Fapte și utilizări ale xenonului – Numărul atomic 54 Simbolul elementului Xe
Xenonul este elementul chimic cu numărul atomic 54 și simbolul elementar Xe. Elementul este un gaz nobil, deci este inert, incolor, inodor, fără gust și netoxic. Xenonul este cel mai bine cunoscut pentru utilizarea sa în lămpile de mare putere. Iată o colecție de fapte interesante despre xenon, împreună cu istoria descoperirii, utilizările și sursele sale.
Fapte despre elementul xenon
Nume: Xenon: Xenon
Numărul atomic: 54
Simbolul elementului: Xe
Aparență: Gaz incolor
Grupul: Grupa 18 (gaz nobil)
Perioada: Perioada 5
Bloc: bloc p
Familie de elemente: Gaz nobil
Masa atomică: 131,293(6)
Configurația electronilor: 4d10 5s2 5p6
Electroni pe înveliș: 2, 8, 18, 18, 8
Descoperire: William Ramsay și Morris Travers (1898)
Originea numelui: Greacă xenos, care înseamnă străin
Istoria descoperirii
Chimistul scoțian William Ramsay și chimistul englez Morris Travers au izolat și descoperit xenonul în septembrie 1898. Ei descoperiseră deja gazele nobile kripton și neon, folosind o mașină de aer lichid care le-a fost dăruită de industriașul Ludwig Mond. Au obținut xenonul prin evaporarea aerului lichefiat și examinarea reziduului. Când au plasat gazul într-un tub cu vid, au observat strălucirea sa albastră uimitoare. Ramsay a propus numele noului element, de la cuvântul grecesc „xenos”, care înseamnă „ciudat”. Ramsay a descris xenonul ca fiind un străin în mostra de aer lichefiat.
Izotopii xenonului
Xenonul natural este format din șapte izotopi stabili: Xe-126, Xe-128, Xe-129, Xe-130, Xe-131, Xe-132 și Xe-134. Deși Xe-126 și Xe-134 suferă, teoretic, o dublă dezintegrare beta, aceasta nu a fost niciodată observată. Au fost descriși peste 40 de izotopi radioactivi. Cel mai longeviv radioizotop este Xe-124, care are un timp de înjumătățire de 1,8 × 1022 ani.
Rolul biologic și toxicitatea
Xenonul elementar nu este toxic și nu are niciun rol biologic. Cu toate acestea, xenonul este solubil în sânge și traversează bariera hemato-encefalică, acționând ca anestezic. Este posibil să fii asfixiat de xenon, deoarece este mai greu decât oxigenul, deși este posibil să respiri un amestec de xenon-oxigen. Compușii de xenon, în special compușii de oxigen-xenon, pot fi toxici și explozivi.
Surse de xenon
Xenonul este un gaz rar în atmosfera Pământului, prezent la o concentrație de aproximativ 1 parte la 11,5 milioane (0,087 părți la milion). Deși este rar, cea mai bună sursă a elementului este extracția din aerul lichid. Xenonul se găsește, de asemenea, în atmosfera marțiană la aproximativ aceeași concentrație. Elementul a fost găsit în Soare, în meteoriți și în Jupiter. Pentru o lungă perioadă de timp, oamenii de știință au crezut că atmosfera este singura sursă de xenon de pe Pământ, dar concentrația din aer nu se potrivea cu cantitatea prezisă pentru planetă. Cercetătorii au descoperit că gazul este emis de unele izvoare minerale, deci xenonul există și în interiorul Pământului. Este posibil ca așa-numitul „xenon lipsă” să se regăsească în miezul Pământului, posibil legat de fier și nichel.
Utilizări ale xenonului
Xenonul este utilizat în lămpile cu descărcare în gaz, inclusiv în blițurile de fotografie, farurile de automobile, stroboscoapele și lămpile bactericide (deoarece spectrul include o puternică componentă ultravioletă). Este utilizat în lămpile pentru proiecte cinematografice și în lanternele de înaltă calitate, deoarece spectrul său este apropiat de cel al luminii solare naturale. Este utilizat în sistemele de vedere pe timp de noapte datorită emisiei sale în infraroșu apropiat. Un amestec de xenon și neon este o componentă a ecranelor cu plasmă.
