Ksenon

Ksenon
	jod ← ksenon → –
	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
Stan skupienia	gazowy
Gęstość	5,366 kg/m³
Temperatura topnienia	−111,745 °C
Temperatura wrzenia	−108,09 °C
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
Punkt krytyczny	16,583 °C; 5,842 MPa
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
Najbardziej stabilne izotopy
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	0 0 0
	Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą; warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)
	Multimedia w Wikimedia Commons
	Hasło w Wikisłowniku

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

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

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

↑ 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

↑ ^a ^b ^c ^d Lide 2009 ↓, s. 4-98.
↑ Lide 2009 ↓, s. 6-53.
↑ 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)
↑ ThomasT. Prohaska ThomasT. i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI: 10.1515/pac-2019-0603 (ang.).
↑ Wartość dla ciała stałego wg: Charles N.Ch.N. Singman Charles N.Ch.N., Atomic volume and allotropy of the elements, „Journal of Chemical Education”, 61 (2), 1984, s. 137–142, DOI: 10.1021/ed061p137 (ang.).
↑ Ignacy Eichstaedt: Księga pierwiastków. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1973, s. 75. OCLC 839118859.
↑ XENONX. Collaboration XENONX., Observation of two-neutrino double electron capture in ¹²⁴Xe with XENON1T, „Nature”, 568 (7753), 2019, s. 532–535, DOI: 10.1038/s41586-019-1124-4 (ang.).
↑ 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] [zarchiwizowane z adresu 2023-02-09] (ang.).
↑ 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

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.).

Przeczytaj ostrzeżenie dotyczące informacji medycznych i pokrewnych zamieszczonych w Wikipedii.

[4] 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.

[CITEREFLide2009'''4'''-98-1] Lide 2009 ↓, s. 4-98.

[CITEREFLide2009'''6'''-53-2] Lide 2009 ↓, s. 6-53.

[Fluka-US-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)

[CIAAW-5] ThomasT. Prohaska ThomasT. i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI: 10.1515/pac-2019-0603 (ang.).

[Singman1984-6] Wartość dla ciała stałego wg: Charles N.Ch.N. Singman Charles N.Ch.N., Atomic volume and allotropy of the elements, „Journal of Chemical Education”, 61 (2), 1984, s. 137–142, DOI: 10.1021/ed061p137 (ang.).

[IE-7] Ignacy Eichstaedt: Księga pierwiastków. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1973, s. 75. OCLC 839118859.

[XENON-8] XENONX. Collaboration XENONX., Observation of two-neutrino double electron capture in ¹²⁴Xe with XENON1T, „Nature”, 568 (7753), 2019, s. 532–535, DOI: 10.1038/s41586-019-1124-4 (ang.).

[9] 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] [zarchiwizowane z adresu 2023-02-09] (ang.).

[10] Carl R. Nave: HyperPhysics: „Xenon Poisoning” or Neutron Absorption in Reactors. Department of Physics and Astronomy, Georgia State University. [dostęp 2020-02-16]. (ang.).

[11] Alternatywnie do skandowców zalicza się często nie lutet i lorens, lecz lantan, aktyn oraz hipotetyczny unbiun.

[12] Budowa 8. okresu jest przedmiotem badań teoretycznych i dokładne umiejscowienie pierwiastków tego okresu w ramach układu okresowego jest niepewne.

[a]

[4]

[1]

[2]

[5]

[3]

[6]

[7]

[8]

[9]

[i]

[ii]