Xenon fakta a použití – atomové číslo 54 Symbol prvku Xe

Xenon je chemický prvek s atomovým číslem 54 a symbolem prvku Xe. Tento prvek patří mezi vzácné plyny, je tedy inertní, bez barvy, zápachu, chuti a není jedovatý. Xenon je nejznámější pro své použití ve vysoce výkonných lampách. Zde je soubor zajímavých faktů o xenonu spolu s historií jeho objevu, použitím a zdroji.

Fakta o prvku xenon

Název: Xenon
Atomové číslo: 54
Symbol prvku: Xe
Vzhled: Bezbarvý plyn
Skupina: Skupina: 18 (vzácný plyn)
Období: Perioda: 5
Blok: p-blok
Členění prvků: Vzácný plyn
Atomová hmotnost: Elektronová konfigurace: 131.293(6)
Elektronová konfigurace: 1:
Elektrony na slupku: 2, 8, 18, 18, 8
Objev: 4d10 5s2 5p6
Elektrony na slupku: 2, 8, 18, 18, 8
Objev: William Ramsay a Morris Travers (1898)
Původ názvu: William Ramsay a Morris Travers: Řecký xenos, což znamená cizinec

Historie objevu

Skotský chemik William Ramsay a anglický chemik Morris Travers izolovali a objevili xenon v září 1898. Již předtím objevili vzácné plyny krypton a neon pomocí přístroje na kapalný vzduch, který jim daroval průmyslník Ludwig Mond. Xenon získali odpařováním zkapalněného vzduchu a zkoumáním jeho zbytku. Když plyn umístili do vakuové trubice, pozorovali jeho ohromující modrou záři. Ramsay navrhl název nového prvku z řeckého slova „xenos“, což znamená „zvláštní“. Ramsay popsal xenon jako podivín ve vzorku zkapalněného vzduchu.

Izotopy xenonu

Přírodní xenon se skládá ze sedmi stabilních izotopů: Xe-126, Xe-128, Xe-129, Xe-130, Xe-131, Xe-132 a Xe-134. Ačkoli Xe-126 a Xe-134 teoreticky podléhají dvojitému rozpadu beta, nikdy nebyl pozorován. Bylo popsáno více než 40 radioaktivních izotopů. Nejdéle žijícím radioizotopem je Xe-124, který má poločas rozpadu 1,8 × 1022 let.

Biologická úloha a toxicita

Elementární xenon není toxický a neplní žádnou biologickou úlohu. Xenon je však rozpustný v krvi, prochází hematoencefalickou bariérou a působí jako anestetikum. Je možné se xenonem udusit, protože je těžší než kyslík, i když je možné dýchat směs xenonu a kyslíku. Sloučeniny xenonu, zejména sloučeniny kyslíku a xenonu, mohou být toxické a výbušné.

Zdroje xenonu

Xenon je vzácný plyn v zemské atmosféře, vyskytuje se v koncentraci přibližně 1 část na 11,5 milionu (0,087 částic na milion). Přestože je vzácný, nejlepším zdrojem tohoto prvku je extrakce z kapalného vzduchu. Přibližně ve stejné koncentraci se xenon vyskytuje také v atmosféře Marsu. Prvek byl nalezen ve Slunci, meteoritech a na Jupiteru. Dlouhou dobu se vědci domnívali, že atmosféra je jediným zdrojem xenonu na Zemi, ale koncentrace ve vzduchu neodpovídala předpokládanému množství na planetě. Vědci zjistili, že plyn je vyzařován některými minerálními prameny, takže xenon existuje i uvnitř Země. Je možné, že takzvaný „chybějící xenon“ se může nacházet v zemském jádru, možná vázaný na železo a nikl.

Použití xenonu

Xenon se používá ve výbojkách, včetně fotografických blesků, automobilových světlometů, stroboskopů a baktericidních lamp (protože spektrum obsahuje silnou ultrafialovou složku). Používá se ve filmových projekčních lampách a špičkových svítilnách, protože jeho spektrum je blízké spektru přirozeného slunečního světla. Používá se v systému nočního vidění díky svému vyzařování v blízké infračervené oblasti. Směs xenonu a neonu je součástí plazmových displejů.

