Virtual Laboratory Wiki
Advertisement
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

Файл:Xenon-flash.gif

Ксеноновая лампа-вспышка

Файл:XeTube.jpg

Ксеноновая лампа

Файл:Xenon ion engine prototype.png

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[источник?].
  • 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

  1. Williams, David R. Mars Fact Sheet. NASA (September 1, 2004). Проверено 10 октября 2007.
  2. Schilling, James Why is the Martian atmosphere so thin and mainly carbon dioxide?. Mars Global Circulation Model Group. Проверено 10 октября 2007.
  3. 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.
  4. 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.

Ссылки

^ Williams, David R. (September 1, 2004). "Mars Fact Sheet". NASA. Retrieved on 2007-10-10.







Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Ксенон. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .


Advertisement