Xenon
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Általános | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Név,vegyjel,rendszám | xenon, Xe, 54 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Latin megnevezés | xenon | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elemi sorozat | nemesgázok | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Csoport,periódus,mező | 18,5,p | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Megjelenés | színtelen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomtömeg | 131,293(6)g/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronszerkezet | [Kr] 4d105s25p6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronokhéjanként | 2, 8, 18, 18, 8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fizikai tulajdonságok | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Halmazállapot | gáz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sűrűség | (0 °C, 101,325 kPa) 5,894 g/l | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hármaspont | 161,36K,81 500Pa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Olvadáspont | 161,4K (-111,7 °C,-169,1 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Forráspont | 165,03K (-108,12 °C,-162,62 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Olvadáshő | 2,27kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Párolgáshő | 12,64kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molárishőkapacitás | (25 °C) 20,786 J/(mol·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kritikus nyomás | 5,84 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kritikus hőmérséklet | 289,8 K (16,6 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomi tulajdonságok | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kristályszerkezet | köbös lapcentrált | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidációs szám | 0, +2, +4, +6 (ritkán több mint 0) (gyengén savas oxid) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativitás | 2,6 (Pauling-skála) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ionizációs energia | 1.: 1170,4kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2.: 2046,4 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.: 3099,4 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomsugár(számított) | 108pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kovalens sugár | 130pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Van der Waals-sugár | 216pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Egyebek | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mágnesség | nem mágneses | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hővezetési tényező | (300 K) 5,65 mW/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hangsebesség | (liquid) 1090m/s | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CAS-szám | 7440-63-3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ATC-kód | N01AX15,V09EX02,V09EX03 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fontosabb izotópok | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hivatkozások |
Axenon(INN) egykémiai elem,vegyjeleXe,rendszáma54. Színtelen, szagtalan, nehéznemesgáz,előfordul kis mennyiségben aFöldatmoszférájábanis[1](9·10−5térfogatszázalék, 4·10−5tömegszázalék). Bár kémiailag általában közömbös, ismert néhány reakciója, például melynek során xenon-hexafluoroplatinát, az elsőként előállított nemesgázvegyület keletkezik.[2][3][4]
A természetben előforduló xenonnak kilenc stabilizotópjavan. Ezen felül további 40 nem stabil,radioaktívizotópja létezik. A xenon izotópjainak aránya fontos eszköz aNaprendszertörténetének vizsgálatakor.[5]A xenon-135maghasadáskövetkeztében jön létre, és azatomreaktorokbanneutronelnyelőként viselkedik.[6]
A xenontívlámpákban[7]ésvakukban,[8]illetve általános érzéstelenítőként is alkalmazzák.[9]Az elsőexcimerlézerekxenon dimer molekulát (Xe2) használtak aktív közegként,[10]az elsőlézerekbenpedig xenon villanólámpákat használtak pumpálásra.[11]A xenont a feltételezett gyengén kölcsönható nehéz elemi részecskék (WIMP-ek) felkutatásában is alkalmazzák,[12]valamint ezt használják azűreszközökionhajtóművénekhajtóanyagaként.[13]
