Γεγονότα και χρήσεις Xenon – Ατομικός αριθμός 54 Σύμβολο στοιχείου Xe

Το ξένο είναι το χημικό στοιχείο με ατομικό αριθμό 54 και σύμβολο στοιχείου Xe. Το στοιχείο είναι ένα ευγενές αέριο, επομένως είναι αδρανές, άχρωμο, άοσμο, άοσμο και μη τοξικό. Το Xenon είναι περισσότερο γνωστό για τη χρήση του σε λαμπτήρες υψηλής ισχύος. Ακολουθεί μια συλλογή από ενδιαφέροντα στοιχεία για το xenon, μαζί με το ιστορικό της ανακάλυψής του, τις χρήσεις και τις πηγές του.

Στοιχεία Xenon Element

Όνομα :Xenon

Ατομικός αριθμός :54

Σύμβολο στοιχείου :Xe

Εμφάνιση :Άχρωμο αέριο

Ομάδα :Ομάδα 18 (ευγενές αέριο)

Περίοδος :Περίοδος 5

Αποκλεισμός :p-block

Οικογένεια στοιχείων :Ευγενες αεριο

Ατομική μάζα :131.293(6)

Διαμόρφωση ηλεκτρονίων :[Kr] 4d 5s 5p

Ηλεκτρόνια ανά κέλυφος :2, 8, 18, 18, 8

Ανακάλυψη :William Ramsay and Morris Travers (1898)

Προέλευση ονόματος :Ελληνικά xenos , που σημαίνει ξένος

Ιστορία της Ανακάλυψης

Η σκωτσέζικη χημεία William Ramsay και ο Άγγλος χημικός Morris Travers απομόνωσαν και ανακάλυψαν το ξένο τον Σεπτέμβριο του 1898. Είχαν ήδη ανακαλύψει τα ευγενή αέρια κρυπτόν και νέον, χρησιμοποιώντας μια μηχανή υγρού αέρα που τους είχε χαρίσει ο βιομήχανος Ludwig Mond. Το ξένο λαμβάνεται με εξάτμιση υγροποιημένου αέρα και εξέταση του υπολείμματος. Όταν τοποθέτησαν το αέριο σε ένα σωλήνα κενού, παρατήρησαν την εκπληκτική μπλε λάμψη του. Ο Ramsay πρότεινε το όνομα του νέου στοιχείου, από την ελληνική λέξη «xenos», που σημαίνει «παράξενο». Ο Ramsay περιέγραψε το xenon ως ξένο στο δείγμα υγροποιημένου αέρα.

Ισότοπα Xenon

Το φυσικό ξένο αποτελείται από επτά σταθερά ισότοπα:Xe-126, Xe-128, Xe-129, Xe-130, Xe-131, Xe-132 και Xe-134. Αν και τα Xe-126 και Xe-134 θεωρητικά υφίστανται διπλή βήτα διάσπαση, δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ. Έχουν περιγραφεί περισσότερα από 40 ραδιενεργά ισότοπα. Το μακροβιότερο ραδιοϊσότοπο είναι το Xe-124, το οποίο έχει χρόνο ημιζωής 1,8 × 10 χρόνια.

Βιολογικός ρόλος και τοξικότητα

Το στοιχειακό xenon είναι μη τοξικό και δεν εξυπηρετεί κανένα βιολογικό ρόλο. Ωστόσο, το ξένο είναι διαλυτό στο αίμα και διασχίζει τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, ενεργώντας ως αναισθητικό. Είναι πιθανό να ασφυκτιάσετε από το ξένο, καθώς είναι βαρύτερο από το οξυγόνο, αν και είναι δυνατό να αναπνεύσετε ένα μείγμα ξένου-οξυγόνου. Οι ενώσεις ξένον, ιδιαίτερα οι ενώσεις οξυγόνου-ξένον, μπορεί να είναι τοξικές και εκρηκτικές.

Πηγές Xenon

Το ξένο είναι ένα σπάνιο αέριο στην ατμόσφαιρα της Γης, που υπάρχει σε συγκέντρωση περίπου 1 μέρος ανά 11,5 εκατομμύρια (0,087 μέρη ανά εκατομμύριο). Αν και είναι σπάνιο, η καλύτερη πηγή του στοιχείου είναι η εξαγωγή από υγρό αέρα. Το ξένο εμφανίζεται επίσης στην ατμόσφαιρα του Άρη περίπου στην ίδια συγκέντρωση. Το στοιχείο έχει βρεθεί στον Ήλιο, στους μετεωρίτες και στον Δία. Για πολύ καιρό, οι επιστήμονες πίστευαν ότι η ατμόσφαιρα ήταν η μόνη πηγή ξένου στη Γη, αλλά η συγκέντρωση στον αέρα δεν ταίριαζε με την ποσότητα που είχε προβλεφθεί για τον πλανήτη. Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι το αέριο εκπέμπεται από ορισμένες μεταλλικές πηγές, επομένως το ξένο υπάρχει επίσης στη Γη. Μπορεί να είναι το λεγόμενο «ελλείπον ξένον» που μπορεί να βρεθεί στον πυρήνα της Γης, πιθανώς συνδεδεμένο με σίδηρο και νικέλιο.

Χρήσεις Xenon

Το Xenon χρησιμοποιείται σε λαμπτήρες εκκένωσης αερίου, συμπεριλαμβανομένων των φωτογραφικών φλας, των προβολέων αυτοκινήτων, των στροβοσκοπικών και των βακτηριοκτόνων λαμπτήρων (επειδή το φάσμα περιλαμβάνει ένα ισχυρό συστατικό υπεριώδους ακτινοβολίας). Χρησιμοποιείται σε λαμπτήρες ταινίας και φακούς υψηλής τεχνολογίας, επειδή το φάσμα του είναι κοντά σε αυτό του φυσικού ηλιακού φωτός. Χρησιμοποιείται στο σύστημα νυχτερινής όρασης λόγω της εκπομπής του κοντά στο υπέρυθρο. Ένα μείγμα ξένον και νέον αποτελεί συστατικό των οθονών πλάσματος.

