Xenon tények és felhasználások – Atomszám 54 Elem szimbólum Xe

A xenon az 54-es atomi számmal és Xe elemszimbólummal rendelkező kémiai elem. Az elem nemesgáz, tehát inert, színtelen, szagtalan, íztelen és nem mérgező. A xenon leginkább a nagy teljesítményű lámpákban való felhasználásáról ismert. Az alábbiakban összegyűjtöttük a xenonra vonatkozó érdekes tényeket, valamint felfedezésének történetét, felhasználását és forrásait.

Tények a xenon elemről

Név: Színtelen gáz
Csoport: Csoport: 18-as csoport (nemesgáz)
Periódus: 18: Nemesgáz
Atommassza: Atomtömeg: 131.293(6)
Elektronkonfiguráció: Atomtömeg: 131.293(6)
Elektronkonfiguráció: 131.293(6)
Elektronkonfiguráció: 131.293(6)
4d10 5s2 5p6
Elektronok héjonként: 2, 8, 18, 18, 18, 8
Felfedezés: William Ramsay és Morris Travers (1898)
Név eredete: William Ramsay és Morris Travers (1898): Görög xenosz, jelentése idegen

Felfedezés története

A skót kémikus William Ramsay és az angol kémikus Morris Travers 1898 szeptemberében izolálta és fedezte fel a xenont. Már korábban felfedezték a kripton és a neon nemesgázokat, egy Ludwig Mond iparmágnás által nekik ajándékozott folyékony levegős gép segítségével. A xenont a cseppfolyós levegő elpárologtatásával és a maradék vizsgálatával nyerték. Amikor a gázt vákuumcsőbe helyezték, megfigyelték annak lenyűgöző kék fényét. Ramsay javasolta az új elem nevét a görög “xenos” szóból, ami “különöset” jelent. Ramsay a xenont idegenként írta le a cseppfolyósított levegő mintájában.

Xenon izotópok

A természetes xenon hét stabil izotópból áll: Xe-126, Xe-128, Xe-129, Xe-130, Xe-131, Xe-132 és Xe-134. Bár a Xe-126 és a Xe-134 elméletileg kettős béta-bomláson megy keresztül, ezt még soha nem figyelték meg. Több mint 40 radioaktív izotópot írtak le. A leghosszabb élettartamú radioizotóp a Xe-124, amelynek felezési ideje 1,8 × 1022 év.

Biológiai szerep és toxicitás

Az elemi xenon nem mérgező és nem tölt be biológiai szerepet. A xenon azonban oldódik a vérben, és átjut a vér-agy gáton, és érzéstelenítőként hat. Meg lehet fulladni a xenontól, mivel nehezebb, mint az oxigén, bár lehetséges xenon-oxigén keveréket belélegezni. A xenonvegyületek, különösen az oxigén-xenon vegyületek mérgezőek és robbanásveszélyesek lehetnek.

A xenon forrásai

A xenon ritka gáz a Föld légkörében, körülbelül 1 rész per 11,5 millió (0,087 rész per millió) koncentrációban van jelen. Bár ritka, az elem legjobb forrása a folyékony levegőből való kinyerés. A xenon a Mars légkörében is körülbelül ugyanilyen koncentrációban fordul elő. Az elemet megtalálták a Napban, meteoritokban és a Jupiterben is. A tudósok sokáig úgy gondolták, hogy a Földön a xenon egyetlen forrása a légkör, de a levegőben lévő koncentráció nem egyezett meg a bolygóra jósolt mennyiséggel. A kutatók felfedezték, hogy a gázt egyes ásványi források is kibocsátják, tehát a xenon a Föld belsejében is létezik. Lehet, hogy az úgynevezett “hiányzó xenon” a Föld magjában található, esetleg vashoz és nikkelhez kötődve.

Xenon felhasználása

A xenont gázkisüléses lámpákban használják, többek között fényképészeti vakukban, gépjárművek fényszóróiban, stroboszkópokban és baktériumölő lámpákban (mivel a spektrumában erős ultraibolya komponens is van). Filmvetítő lámpákban és csúcskategóriás zseblámpákban használják, mivel spektruma közel áll a természetes napfényéhez. Éjjellátó rendszerekben használják, mert közeli infravörös sugárzása miatt. A xenon és neon keveréke a plazmakijelzők összetevője.