Története
[szerkesztés]A xenontWilliam RamsayésMorris Traversfedezte fel1898.július 12-én Angliában, nem sokkal azután, hogy felfedezték akriptontés aneont.A cseppfolyósított levegő elpárologtatása után visszamaradt anyagban találták meg.[14][15]Ramsay azt javasolta, hogy az idegen, külföldi vagy vendég jelentésű,görögeredetű xenos semleges nemű változata után xenonnak (ξένον) nevezzék el az új elemet.[16][17]1902-ben Ramsey úgy becsülte, a xenon alkotja a Föld atmoszférájának húszmilliomod részét.[18]
Az 1930-as évekbenHarold Edgertonmérnök elkezdte felkutatni a villódzó fény technológiáját, ami a gyors fényképezéshez elengedhetetlen volt. Így jutott el a xenonvaku feltalálásáig, amiben úgy hoz létre fényt, hogy egy xenongázzal töltött csövön keresztül elektromosságot vezet keresztül. Ezzel a technológiával 1934-ben Edgerton már egy mikromásodperceshosszúságú villanást is képes volt előállítani.[7][19][20]
1939-ben ifjabb Albert R. Behnke elkezdte a mélytengeri búvároknál a merüléssel összefüggésben kialakuló „részegség” okait kutatni. Alanyain úgy kísérletezett, hogy különböző levegőkeverékeket kellett belélegezniük, és felfedezte, hogy ez okozza a búvárok mélységérzetének változását. Eredményeiből azt a következtetést vonta le, hogy a xenongázt lehet érzéstelenítőként alkalmazni. Bár Oroszországban Lazarev már 1941-ben tanulmányozta a xenon érzéstelenítő hatásait, először a nemesgáz ilyen hatását 1946-ban J. H. Lawrence egyik tanulmánya erősítette meg. Ő egereken végzett kísérleteket. A xenont műtéti érzéstelenítőként először 1951-ben Stuart C. Cullen alkalmazta, aki ennek segítségével két páciensen sikeresen műtétet hajtott végre.[21]
1960-banJohn H. Reynoldsfelfedezte, hogy többmeteoritesetében izotópanomália mutatható ki, mivel túl sok xenon-129-et tartalmaznak. Mindebből arra következtetett, hogy ez a129I radioaktív bomlásterméke lehet. Ezt az izotópot a kozmikus sugárzás által kiváltott hasadás és amaghasadáskövetkeztében időben lassan jött létre, nagy mennyiségben azonban csak egyszupernóvafelrobbanásakor jöhet létre. Mivel a129I felezési ideje kozmikus egységekben mérve rövid – csupán 16 millió év –, ebből az következik, hogy rövid idő telt el a robbanás és a meteoritok megszilárdulása között. A két esemény (a szupernóva-robbanás és a gázfelhő megszilárdulása) között eltelt idő azt bizonyítja, hogy ezek aNaprendszertörténetének kezdetekor történtek, mivel a129I-izotóp valószínűleg a Naprendszer kialakulása előtt nem sokkal létrejött, és a napgáz felhőjét egy másik izotópforrás telítette be.[22][23]
Hosszú ideig úgy gondolták, hogy a xenon és a hozzá hasonló többi nemesgáz kémiailag közömbös, és nem alkotnakvegyületeket.AzonbanNeil Bartlettmialatt a University of British Columbia oktatója volt, felfedezte, hogy a platina-hexafluorid (PtF6) olyan erős oxidálószer, hogy oxidálni képes az oxigén gázt (O2),dioxigenil-hexafluoroplatinátképződése (O+2[PtF6]−) közben.[24]Mivel az O2és a xenon első ionizációs energiája majdnem megegyezik, Bartlett felismerte, hogy a platina-hexafluorid képes lehet a xenont is oxidálni.1962.március 23-án elegyítette a két gázt, és létrehozta az első ismert, nemesgáztartalmú vegyületet, a xenon-hexafluoroplatinátot.[25][4]Bartlett úgy gondolta, hogy ennek képlete Xe+[PtF6]−lehet, de későbbi munkák kimutatták, hogy valószínűleg különböző xenontartalmú sók keveréke lehetett.[26][27][28]Azóta számos más xenonvegyületet fedeztek fel,[29]és több más nemesgáznak – így például azargonnak,aradonnakés akriptonnak– is kimutatták már vegyületeit. Ezek közé tartozik azargon-fluorohidrid(HArF),[30]a kripton-difluorid (KrF2),[31][32]és a radon-difluorid.[33]
Előfordulása
[szerkesztés]A xenon a Föld légkörében nyomgáznak számít, aránya 0,087±0,001ppm(μl/l), vagy nagyjából 1:11 500 000 arányban fordul elő,[34]és megtaláltákforrásokbólkijövő gázok között is. A xenon néhány radioaktív változata, mint például a133Xeés a135Xeúgy jön létre, hogyneutronnalbesugározzák a reaktorban lévő hasadóanyagot.[2]
