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 edytuj

Ksenon pierwiastkowy edytuj

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 edytuj

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 edytuj

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 edytuj

Silniki jonowe edytuj

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

Optyka i oświetlenie edytuj

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 edytuj

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 edytuj

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 edytuj

↑ 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 (patrz: Thomas Prohaska 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.)). 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 (patrz: Thomas Prohaska 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.)). 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 (patrz: Thomas Prohaska 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.)).

Przypisy edytuj

↑ ^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] (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 edytuj

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 (patrz: Thomas Prohaska 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.)). 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 (patrz: Thomas Prohaska 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.)). 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 (patrz: Thomas Prohaska 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.)).

[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] (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.).

[a]

[4]

[1]

[2]

[5]

[3]

[6]

[7]

[8]

[9]