První excimerový laser používal dimer xenonu (Xe2). Xenon je oblíbeným prvkem pro několik typů laserů.

V medicíně je xenon celkovým anestetikem, neuroprotektivem a kardioprotektivem. Používá se ve sportovním dopingu ke zvýšení produkce červených krvinek a výkonu. Izotop Xe-133 se používá v jednofotonové emisní počítačové tomografii, zatímco Xe-129 se používá jako kontrastní látka při zobrazování magnetickou rezonancí (MRI). Excimerové lasery s chloridem xenonu se používají při některých dermatologických zákrocích.

Xenon se také používá v nukleární magnetické rezonanci (NMR), která pomáhá při charakterizaci povrchu. Používá se v bublinkových komorách, kalorimetrech a jako pohonná látka pro iontový pohon.

Sloučeniny xenonu

Noblové plyny jsou relativně inertní, ale tvoří některé sloučeniny. Xenon hexafluoroplatinát byl vůbec první syntetizovanou sloučeninou vzácného plynu. Je známo více než 80 sloučenin xenonu, včetně chloridů, fluoridů, oxidů, dusičnanů a komplexů kovů.

Fyzikální údaje

Hustota (při STP): 5,894 g/l
Teplota tání: 161,40 K (-111,75 °C, -169.15 °F)
Teplota varu: 165,051 K (-108,099 °C, -162,578 °F)

Teplota trojného bodu: 161,405 K, 81,77 kPa
Kritický bod: 289,733 K, 5,842 MPa
Stav při 20 °C: plyn
Teplota tání: 2,27 kJ/mol
Teplota vypařování: Molární tepelná kapacita: 21,01 J/(mol-K)

Tepelná vodivost: 5.65×10-3 W/(m-K)
Struktura krystalu: kubická s centrovaným povrchem (fcc)
Magnetické uspořádání: diamagnetické

Atomatické údaje

Kovalentní poloměr: 140±9 pm
Van der Waalsův poloměr: 216 pm
Elektronegativita: Paulingova stupnice: 2,6
1. ionizační energie: 1170,4 kJ/mol
2. ionizační energie: 046,4 kJ/mol
3. ionizační energie: 3099,4 kJ/mol
Běžný oxidační stav: Obvykle 0, ale může být +1, +2, +4, +6, +8

Zábavná fakta o xenonu

• Protože je xenon hustší než vzduch, lze z něj získat hluboce znějící hlas (opak helia). K tomuto účelu se však často nepoužívá, protože xenon je anestetikum.
• Podobně, pokud naplníte balónek plynným xenonem, klesne k zemi.
• Plynný, kapalný i pevný xenon je bezbarvý, existuje však kovové pevné skupenství tohoto prvku, které je nebesky modré.
• Jaderným štěpením (například z reaktoru ve Fukušimě) může vzniknout radioizotop jód-135.
• Jaderné štěpení (například z reaktoru ve Fukušimě) může způsobit vznik radioizotopu jód-135. Jód-135 podléhá rozpadu beta a vzniká radioizotop xenon-135.

• Bartlett, Neil (2003). „Vzácné plyny.“ Chemical & Engineering News. Americká chemická společnost. 81 (36): 32-34. doi:10.1021/cen-v081n036.p032
• Brock, David S.; Schrobilgen (2011). „Syntéza chybějícího oxidu xenonu, XeO2, a její důsledky pro chybějící xenon na Zemi“. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 16, 6265-6269. doi:10.1021/ja110618g
• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemie prvků (2. vydání). Butterworth-Heinemann. ISBN 0-08-037941-9.
• Meija, J.; et al. (2016). „Atomové hmotnosti prvků 2013 (technická zpráva IUPAC)“. Čistá a aplikovaná chemie. 88 (3): 265-91. doi:10.1515/pac-2015-0305