A xenont általában a levegőoxigénreésnitrogénretörténő szétválasztásának melléktermékeként állítják elő. Miután a forráspontok eltérését kihasználva külön edényekben összegyűjtötték a nitrogént és a folyékony oxigént, az utóbbiban kis mennyiségű kriptont és xenont lehet találni. Egy újabb, hasonló hátterű szétválasztás során az oxigént fel lehet úgy dúsítani, hogy 0,1–0,2% kripton/xenon együttes koncentrációt lehessen kimutatni. Ezt szilikagél vagy desztilláció segítségével ki lehet nyerni a folyadékból. Végül a kripton/xenon keveréket egy újabb desztillációval lehet részeire szedni.[35][36]A levegőből egy liter xenon kinyeréséhez 220wattóraenergiára van szükség.[37]A világ xenontermelését 1998-ban 5000–7000 m³-re becsülték.[38]Alacsony koncentrációjának köszönhetően a xenon sokkal drágább, mint a nála könnyebb nemesgázok. 1999-ben Európában 1 liter xenon ára 10, míg a kriptoné 1, a neoné pedig 0,2euróvolt.[38]
A xenon aNap,aFöldatmoszférájában valamint azaszteroidákbanés azüstökösökbenviszonylag ritka. AMarslégrétegében a xenon koncentrációja hasonlít a földi értékhez, 0,08 milliomod rész,[39]azonban itt nagyobb a129Xe aránya mint akár a Földön akár a Napnál. Mivel ez az izotóp radioaktív bomlás eredményeképpen jön létre, az eredmény arra utalhat, hogy a Mars a kialakulását követő első 100 millió év során elvesztette légkörének jelentős részét.[40][41]Ezzel ellentétben aJupiterlégkörének kimagaslóan nagy a xenontartalma, 2,6-szor annyi, mint a Napé.[42]A magas koncentráció oka egyelőre ismeretlen, de lehet, hogy a korai és gyors bolygóképződés lehetett, melynek során sok apró, csillagászati mérték alatti test jött létre. Ez még azelőtt történhetett, hogy Naprendszerünkprotoplanetáris korongjaelkezdett volna fölmelegedni.[43](Máskülönben nem lehetett volna xenont észlelni a bolygóképződés korabeli jégben.) ANaprendszerbena xenon összes izotópjának a Naprendszer teljes tömegéhez viszonyított aránya 1,56·10−8.[44]Az alacsony földi xenonszint részben talán azzal is lehet magyarázható, hogy akvarcbana xenonkovalens kötésselkapcsolódik az oxigénhez, és emiatt távozik kevesebb xenon a légkörbe.[45]
A többi, kisebb tömegű nemesgázzal ellentétben a csillagokban lejátszódó megszokott nukleoszintézis során xenon nem jön létre. Az 56-os rendszámúvasnálnehezebb atomok fúziós előállításához olyan sok energia szükséges, hogy abból a csillag nem jut energiához, ha xenont hoz létre.[46]Ezzel ellentétbenszupernóva-robbanás után nagy mennyiségben lehet xenont mérni.[47]
Jellemzői
[szerkesztés]Egy xenonatomnak 54protonjavan. Standard hőmérsékleten és nyomáson a közönséges xenongáz sűrűsége 5,761 kg/m³, ami nagyjából négy és félszerese a földi légkör felszíni 1,217 kg/m³-es sűrűségének.[48]Folyadékként sűrűsége elérheti a 3,100 g/ml értéket is. A legmagasabb ez az érték a hármaspontjánál.[49]Hasonló körülmények között a szilárd xenon sűrűsége – 3,64 g/cm³ – nagyobb, mint agránit2,75 g/cm³-es átlagos sűrűsége.[49]Több gigapascal nyomás alkalmazásával a xenon fémes fázisba kényszerül.[50]
A szilárd xenon lapcentrált köbös rácsa nyomás hatására szoros illeszkedésű hexagonális kristályokká alakul, és 140 GPa környékén fémes jellegűvé kezd válni anélkül, hogy a hexagonális fázis térfogata észrevehetően megváltozna. 155 GPa nyomás alatt a xenon teljesen fémessé válik. A fémes xenon égkék színű, mivel elnyeli a vörös fényt, és a átengedi a látható fény más frekvenciájú sugarait. Ez a viselkedés a fémek esetén szokatlan, és az a magyarázata, hogy a fémes xenon elektronsávjai között viszonylag kicsi a távolság.[51][52]
Tulajdonságai
[szerkesztés]A xenonnak nincs szabad vegyértékelektronja ezértnemesgáznakvagy a technikábaninert gáznakhívják,ennek ellenére a xenonnak legalább 80 vegyülete ismert. Egy gázzal töltött csőben a xenon kék fénnyel sugároz, a gáz részecskéinek elektromos gerjesztése következtében.