Primul laser excimer a folosit un dimer de xenon (Xe2). Xenonul este un element popular pentru mai multe tipuri de lasere.
În medicină, xenonul este un anestezic general, neuroprotector și cardioprotector. Este utilizat în dopajul sportiv pentru a crește producția de globule roșii și performanța. Izotopul Xe-133 este utilizat în tomografia computerizată cu emisie de fotoni unici, în timp ce Xe-129 este utilizat ca agent de contrast pentru imagistica prin rezonanță magnetică (IRM). Laserele excimer cu clorură de xenon sunt utilizate pentru unele proceduri dermatologice.
Xenonul este, de asemenea, utilizat în rezonanța magnetică nucleară (RMN) pentru a ajuta la caracterizarea suprafețelor. Este utilizat în camerele cu bule, calorimetre și ca propulsor de propulsie ionică.
Compuși ai xenonului
Gazele nobile sunt relativ inerte, dar formează unii compuși. Hexafluoroplatinatul de xenon a fost primul compus de gaz nobil sintetizat vreodată. Se cunosc peste 80 de compuși ai xenonului, inclusiv cloruri, fluoruri, oxizi, nitrați și complecși metalici.
Date fizice
Densitate (la STP): 5,894 g/L
Punct de topire: 161,40 K (-111,75 °C, -169.15 °F)
Punctul de fierbere: 165,051 K (-108,099 °C, -162,578 °F)
Punctul triplu: 161,405 K, 81,77 kPa
Punctul critic: 289,733 K, 5,842 MPa
Stare la 20ºC: gaz
Căldura de fuziune: 2,27 kJ/mol
Căldura de vaporizare: 12,64 kJ/mol
Capacitatea termică molară: 21,01 J/(mol-K)
Conductibilitate termică: 5.65×10-3 W/(m-K)
Structura cristalului: cubic cu fețe centrate (fcc)
Ordonarea magnetică: diamagnetică
Date atomice
Razonul covalent: 140±9 pm
Razonul Van der Waals: 216 pm
Electronegativitatea: Scara Pauling: 2,6
1-a energie de ionizare: 1170,4 kJ/mol
2-a energie de ionizare: 046,4 kJ/mol
3-a energie de ionizare: 3099,4 kJ/mol
Statele de oxidare comune: De obicei 0, dar poate fi +1, +2, +4, +6, +8
Funcții amuzante despre xenon
- Pentru că xenonul este mai dens decât aerul, poate fi folosit pentru a produce o voce care sună adânc (opusul heliului). Cu toate acestea, nu este adesea folosit în acest scop, deoarece xenonul este un anestezic.
- În mod similar, dacă umpleți un balon cu gaz xenon, acesta se va scufunda până la podea.
- În timp ce gazul, lichidul și solidul xenonului sunt incolore, există o stare solidă metalică a elementului care este albastru cer.
- Fisiunea nucleară (cum ar fi cea de la reactorul Fukushima) poate produce radioizotopul iod-135. Iodul-135 suferă o dezintegrare beta pentru a produce radioizotopul xenon-135.
- Bartlett, Neil (2003). „The Noble Gases” (Gazele nobile). Chemical & Engineering News. Societatea Americană de Chimie. 81 (36): 32-34. doi:10.1021/cen-v081n036.p032
- Brock, David S.; Schrobilgen (2011). „Synthesis of the Missing Oxide of Xenon, XeO2, and Its Implications for Earth’s Missing Xenon”. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 16, 6265-6269. doi:10.1021/ja110618g
- Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chimia elementelor (ed. a 2-a). Butterworth-Heinemann. ISBN 0-08-03-037941-9.
- Meija, J.; et al. (2016). „Atomic Weights of the Elements 2013 (Raport tehnic IUPAC)”. Pure and Applied Chemistry (în engleză). 88 (3): 265-91. doi:10.1515/pac-2015-0305
.