém tlaku je schopen tvořit krystalické hydráty. Rozpouští se ve vodě a organických rozpouštědlech. Xenon má relativně dobrou elektrickou vodivost.
Chemické vlastnosti:
Z pohledu chemika se xenon ve skutečnosti ukázal jako „cizinec“ mezi inertními plyny. Byl první, kdo vstoupil do chemické reakce, jako první vytvořil stabilní sloučeninu. A proto se samotný termín „inertní plyny“ stal nevhodným.
Mnoho vědců napadla myšlenka, že xenon může tvořit stabilní sloučeniny s halogeny. Tak již v roce 1924 byla vyslovena myšlenka, že xenonové fluoridy a chloridy jsou termodynamicky zcela stabilní a mohou existovat za běžných podmínek. O devět let později tuto myšlenku podpořili a rozvinuli slavní teoretici – Pauling a Oddo. Studium elektronové struktury xenonu z hlediska kvantové mechaniky vedlo k závěru, že by měl tvořit stabilní sloučeniny s fluorem.
Teprve v roce 1961 však Bartlett získal první chemickou sloučeninu xenonu, xenonhexafluoroplatičitan XePtF 6, z plynného hexafluoridu platiny a plynného xenonu.
Donutit xenon k reakci bez účasti fluoru (nebo některých jeho sloučenin) se zatím nepodařilo. Všechny v současnosti známé sloučeniny xenonu se získávají z jeho fluoridů.
Sovětští chemici významně přispěli k syntéze a studiu sloučenin xenonu (V. A. Legasov). Ve sloučeninách vykazuje oxidační stavy +2, +4, +6, +7.
Nejdůležitější spojení:
Xenon difluorid XeF 2, těkavé krystaly, má ostrý specifický zápach. Vzniká působením elektrického výboje na směs xenonu a fluoridu uhličitého. Velmi čistý XeF2 se získá, pokud se směs xenonu a fluoru ozáří ultrafialovým světlem. Rozpustnost difluoridu ve vodě je nízká, ale jeho roztok je silné oxidační činidlo. Postupně oxiduje vodu, tvoří xenon, kyslík a fluorovodík; Reakce probíhá obzvláště rychle v alkalickém prostředí. Xenontetrafluorid XeF 4, zcela stabilní sloučenina, její molekula má tvar čtverce s ionty fluoru v rozích a xenonem ve středu. Krystalická látka, ve vlhkém vzduchu výbušná. Hydrolyzuje ve vodě za vzniku xenonoxidu XeO 3 . Xenontetrafluorid fluoridáty rtuť:
XeF4 + 2Hg = Xe + 2HgF2.
Touto látkou je fluorována i platina, ale pouze rozpuštěná ve fluorovodíku.
Xenon hexafluorid XeF 6, Kristus. látka je extrémně aktivní a explozivně se rozkládá. Hydrolyzuje za vzniku oxofluoridů a oxidu xenonu(VI) s alkalickými roztoky disproporcionuje za vzniku perxenátů. Snadno reaguje s fluoridy alkalických kovů (kromě LiF) a vytváří sloučeniny jako CsF*XeF 6
Xenon hexafluoroplatinat XePtF 6 je oranžovo-žlutá pevná látka. Při zahřívání ve vakuu XePtF 6 sublimuje bez rozkladu ve vodě hydrolyzuje a uvolňuje xenon:
2XePtF6 + 6H20 = 2Xe+PtO3 + 12HF
Existuje také sloučenina Xe 2. Xenon tvoří podobné sloučeniny s hexafluoridy ruthenia, rhodia a plutonia.
Xenon(VI) oxid, bezbarvé krystaly, které difundují ve vzduchu. Molekula XeO 3 má strukturu zploštělé trojúhelníkové pyramidy s atomem xenonu na vrcholu. Toto spojení je extrémně nestabilní; když se rozloží, síla výbuchu se blíží síle výbuchu TNT. Rozpustné, silné oxidační činidlo.
Xenates soli kyseliny xenonové - H 2 XeO 4, jsou rozpustné, v alkalickém prostředí se rozkládají na xenon a perxenáty. Oxidační činidla jsou výbušná.
Oxid xenon(VIII). Molekula XeO 4 je postavena ve formě čtyřstěnu s atomem xenonu ve středu. Tato látka je nestabilní při teplotách nad 0°C se rozkládá na kyslík a xenon. Někdy má rozklad podobu exploze.
Perxenáty soli kyseliny perxenonové - H 4 XeO 6, krystalické, stálé do 300°C, nerozpustné. Nejsilnější známá oxidační činidla.
Aplikace:
V osvětlovací technice získaly uznání vysokotlaké xenonové výbojky. V takových výbojkách svítí obloukový výboj v xenonu, který je pod tlakem několika desítek atmosfér. Světlo v xenonových výbojkách se objeví ihned po zapnutí, je jasné a má spojité spektrum – od ultrafialového až po blízké infračervené. Xenonové výbojky se používají ve všech případech, kde je rozhodující správné podání barev: při natáčení a filmové projekci, pro osvětlení jevišť a televizních studií, v textilním průmyslu a průmyslu barev a laků.