Forráspontja nagy atomtömege ellenére is nagyon alacsony (150Kalatt van).[53]
Vegyületei
[szerkesztés]Neil Bartlett 1962-es felfedezése után, mely szerint a xenon képes kémiai vegyületeket képezni, nagy számú xenonvegyületet fedeztek fel és írtak le. Csaknem minden ismert xenonvegyületben előfordul a nagyelektronegativitásúfluor- vagy oxigénatom.[54]
Halogenidek
[szerkesztés]A xenonnak háromfluoridjaismert:XeF2,XeF4ésXeF6.Csaknem minden xenon vegyület szintézise fluoridokból indul ki.
A szilárd, kristályos difluoridXeF2fluorés xenongáz keverékéből képződik ultraibolya fény hatására.[55]A reakcióhoz normál napfény is elegendő.[56]AXeF2nagy hőmérsékleten, hosszú ideig tartó melegítésévelNiF2katalizátor jelenlétébenXeF6keletkezik.[57]XeF6NaFjelenlétében végzett hőbontása során nagy tisztaságúXeF4jön létre.[58]
A xenon-fluoridok fluoridion akceptorként és donorként viselkednek, így példáulXeF+és Xe2F3+kationokat, valamint XeF5−,XeF7−és XeF82−anionokat tartalmazó sókat képezhetnek. A zöld színű, paramágneses Xe2+aXeF2xenongázzal történő redukciója során keletkezik.[54]
AXeF2átmenetifém-ionokkal koordinációs komplexek képzésére is képes. Eddig több mint 30 ilyen komplexet állítottak elő és jellemeztek.[57]
Míg a xenon fluoridjai jól leírt vegyületek, a többi halogenid – aXeCl2kivételével – nem ismert. A beszámolók szerint axenon-dikloridendoterm, színtelen, kristályos vegyület, ami 80 °C-on elemeire bomlik. Xenon, fluor ésszilícium-vagyszén-tetrakloridkeverékének nagyfrekvenciás besugárzásával állítható elő.[59]Kétségek merültek fel azonban azzal kapcsolatban, hogy aXeCl2valódi vegyület-e, vagy csak egy van der Waals-molekula, mely gyengén kötött Xe-atomokat ésCl2-molekulákat tartalmaz.[60]Elméleti számítások alapján aXeCl2lineáris molekula kevésbé stabil, mint a van der Waals komplex.[61]
Oxidok és oxohalogenidek
[szerkesztés]A xenonnak három oxidja ismert: axenon-trioxid(XeO3) és axenon-tetroxid(XeO4), melyek rendkívül robbanásveszélyes, erélyes oxidálószerek, valamint a négyes koordinációs számmal jellemzettxenon-dioxid,melyről 2011-ben számoltak be.[62]A XeO2xenon-tetrafluorid jégre történő kiöntésekor keletkezik. Kristályszerkezete olyan, hogy lehetővé teheti a szilícium helyettesítését a szilikát ásványokban.[63]A XeOO+kationt azonosították szilárdargonbaninfravörös spektroszkópiasegítségével.[64]
A xenon közvetlenül nem reagál oxigénnel, a trioxid aXeF6hidrolízise során keletkezik:[65]
- XeF6+ 3H2O→XeO3+ 6 HF
AXeO3gyenge sav, lúgokban instabilxenátsók keletkezése közben oldódik, ezekbenHXeO−4anion található. Ezek az instabil sók könnyen diszproporcionálódnak xenon gázzá ésperxenátsókká, melyekXeO4−6aniont tartalmaznak.[66]
Bárium-perxenátból tömény kénsavval reagáltatva előállítható a gázállapotú xenon-tetroxid:[59]
- Ba2XeO6+ 2H2SO4→ 2BaSO4+ 2H2O+XeO4
A bomlás megakadályozására az így előállított xenon-tetroxidot gyorsan lehűtik, a kapott halványsárga szilárd anyag −35,9 °C feletti hőmérsékleten robbanásszerűen xenon és oxigén gázra bomlik.