Το πρώτο excimer laser χρησιμοποίησε ένα διμερές xenon (Xe₂ ). Το Xenon είναι ένα δημοφιλές στοιχείο για διάφορους τύπους λέιζερ.

Στην ιατρική, το xenon είναι γενικό αναισθητικό, νευροπροστατευτικό και καρδιοπροστατευτικό. Χρησιμοποιείται στο αθλητικό ντόπινγκ για την αύξηση της παραγωγής και της απόδοσης των ερυθρών αιμοσφαιρίων. Το ισότοπο Xe-133 χρησιμοποιείται στην υπολογιστική τομογραφία εκπομπής ενός φωτονίου, ενώ το Xe-129 χρησιμοποιείται ως παράγοντας αντίθεσης για την απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού (MRI). Τα λέιζερ excimer με χλωριούχο ξένο χρησιμοποιούνται για ορισμένες δερματολογικές επεμβάσεις.

Το Xenon χρησιμοποιείται επίσης στον πυρηνικό μαγνητικό συντονισμό (NMR) για να βοηθήσει τον χαρακτηρισμό της επιφάνειας. Χρησιμοποιείται σε θαλάμους φυσαλίδων, σε θερμιδόμετρα και ως προωθητικό ιόντων.

Ενώσεις ξένου

Τα ευγενή αέρια είναι σχετικά αδρανή, αλλά σχηματίζουν ορισμένες ενώσεις. Το εξαφθοροπλατινικό ξένο ήταν η πρώτη ένωση ευγενούς αερίου που συντέθηκε ποτέ. Είναι γνωστές περισσότερες από 80 ενώσεις ξένον, συμπεριλαμβανομένων χλωριδίων, φθοριδίων, οξειδίων, νιτρικών αλάτων και συμπλεγμάτων μετάλλων.

Φυσικά δεδομένα

Πυκνότητα (στο STP): 5,894 g/L

Σημείο τήξης: 161,40 K ​(−111,75 °C, ​−169,15 °F)

Σημείο βρασμού: 165,051 K ​(−108,099 °C, ​−162,578 °F)

Τριπλό σημείο: 161,405 K, ​81,77 kPa

Κρίσιμο σημείο: 289.733 K, 5.842 MPa

Κατάσταση στους 20ºC: αέριο

Heat of Fusion: 2,27 kJ/mol

Θερμότητα εξάτμισης: 12,64 kJ/mol

Μοριακή θερμική χωρητικότητα: 21,01 J/(mol·K)

Θερμική αγωγιμότητα: 5,65×10 W/(m·K)

Κρυσταλλική δομή: κεντραρισμένο κυβικό (fcc)

Μαγνητική σειρά: διαμαγνητικό

Ατομικά δεδομένα

Ομοιοπολική ακτίνα: 140±9 μ.μ

Ακτίνα Van der Waals: 216 μ.μ

Ηλεκτραρνητικότητα: Κλίμακα Pauling:2,6

1 Ενέργεια Ιονισμού: 1170,4 kJ/mol

2 Ενέργεια Ιονισμού: 046,4 kJ/mol

3 Ενέργεια Ιονισμού: 3099,4 kJ/mol

Συνήθεις καταστάσεις οξείδωσης: Συνήθως 0, αλλά μπορεί να είναι +1, +2, +4, +6, +8

Διασκεδαστικά στοιχεία Xenon

• Επειδή το xenon είναι πιο πυκνό από τον αέρα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να παράγει μια βαθιά φωνή (το αντίθετο από το ήλιο). Ωστόσο, δεν χρησιμοποιείται συχνά για αυτόν τον σκοπό, επειδή το xenon είναι αναισθητικό.
• Ομοίως, εάν γεμίσετε ένα μπαλόνι με αέριο xenon, θα βυθιστεί στο πάτωμα.
• Ενώ το αέριο, το υγρό και το στερεό ξένον είναι άχρωμα, υπάρχει μια μεταλλική στερεή κατάσταση του στοιχείου που είναι μπλε του ουρανού.
• Η πυρηνική σχάση (όπως από τον αντιδραστήρα Φουκουσίμα) μπορεί να παράγει το ραδιοϊσότοπο ιώδιο-135. Το ιώδιο-135 υφίσταται βήτα διάσπαση για να παράγει το ραδιοϊσότοπο xenon-135.

Αναφορές

• Bartlett, Neil (2003). «Τα Ευγενή Αέρια». Ειδήσεις Χημικών και Μηχανικών . Αμερικανική Χημική Εταιρεία. 81 (36):32–34. doi:10.1021/cen-v081n036.p032
• Μπροκ, Ντέιβιντ Σ.; Schrobilgen (2011). «Σύνθεση του χαμένου οξειδίου του Xenon, XeO₂ , και οι επιπτώσεις του για το Xenon που λείπει από τη Γη». J. Είμαι. Chem. Soc. 2011, 133, 16, 6265–6269. doi:10.1021/ja110618g
• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Χημεία των Στοιχείων (2η έκδ.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0-08-037941-9.
• Meija, J.; et al. (2016). «Atomic Weights of the Elements 2013 (Τεχνική Έκθεση IUPAC)». Καθαρή και Εφαρμοσμένη Χημεία . 88 (3):265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305