Fatti e usi dello xeno – Numero atomico 54 Elemento simbolo Xe

Il xeno è l’elemento chimico con numero atomico 54 e simbolo Xe. L’elemento è un gas nobile, quindi è inerte, incolore, inodore, insapore e non tossico. Lo xeno è meglio conosciuto per il suo uso nelle lampade ad alta potenza. Ecco una raccolta di fatti interessanti sullo xeno, insieme alla storia della sua scoperta, usi e fonti.

Fatti sull’elemento xeno

Nome: Xenon
Numero atomico: 54
Simbolo dell’elemento: Xe
Apparenza: Gas incolore
Gruppo: Gruppo 18 (gas nobile)
Periodo: Periodo 5
Blocco: blocco p
Famiglia dell’elemento: Gas nobile
Massa atomica: 131.293(6)
Configurazione degli elettroni: 4d10 5s2 5p6
Elettroni per Shell: 2, 8, 18, 18, 8
Scoperta: William Ramsay e Morris Travers (1898)
Origine del nome: Greco xenos, che significa straniero

Storia della scoperta

Il chimico scozzese William Ramsay e il chimico inglese Morris Travers hanno isolato e scoperto lo xeno nel settembre 1898. Avevano già scoperto i gas nobili krypton e neon, utilizzando una macchina ad aria liquida regalata loro dall’industriale Ludwig Mond. Ottennero lo xeno facendo evaporare l’aria liquefatta ed esaminando il residuo. Quando misero il gas in un tubo a vuoto, osservarono il suo stupefacente bagliore blu. Ramsay propose il nome del nuovo elemento, dalla parola greca “xenos”, che significa “strano”. Ramsay descrisse lo xeno come uno straniero nel campione di aria liquefatta.

Isotopi dello xeno

Lo xeno naturale consiste di sette isotopi stabili: Xe-126, Xe-128, Xe-129, Xe-130, Xe-131, Xe-132 e Xe-134. Anche se Xe-126 e Xe-134 subiscono teoricamente un doppio decadimento beta, non è mai stato osservato. Sono stati descritti più di 40 isotopi radioattivi. Il radioisotopo più longevo è Xe-124, che ha un’emivita di 1.8 × 1022 anni.

Ruolo biologico e tossicità

Lo xeno elementare non è tossico e non ha alcun ruolo biologico. Tuttavia, lo xeno è solubile nel sangue e attraversa la barriera sangue-cervello, agendo come anestetico. È possibile essere asfissiati dallo xeno, dato che è più pesante dell’ossigeno, anche se è possibile respirare una miscela xeno-ossigeno. I composti dello xeno, specialmente i composti ossigeno-xeno, possono essere tossici ed esplosivi.

Fonti dello xeno

Lo xeno è un gas raro nell’atmosfera terrestre, presente ad una concentrazione di circa 1 parte per 11.5 milioni (0.087 parti per milione). Anche se è raro, la migliore fonte dell’elemento è l’estrazione dall’aria liquida. Lo xeno si trova anche nell’atmosfera marziana a circa la stessa concentrazione. L’elemento è stato trovato nel Sole, nei meteoriti e in Giove. Per molto tempo, gli scienziati hanno pensato che l’atmosfera fosse l’unica fonte di xeno sulla Terra, ma la concentrazione nell’aria non corrispondeva alla quantità prevista per il pianeta. I ricercatori hanno scoperto che il gas è emesso da alcune sorgenti minerali, quindi lo xeno esiste anche all’interno della Terra. Può essere che il cosiddetto “xeno mancante” si trovi nel nucleo della Terra, possibilmente legato a ferro e nichel.

Usi dello xeno

Lo xeno è usato nelle lampade a scarica di gas, compresi i flash fotografici, i fari delle automobili, gli strobo e le lampade battericide (perché lo spettro include una forte componente ultravioletta). È usato nelle lampade per proiezioni cinematografiche e nelle torce di fascia alta perché il suo spettro è vicino a quello della luce solare naturale. È usato nei sistemi di visione notturna a causa della sua emissione nel vicino infrarosso. Una miscela di xeno e neon è un componente dei display al plasma.

Il primo laser ad eccimeri usava un dimero di xeno (Xe2). Lo xeno è un elemento popolare per diversi tipi di laser.

In medicina, lo xeno è un anestetico generale, neuroprotettore e cardioprotettore. È usato nel doping sportivo per aumentare la produzione di globuli rossi e le prestazioni. L’isotopo Xe-133 è usato nella tomografia computerizzata a emissione di fotoni singoli, mentre lo Xe-129 è usato come agente di contrasto per la risonanza magnetica (MRI). I laser ad eccimeri al cloruro di xeno sono usati per alcune procedure dermatologiche.

Lo xeno è anche usato nella risonanza magnetica nucleare (NMR) per aiutare la caratterizzazione delle superfici. È usato nelle camere a bolle, nei calorimetri e come propellente della propulsione ionica.

Composti dello xeno

I gas nobili sono relativamente inerti, ma formano alcuni composti. L’esafluoroplatinato di xeno fu il primo composto di gas nobile mai sintetizzato. Oltre 80 composti dello xeno sono noti, inclusi cloruri, fluoruri, ossidi, nitrati e complessi metallici.

Dati fisici

Densità (a STP): 5.894 g/L
Punto di fusione: 161.40 K (-111.75 °C, -169.15 °F)
Punto di ebollizione: 165.051 K (-108.099 °C, -162.578 °F)

Punto triplo: 161.405 K, 81.77 kPa
Punto critico: 289.733 K, 5.842 MPa
Stato a 20ºC: gas
Caldo di fusione: 2.27 kJ/mol
Caldo di vaporizzazione: 12,64 kJ/mol
Capacità termica molecolare: 21,01 J/(mol-K)

Conducibilità termica: 5.65×10-3 W/(m-K)
Struttura del cristallo: cubico a facce centrate (fcc)
Ordinamento magnetico: diamagnetico

Dati atomici

Raggio covalente: 140±9 pm
Raggio Van der Waals: 216 pm
Elettronegatività: Scala di Pauling: 2.6
1a energia di ionizzazione: 1170.4 kJ/mol
2a energia di ionizzazione: 046.4 kJ/mol
3a energia di ionizzazione: 3099.4 kJ/mol
Stati di ossidazione comuni: Di solito 0, ma può essere +1, +2, +4, +6, +8

Fatti divertenti sullo xeno

• Perché lo xeno è più denso dell’aria, può essere usato per produrre una voce dal suono profondo (il contrario dell’elio). Tuttavia, non è spesso usato per questo scopo perché lo xeno è un anestetico.
• Similmente, se si riempie un palloncino con gas xeno, affonderà sul pavimento.
• Mentre il gas xeno, il liquido e il solido sono incolori, esiste uno stato solido metallico dell’elemento che è blu cielo.
• La fissione nucleare (come dal reattore di Fukushima) può produrre il radioisotopo iodio-135. Lo iodio-135 subisce il decadimento beta per produrre il radioisotopo xeno-135.

• Bartlett, Neil (2003). “I gas nobili”. Chemical & Engineering News. American Chemical Society. 81 (36): 32-34. doi:10.1021/cen-v081n036.p032
• Brock, David S.; Schrobilgen (2011). “Sintesi dell’ossido mancante di xeno, XeO2, e le sue implicazioni per lo xeno mancante della Terra”. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 16, 6265-6269. doi:10.1021/ja110618g
• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chimica degli elementi (2a ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0-08-037941-9.
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