Számos xenon-oxifluorid ismert,[67]ezek közé tartozik aXeOF2,aXeOF4,aXeO2F2és aXeO3F2.XeOF2OF2és xenon gáz alacsony hőmérsékleten végrehajtott reakciójában keletkezik. ElőállíthatóXeF4részleges hidrolízisével is. −20 °C-onXeF2ésXeO2F2képződése közben diszproporcionálódik.[68]XeOF4aXeF6részleges hidrolízise során[69]vagyXeF6és nátrium-perxenát (Na4XeO6) reakciójában keletkezik. Az utóbbi reakcióban kis mennyiségbenXeO3F2is képződik. AXeOF4CsF-dal reagálvaXeOF−5aniont képez,[68][70]míg a XeOF3-ból alkálifém-fluoridokkal –KF,RbFés CsF – reagálvaXeOF−4anion keletkezik.[71]
Felhasználási területek
[szerkesztés]Ezt a gázt a legszélesebb körbenxenonlámpatöltőgázaként alkalmazzák. Ilyen berendezést tartalmaznak többek között egyesvakukésstroboszkópok.A xenonívlámpákszínhőmérsékletemegközelítőleg azonos a déli napéval, ezért napszimulátorokban, és példáulIMAXfilmvetítő rendszerekben is használatosak. Az újfajta ionhajtóművek előszeretettel használják üzemanyagként.
Jegyzetek
[szerkesztés]- ↑Staff:Xenon.Columbia Electronic Encyclopedia.Columbia University Press, 2007. (Hozzáférés: 2007. október 23.)
- ↑abHusted, Robert; Boorman, Mollie:Xenon.Los Alamos National Laboratory, Chemical Division, 2003. december 15. [2010. november 22-i dátummal azeredetibőlarchiválva]. (Hozzáférés: 2007. szeptember 26.)
- ↑Rabinovich, Viktor Abramovich.Thermophysical properties of neon, argon, krypton, and xenon,English-language, Washington, DC: Hemisphere Publishing Corp. (1988).ISBN 0195218337.Hozzáférés ideje: 2009. április 2.–National Standard Reference Data Service of the USSR. Volume 10.
- ↑abFreemantel, Michael:Chemistry at its Most Beautiful(PDF). Chemical & Engineering News, 2003. augusztus 25. (Hozzáférés: 2007. szeptember 13.)
- ↑Kaneoka, Ichiro (1998). „Xenon's Inside Story”.Science280(5365), 851–852. o.DOI:10.1126/science.280.5365.851b.(Hozzáférés: 2007. október 10.)
- ↑Stacey, Weston M..Nuclear Reactor Physics.Wiley-VCH,213.o. (2007).ISBN 3527406794
- ↑abBurke, James.Twin Tracks: The Unexpected Origins of the Modern World.Oxford University Press,33.o. (2003).ISBN 0743226194
- ↑Mellor, David.Sound Person's Guide to Video.Focal Press,186.o. (2000).ISBN 0240515951
- ↑Sanders, Robert D.; Ma, Daqing; Maze, Mervyn (2005). „Xenon: elemental anaesthesia in clinical practice”.British Medical Bulletin71(1), 115–135. o.DOI:10.1093/bmb/ldh034.PMID15728132.(Hozzáférés: 2007. október 2.)
- ↑Basov, N. G., Danilychev, V. A.; Popov, Yu. M. (1971). „Stimulated Emission in the Vacuum Ultraviolet Region”.Soviet Journal of Quantum Electronics1(1), 18–22. o. [2020. május 16-i dátummal azeredetibőlarchiválva].DOI:10.1070/QE1971v001n01ABEH003011.(Hozzáférés: 2009. június 5.)
- ↑Toyserkani, E., Khajepour, A.; Corbin, S..Laser Cladding.CRC Press, 48. o. (2004).ISBN 0849321727
- ↑Ball, Philip:Xenon outs WIMPs.Nature, 2002. május 1. (Hozzáférés: 2007. október 8.)
- ↑Saccoccia, G., del Amo, J. G.; Estublier, D.. „Ion engine gets SMART-1 to the Moon”,ESA,2006. augusztus 31. (Hozzáférés: 2007. október 1.)
- ↑W. Ramsay and M. W. Travers (1898). „On the extraction from air of the companions of argon, and neon”.Report of the Meeting of the British Association for the Advancement of Science,828. o.
