Fakta om xenon och användningsområden – Atomnummer 54 Elementsymbol Xe

Xenon är det kemiska grundämnet med atomnummer 54 och grundämnessymbol Xe. Grundämnet är en ädelgas, så det är inert, färglöst, luktfritt, smaklöst och ogiftigt. Xenon är mest känt för sin användning i högeffektiva lampor. Här finns en samling intressanta fakta om xenon, tillsammans med historien om dess upptäckt, användningsområden och källor.

Fakta om xenonelementet

Namn: Xenon
Atomnummer: 54
Elementsymbol: Xe
Utseende: Xe
Färglös gas
Grupp: Grupp 18 (ädelgas)
Period: Period 5
Block: p-block
Elementfamilj: Ädelgas
Atomvikt: Elektronkonfiguration: Elektronform: 1: Elektroner: 4d10 5s2 5p6
Elektroner per skal: 2, 8, 18, 18, 18, 8
Fynd: Upptäckt: William Ramsay och Morris Travers (1898)
Namnets ursprung: William Ramsay och Morris Travers (1898): Namnet: Grekiska xenos, som betyder främling

Fyndhistoria

Den skotska kemisten William Ramsay och den engelska kemisten Morris Travers isolerade och upptäckte xenon i september 1898. De hade redan upptäckt ädelgaserna krypton och neon med hjälp av en maskin för flytande luft som industrimannen Ludwig Mond hade skänkt dem. De fick fram xenon genom att avdunsta flytande luft och undersöka resterna. När de placerade gasen i ett vakuumrör observerade de dess fantastiska blå glöd. Ramsay föreslog namnet på det nya grundämnet, från det grekiska ordet ”xenos”, som betyder ”märklig”. Ramsay beskrev xenon som en främling i provet av flytande luft.

Xenonisotoper

Naturligt xenon består av sju stabila isotoper: Xe-126, Xe-128, Xe-129, Xe-130, Xe-131, Xe-132 och Xe-134. Även om Xe-126 och Xe-134 teoretiskt sett genomgår dubbelt betasönderfall har det aldrig observerats. Över 40 radioaktiva isotoper har beskrivits. Den längst levande radioisotopen är Xe-124, som har en halveringstid på 1,8 × 1022 år.

Biologisk roll och toxicitet

Elementärt xenon är ogiftigt och fyller ingen biologisk funktion. Xenon är dock lösligt i blod och passerar blod-hjärnbarriären och fungerar som bedövningsmedel. Det är möjligt att kvävas av xenon, eftersom det är tyngre än syre, även om det är möjligt att andas in en blandning av xenon och syre. Xenonföreningar, särskilt syre-xenonföreningar, kan vara giftiga och explosiva.

Källor till xenon

Xenon är en sällsynt gas i jordens atmosfär, som förekommer i en koncentration på cirka 1 del per 11,5 miljoner (0,087 delar per miljon). Även om den är sällsynt är den bästa källan till grundämnet utvinning från flytande luft. Xenon förekommer också i marsatmosfären i ungefär samma koncentration. Grundämnet har hittats i solen, meteoriter och Jupiter. Länge trodde forskarna att atmosfären var den enda källan till xenon på jorden, men koncentrationen i luften motsvarade inte den mängd som förutspåddes för planeten. Forskare upptäckte att gasen avges av vissa mineralkällor, så xenon finns även inom jorden. Det kan vara så att det så kallade ”saknade xenonet” kan finnas i jordens kärna, eventuellt bundet till järn och nickel.

Xenonanvändning

Xenon används i gasurladdningslampor, bland annat i fotoblixtar, bilstrålkastare, stroboskoplampor och bakteriedödande lampor (eftersom spektrumet innehåller en stark ultraviolett komponent). Den används i filmprojektlampor och avancerade ficklampor eftersom dess spektrum ligger nära det naturliga solljusets spektrum. Den används i mörkerseende system på grund av dess nära infraröda emission. En blandning av xenon och neon är en komponent i plasmaskärmar.

Den första excimerlasern använde en xenondimer (Xe2). Xenon är ett populärt element för flera typer av lasrar.

I medicinen är xenon ett allmänbedövningsmedel, neuroprotektant och kardioprotektant. Används inom sportdoping för att öka produktionen av röda blodkroppar och prestanda. Isotopen Xe-133 används vid datortomografi med enkel fotonemission, medan Xe-129 används som kontrastmedel vid magnetisk resonanstomografi (MRI). Xenonklorid-excimerlaser används vid vissa dermatologiska ingrepp.

Xenon används också inom kärnmagnetisk resonans (NMR) för att underlätta ytkarakterisering. Det används i bubbelkammare, kalorimetrar och som drivmedel för jonframdrivning.

Xenonföreningar

Noble-gaser är relativt inerta, men de bildar vissa föreningar. Xenonhexafluoroplatinat var den första ädelgasföreningen som någonsin syntetiserades. Över 80 xenonföreningar är kända, inklusive klorider, fluorider, oxider, nitrater och metallkomplex.

Fysikaliska data

Densitet (vid STP): 5,894 g/L
Smältpunkt: 161,40 K (-111,75 °C, -169.15 °F)
Kokpunkt: 165,051 K (-108,099 °C, -162,578 °F)

Trippelpunkt: 161,405 K, 81,77 kPa
Kritisk punkt: 289,733 K, 5,842 MPa
Tillstånd vid 20ºC: gas
Smältningsvärme: 2,27 kJ/mol
Förångningsvärme: Värmekraft: 12,64 kJ/mol
Molär värmekapacitet: 21,01 J/(mol-K)

Värmeledningsförmåga: 5.65×10-3 W/(m-K)
Kristallstruktur: Ytcentrerad kubisk (fcc)
Magnetisk ordning: Diamagnetisk

Atomdata

Kovalent radie: 140±9 pm
Van der Waals radie: 216 pm
Elektronegativitet: Pauling-skalan: 2,6
1:a joniseringsenergi: 1170,4 kJ/mol
2:a joniseringsenergi: 046,4 kJ/mol
3:a joniseringsenergi: 3099,4 kJ/mol
Gemensamma oxidationstillstånd: Vanligtvis 0, men kan vara +1, +2, +4, +6, +8

Snygga fakta om xenon

• Då xenon är tätare än luft kan det användas för att producera en djupt klingande röst (motsatsen till helium). Det används dock inte ofta för detta ändamål eftersom xenon är ett bedövningsmedel.
• Samma sak, om du fyller en ballong med xenongas kommer den att sjunka till golvet.
• Om xenongas, -vätska och -föremål är färglösa finns det ett metalliskt fast tillstånd av grundämnet som är himmelsblått.
• Nukleär klyvning (som från Fukushimareaktorn) kan producera radioisotopen jod-135. Jod-135 genomgår betasönderfall för att producera radioisotopen xenon-135.

• Bartlett, Neil (2003). ”De ädla gaserna”. Chemical & Engineering News. American Chemical Society. 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). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0-08-037941-9.
• Meija, J.; et al. (2016). ”Atomic Weights of the Elements 2013 (IUPAC Technical Report)”. Ren och tillämpad kemi. 88 (3): 265-91. doi:10.1515/pac-2015-0305