Xe

Толкование Перевод

Ксенон / Xenon (Xe)
Атомный номер	54
Внешний вид простого вещества	инертный газ без цвета, вкуса и запаха
Свойства атома
Атомная масса (молярная масса)	131,29 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома	n/a пм
Энергия ионизации (первый электрон)	1 170,0 (12,13) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация	[Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁶
Химические свойства
Ковалентный радиус	131 пм
Радиус иона	n/a пм
Электроотрицательность (по Полингу)	2,6
Электродный потенциал	0
Степени окисления	0, +1, +2, +4, +6, +8
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность	3,52 (при -109°C) г/см³
Удельная теплоёмкость	0,158 Дж/(K·моль)
Теплопроводность	0,0057 Вт/(м·K)
Температура плавления	161,3 K
Теплота плавления	2.27 кДж/моль
Температура кипения	166,1 K
Теплота испарения	12,65 кДж/моль
Молярный объём	42,9 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая гранецентрированая
Период решётки	6,200 Å
Отношение c/a	n/a
Температура Дебая	n/a K

Xe	54
131,29
5s²5p⁶
Ксенон

История открытия

Открыт в 1898 году английскими учеными У. Рамзаем и У. Рэлей как небольшая примесь к криптону (отсюда и название: по-гречески ксенос-чуждый, необычный).

Нахождение в природе

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 виды ксенона, например, ¹³³Xe и ¹³⁵Xe, получаются как результат нейтронного облучения ядерного топлива в реакторах.

Ксенон относительно редок в атмосфере Солнца, на Земле, в составе астероидов и комет. Концентрация ксенона в атмосфере Марса аналогична земной: 0.08 миллионной доли^[1] , 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. .^[2]^[3] У Юпитера, напротив, необычно высокая концентрация ксенона в атмосфере – почти в два раза выше, чем у Солнца.^[4]

Происхождение названия

От греческого «ξένος» — чужой (открыт как примесь).

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% криптоноксеноновой смеси, которая отделяется адсорбированием на силикагель или дистилляцией. В заключение, ксеноно-криптоновый концентрат может быть разделен дистилляцией на криптон и ксенон.

Из-за своей малой распространенности, ксенон гораздо дороже более легких инертных газов.

Физические свойства

Температура плавления -112°С,температура кипения -108°С,свечение в разряде фиолетовым цветом.

Химические свойства

Первый «инертный газ», для которого были получены настоящие химические соединения.

Применение

Ксеноновая лампа-вспышка

Ксеноновая лампа

Прототип ионного двигателя на ксеноне.

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.

С конца XX века ксенон стал применяться как средство для общего наркоза (достаточно дорогой, но абсолютно нетоксичный, точнее — не вызывает химических последствий — как инертный газ). Первые диссертации о технике ксенонового наркоза в России — 1993 г., в качестве лечебного наркоза эффективно применяется для снятия острых абстинентных состояний (Абстинентный синдром) и лечения наркомании, а также психических и соматических расстройств.

Жидкий ксенон иногда используется как рабочая среда лазеров.

Фториды и оксиды ксенона предложены в качестве мощнейших окислителей ракетного топлива, а так же в качестве компонентов газовых смесей для лазеров.

В изотопе ксенон-129 возможно поляризовать значительную часть ядерных спинов для создания состояния с сонаправленными спинами — состояния называемого гиперполяризацией.

Физиологическое действие

Газ ксенон безвреден, но способен вызвать наркоз (по физическому механизму), а в больших концентрациях (более 80 %) вызывает асфиксию.
Фториды ксенона ядовиты, ПДК в воздухе 0,05 мг/м³.

Примечания

↑ Williams, David R. Mars Fact Sheet. NASA (September 1, 2004). Проверено 10 октября 2007.
↑ Schilling, James Why is the Martian atmosphere so thin and mainly carbon dioxide?. Mars Global Circulation Model Group. 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.