- ↑Gagnon, Steve:It's Elemental - Xenon.Thomas Jefferson National Accelerator Facility. (Hozzáférés: 2007. június 16.)
- ↑Anonymous.szerk.: Daniel Coit Gilman, Harry Thurston Peck, Frank Moore Colby:The New International Encyclopædia.Dodd, Mead and Company, 906. o. (1904)
- ↑Staff.The Merriam-Webster New Book of Word Histories.Merriam-Webster, Inc.,513.o. (1991).ISBN 0877796033
- ↑Ramsay, William (1902). „An Attempt to Estimate the Relative Amounts of Krypton and of Xenon in Atmospheric Air”.Proceedings of the Royal Society of London71,421–426. o.DOI:10.1098/rspl.1902.0121.(Hozzáférés: 2007. október 2.)
- ↑Anonymous:History.Millisecond Cinematography. [2006. augusztus 22-i dátummal azeredetibőlarchiválva]. (Hozzáférés: 2007. november 7.)
- ↑Paschotta, Rüdiger:Lamp-pumped lasers.Encyclopedia of Laser Physics and Technology.RP Photonics, 2007. november 1. (Hozzáférés: 2007. november 7.)
- ↑Marx, Thomas; Schmidt, Michael; Schirmer, Uwe; Reinelt, Helmut (2000). „Xenon anesthesia”(PDF).Journal of the Royal Society of Medicine93,513–517. o. (Hozzáférés: 2007. október 2.)
- ↑Clayton, Donald D..Principles of Stellar Evolution and Nucleosynthesis.University of Chicago Press,75edition=2nd. o. (1983).ISBN 0226109534
- ↑Bolt, B. A.; Packard, R. E.; Price, P. B.:John H. Reynolds, Physics: Berkeley.The University of California, Berkeley, 2007. (Hozzáférés: 2007. október 1.)
- ↑{{cite journal title=Dioxygenyl hexafluoroplatinate (V),O+2[PtF6]−| author=Bartlett, Neil; Lohmann, D. H. | journal=Proceedings of the Chemical Society | publisher=Chemical Society | location=London | issue=3 | page=115 | month=March | year=1962 | doi = 10.1039/PS9620000097}}
- ↑Bartlett, N. (1962. June). „Xenon hexafluoroplatinate (V) Xe+[PtF6]‒”.Proceedings of the Chemical Society,London (6), 218. o, Kiadó: Chemical Society.DOI:10.1039/PS9620000197.
- ↑Graham, L., Graudejus, O.; Jha N.K.; Bartlett, N. (2000). „Concerning the nature of XePtF6”.Coordination Chemistry Reviews197,321–334. o.DOI:10.1016/S0010-8545(99)00190-3.
- ↑p. 392, §11.4,Inorganic Chemistry,translated by Mary Eagleson and William Brewer, edited by Bernhard J. Aylett, San Diego: Academic Press, 2001,ISBN 0-12-352651-5;translation ofLehrbuch der Anorganischen Chemie,originally founded by A. F. Holleman, continued by Egon Wiberg, edited by Nils Wiberg, Berlin: de Gruyter, 1995, 34th edition,ISBN 3-11-012641-9.
- ↑Steel, Joanna:Biography of Neil Bartlett.College of Chemistry, University of California, Berkeley, 2007. [2007. július 8-i dátummal azeredetibőlarchiválva]. (Hozzáférés: 2007. október 25.)
- ↑Bartlett, Neil (2003. szeptember 9.). „The Noble Gases”.Chemical & Engineering News81(36), Kiadó: American Chemical Society. (Hozzáférés: 2007. október 1.)
- ↑Khriachtchev, Leonid, Pettersson, Mika; Runeberg, Nino; Lundell, Jan; Räsänen, Markku (2000. augusztus 24.). „A stable argon compound”.Nature406,874–876. o.DOI:10.1038/35022551.(Hozzáférés: 2008. június 4.)
- ↑Lynch, C. T.; Summitt, R.; Sliker, A..CRC Handbook of Materials Science.CRC Press (1980).ISBN 0-87819-231-X
- ↑D. R. MacKenzie (1963. szeptember 20.). „Krypton Difluoride: Preparation and Handling”.Science141(3586), 1171. o.DOI:10.1126/science.141.3586.1171.PMID17751791.