Az első excimer lézer xenon dimert (Xe2) használt. A xenon számos lézertípus népszerű eleme.

A gyógyászatban a xenon általános érzéstelenítő, neuroprotektáns és kardioprotektáns. A sportdoppingban a vörösvérsejtek termelésének és teljesítményének növelésére használják. A Xe-133 izotópot az egyfoton-emissziós számítógépes tomográfiában, a Xe-129-et pedig a mágneses rezonanciás képalkotás (MRI) kontrasztanyagaként használják. A xenon-klorid excimer lézereket egyes bőrgyógyászati eljárásokhoz használják.

A xenont a nukleáris mágneses rezonancia (NMR) során is használják a felületek jellemzésének elősegítésére. Használják buborékkamrákban, kaloriméterekben és ionhajtóanyagként.

Xenonvegyületek

A nemesgázok viszonylag inertek, de képeznek néhány vegyületet. A xenon-hexafluoroplatinát volt az első nemesgázvegyület, amelyet valaha szintetizáltak. Több mint 80 xenonvegyület ismert, köztük kloridok, fluoridok, oxidok, nitrátok és fémkomplexek.

Fizikai adatok

Sűrűség (STP-n): 5,894 g/L
olvadáspont: 161,40 K (-111,75 °C, -169.15 °F)
Fűtőpont: 165,051 K (-108,099 °C, -162,578 °F)

Hárompont: 161,405 K, 81,77 kPa
Kritikus pont: 289,733 K, 5,842 MPa
Állapot 20ºC-on: gáz
Fúziós hő: 2,27 kJ/mol
Párolgási hő: 2,27 kJ/mol
Párolgási hő: 2,27 kJ/mol: 12,64 kJ/mol
Moláris hőkapacitás: 21,01 J/(mol-K)

Hővezető képesség: 5.65×10-3 W/(m-K)
Kristályszerkezet: Arcközpontú köbös (fcc)
Mágneses rendezettség: diamágneses

Atomi adatok

Kovalens sugár: 140±9 pm
Van der Waals sugár: 216 pm
Elektronegativitás: Ionizációs energia: 1170,4 kJ/mol
2. ionizációs energia: 046,4 kJ/mol
3. ionizációs energia: 3099,4 kJ/mol
Gyakori oxidációs állapotok: Általában 0, de lehet +1, +2, +4, +6, +8

Mókás xenon tények

• Mivel a xenon sűrűbb, mint a levegő, ezért mély hangot lehet vele produkálni (a hélium ellentéteként). Erre a célra azonban nem gyakran használják, mert a xenon érzéstelenítő hatású.
• Hasonlóképpen, ha egy lufit xenongázzal töltünk meg, az a padlóra süllyed.
• Míg a xenon gáz, folyadék és szilárd anyag színtelen, létezik az elemnek egy fémes szilárd állapota, amely égszínkék.
• A nukleáris hasadás (mint a fukusimai reaktorban) a jód-135 radioizotópot képes előállítani. A jód-135 béta-bomlással a xenon-135 radioizotópot állítja elő.

• Bartlett, Neil (2003). “A nemesgázok”. Chemical & Engineering News. Amerikai Kémiai Társaság. 81 (36): 32-34. doi:10.1021/cen-v081n036.p032
• Brock, David S.; Schrobilgen (2011). “A xenon hiányzó oxidjának, a XeO2-nek a szintézise és ennek következményei a Föld hiányzó xenonjára vonatkozóan”. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 16, 6265-6269. doi:10.1021/ja110618g
• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Az elemek kémiája (2. kiadás). Butterworth-Heinemann. ISBN 0-08-037941-9.
• Meija, J.; et al. (2016). “Az elemek atomsúlyai 2013 (IUPAC technikai jelentés)”. Tiszta és alkalmazott kémia. 88 (3): 265-91. doi:10.1515/pac-2015-0305

.