Xenon používají lékaři také k fluoroskopickému vyšetření mozku. Stejně jako barytová kaše, která se používá pro prosvícení střev, xenon silně pohlcuje rentgenové záření a pomáhá najít léze. Je však zcela neškodný.
Radioaktivní izotop prvku č. 54, xenon-133, se využívá při studiu funkční aktivity plic a srdce.
Ve formě xenonfluoridů je vhodné skladovat a přepravovat jak nedostatkový xenon, tak všedestruktivní fluor. Xenonové sloučeniny se také používají jako silná oxidační činidla a fluorační činidla.
Samovolová O.
Viz také:
Belov D.V. Neinertní ušlechtilý xenon. Chemie ve škole, 2008, č. 6, s. 10
Trifonov D.N., Století nulté skupiny. Chemie (dodatek k novinám "1. září"), č. 5, 2000.
| Xenon | |
|---|---|
| Atomové číslo | 54 |
| Vzhled jednoduché látky | inertní plyn bez barvy, chuti a zápachu |
| Vlastnosti atomu | |
| Atomová hmotnost (molární hmotnost) |
131,29 a. e.m. (/mol) |
| Atomový poloměr | ? (108) odpoledne |
| Ionizační energie (první elektron) |
1 170,0 (12,13) kJ/mol (eV) |
| Elektronická konfigurace | 4d 10 5s 2 5p 6 |
| Chemické vlastnosti | |
| Kovalentní poloměr | 140 hodin |
| Poloměr iontů | 190 hodin |
| Elektronegativita (podle Paulinga) |
2,6 |
| Elektrodový potenciál | 0 |
| Oxidační stavy | 0, +1, +2, +4, +6, +8 |
| Termodynamické vlastnosti jednoduché látky | |
| Hustota | 3,52 (při -109 °C) /cm3 |
| Molární tepelná kapacita | 20,79 J/(mol) |
| Tepelná vodivost | 0,0057 W/(·) |
| Bod tání | 161,3 |
| Teplo tání | 2,27 kJ/mol |
| Bod varu | 166,1 |
| Výparné teplo | 12,65 kJ/mol |
| Molární objem | 42,9 cm³/mol |
| Krystalová mřížka jednoduché látky | |
| Příhradová konstrukce | krychlový zaměřený na obličej |
| Parametry mřížky | 6,200 |
| poměr c/a | — |
| Debyeho teplota | n/a |
| Xe | 54 |
| 131,29 | |
| 4d 10 5s 2 5p 6 | |
| Xenon | |
Xenon- prvek hlavní podskupiny osmé skupiny, páté periody periodické tabulky chemických prvků, s atomovým číslem 54. Označuje se symbolem Xe (Xenon). Jednoduchá látka xenon (číslo CAS: 7440-63-3) je inertní monoatomický plyn bez barvy, chuti a zápachu. Objeven v roce 1898 anglickými vědci W. Ramsayem a W. Rayleighem jako malá příměs kryptonu.
Původ jména
ξένος - cizinec.
Prevalence
Xenon je ve sluneční atmosféře, na Zemi a na asteroidech a kometách poměrně vzácný. Koncentrace xenonu v atmosféře Marsu je podobná jako na Zemi: 0,08 ppm, i když obsah 129 Xe na Marsu je vyšší než na Zemi nebo na Slunci. Protože tento izotop vzniká radioaktivním rozpadem, mohou nálezy naznačovat, že Mars ztratil svou primární atmosféru, možná během prvních 100 milionů let po vzniku planety. Na druhé straně Jupiter má ve své atmosféře neobvykle vysokou koncentraci xenonu – téměř dvakrát vyšší než Slunce.
zemská kůra
Xenon se nachází v zemské atmosféře v extrémně malých množstvích, 0,087 ± 0,001 části na milion (μL/L), a nachází se také v plynech emitovaných některými minerálními prameny. Některé radioaktivní izotopy xenonu, jako je 133 Xe a 135 Xe, jsou produkovány neutronovým ozařováním jaderného paliva v reaktorech.
Definice
Xenon je detekován kvalitativně pomocí emisní spektroskopie (charakteristické čáry 467,13 nm a 462,43 nm). Kvantitativně se stanovuje hmotnostní spektrometrií, chromatografií a také metodami absorpční analýzy.
Fyzikální vlastnosti
Bod tání −112 °C, bod varu −108 °C, fialová záře ve výboji.
Chemické vlastnosti
První inertní plyn, pro který byly získány skutečné chemické sloučeniny. Příklady sloučenin zahrnují xenon difluorid, xenon tetrafluorid, xenon hexafluorid, xenon trioxide.
Izotopy xenonu
Příjem
Xenon vzniká jako vedlejší produkt při výrobě kapalného kyslíku v metalurgických závodech.
V průmyslu se xenon vyrábí jako vedlejší produkt dělení vzduchu na kyslík a dusík. Po této separaci, která se obvykle provádí rektifikací, obsahuje výsledný kapalný kyslík malá množství kryptonu a xenonu. Další rektifikací se obohacuje kapalný kyslík na obsah 0,1-0,2 % směsi krypton-xenon, který se oddělí adsorpcí na silikagelu nebo destilací. Nakonec lze xenon-kryptonový koncentrát rozdělit destilací na krypton a xenon. Vzhledem k nízkému rozšíření je xenon mnohem dražší než lehčí inertní plyny.