- ↑Paul R. Fields, Lawrence Stein, and Moshe H. Zirin (1962). „Radon Fluoride”.Journal of the American Chemical Society84(21), 4164–4165. o.DOI:10.1021/ja00880a048.
- ↑Hwang, Shuen-Cheng, Robert D. Lein, Daniel A. Morgan. Noble Gases,Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology,5th, Wiley.DOI:10.1002/0471238961.0701190508230114.a01(2005).ISBN 047148511X
- ↑Kerry, Frank G..Industrial Gas Handbook: Gas Separation and Purification.CRC Press, 101–103. o. (2007).ISBN 0849390052
- ↑Xenon - Xe.CFC StarTec LLC, 1998. augusztus 10. [2020. június 12-i dátummal azeredetibőlarchiválva]. (Hozzáférés: 2007. szeptember 7.)
- ↑Singh, Sanjay:Xenon: A modern anaesthetic.Indian Express Newspapers Limited, 2005. május 15. [2007. augusztus 13-i dátummal azeredetibőlarchiválva]. (Hozzáférés: 2007. október 10.)
- ↑abHäussinger, Peter, Glatthaar, Reinhard; Rhode, Wilhelm;Kick, Helmut; Benkmann, Christian; Weber, Josef; Wunschel, Hans-Jörg; Stenke, Viktor; Leicht, Edith; Stenger, Hermann. Noble Gases,Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry,6th, Wiley.DOI:10.1002/14356007.a17_485(2001).ISBN 3527201653
- ↑Williams, David R.:Mars Fact Sheet.NASA, 2004. szeptember 1. (Hozzáférés: 2007. október 10.)
- ↑Schilling, James:Why is the Martian atmosphere so thin and mainly carbon dioxide?.Mars Global Circulation Model Group. [2010. május 28-i dátummal azeredetibőlarchiválva]. (Hozzáférés: 2007. október 10.)
- ↑Zahnle, Kevin J. (1993). „Xenological constraints on the impact erosion of the early Martian atmosphere”.Journal of Geophysical Research98(E6), 10,899–10,913. o. [2011. április 19-i dátummal azeredetibőlarchiválva].DOI:10.1029/92JE02941.(Hozzáférés: 2007. október 10.)
- ↑Mahaffy, P. R., Niemann, H. B.; Alpert, A.; Atreya, S. K.; Demick, J.; Donahue, T. M.; Harpold, D. N.; Owen, T. C. (2000). „Noble gas abundance and isotope ratios in the atmosphere of Jupiter from the Galileo Probe Mass Spectrometer”.Journal of Geophysical Research105(E6), 15061–15072. o.DOI:10.1029/1999JE001224.(Hozzáférés: 2007. október 1.)
- ↑Owen, Tobias, Mahaffy, Paul; Niemann, H. B.; Atreya, Sushil; Donahue, Thomas; Bar-Nun, Akiva; de Pater, Imke (1999). „A low-temperature origin for the planetesimals that formed Jupiter”.Nature402(6759), 269–270. o.DOI:10.1038/46232.(Hozzáférés: 2007. február 4.)
- ↑Arnett, David.Supernovae and Nucleosynthesis.Princeton, New Jersey: Princeton University Press (1996).ISBN 0-691-01147-8
- ↑Sanloup, Chrystèle,et al..„Retention of Xenon in Quartz and Earth's Missing Xenon”.Science310(5751), 1174–1177. o.DOI:10.1126/science.1119070.PMID16293758.(Hozzáférés: 2007. október 8.)
- ↑Clayton, Donald D..Principles of Stellar Evolution and Nucleosynthesis.University of Chicago Press (1983).ISBN 0226109534
- ↑Heymann, D.; Dziczkaniec, M. (Hiba: Érvénytelen idő.). „Xenon from intermediate zones of supernovae”.Proceedings 10th Lunar and Planetary Science Conference:1943–1959, Houston, Texas: Pergamon Press, Inc..Hozzáférés: 2007. október 2.
- ↑Williams, David R.:Earth Fact Sheet.NASA, 2007. április 19. (Hozzáférés: 2007. október 4.)
- ↑abAprile, Elena, Bolotnikov, Aleksey E.; Doke, Tadayoshi.Noble Gas Detectors.Wiley-VCH,8–9. o. (2006).ISBN 3527609636
- ↑Caldwell, W. A., Nguyen, J.; Pfrommer, B.; Louie, S.; Jeanloz, R. (1997). „Structure, bonding and geochemistry of xenon at high pressures”.Science277,930–933. o.DOI:10.1126/science.277.5328.930.
- ↑Fontes, E.:Golden Anniversary for Founder of High-pressure Program at CHESS.Cornell University. (Hozzáférés: 2009. május 30.)
- ↑Eremets, Mikhail I.; Gregoryanz, Eugene A.; Struzhkin, Victor V.; Mao, Ho-Kwang; Hemley, Russell J.; Mulders, Norbert; Zimmerman, Neil M. (2000). „Electrical Conductivity of Xenon at Megabar Pressures”.Physical Review Letters85(13), 2797–2800. o.DOI:10.1103/PhysRevLett.85.2797.PMID10991236.
- ↑O. SŠifner, J. Klomfar:Thermodinamic Propertes of Xenon from the Triple Point to 800 K with Pressures up to 350 MPa.nist.gov,2008. [2012. szeptember 20-i dátummal azeredetibőlarchiválva]. (Hozzáférés: 2012. június 2.)
- ↑abHarding, Charlie; Johnson, David Arthur; Janes, Rob.Elements of thepblock.Great Britain: Royal Society of Chemistry, 93–94. o. (2002).ISBN 0854046909
- ↑Weeks, James L.; Chernick, Cedric; Matheson, Max S. (1962). „Photochemical Preparation of Xenon Difluoride”.Journal of the American Chemical Society84,4612. o.DOI:10.1021/ja00882a063.
- ↑Streng, L. V.; Streng, A. G. (1965). „Formation of Xenon Difluoride from Xenon and Oxygen Difluoride or Fluorine in Pyrex Glass at Room Temperature”.Inorganic Chemistry4(9), 1370–1371. o.DOI:10.1021/ic50031a035.
- ↑abTramšek, Melita; Žemva, Boris (2006. december 5.). „Synthesis, Properties and Chemistry of Xenon(II) Fluoride”(PDF).Acta Chimica Slovenica53(2), 105–116. o. [2013. május 12-i dátummal azeredetibőlarchiválva].DOI:10.1002/chin.200721209.(Hozzáférés: 2009. július 18.)
- ↑Ogrin, Tomaz; Bohinc, Matej; Silvnik, Joze (1973). „Melting-point determinations of xenon difluoride-xenon tetrafluoride mixtures”.Journal of Chemical and Engineering Data18(4), 402. o.DOI:10.1021/je60059a014.
- ↑abScott, Thomas; Eagleson, Mary.Xenon Compounds,Concise encyclopedia chemistry.Walter de Gruyter (1994).ISBN 3110114518
- ↑Proserpio, Davide M.; Hoffmann, Roald; Janda, Kenneth C. (1991). „The xenon-chlorine conundrum: van der Waals complex or linear molecule?”.Journal of the American Chemical Society113,7184. o.DOI:10.1021/ja00019a014.
- ↑Richardson, Nancy A.; Hall, Michael B. (1993). „The potential energy surface of xenon dichloride”.The Journal of Physical Chemistry97,10952. o.DOI:10.1021/j100144a009.
- ↑Brock, D.S..; Schrobilgen, G.J. (2011). „Synthesis of the missing oxide of xenon, XeO2,and its implications for earth's missing xenon”.Journal of the American Chemical Society133(16), 110222081739042. o.DOI:10.1021/ja110618g.PMID21341650.
- ↑(2011) „Chemistry: Where did the xenon go?”.Nature471(7337), 138–138. o.DOI:10.1038/471138d.
- ↑Zhou, M.; Zhao, Y.; Gong, Y.; Li, J. (2006). „Formation and Characterization of the XeOO+Cation in Solid Argon”.Journal of the American Chemical Society128,2504–2505. o.DOI:10.1021/ja055650n.
- ↑Holloway, John H., Hope, Eric G..szerk.: A. G. Sykes:Advances in Inorganic Chemistry Press.Academic, 65. o. (1998).ISBN 012023646X
- ↑Henderson, W..Main group chemistry.Great Britain: Royal Society of Chemistry, 152–153. o. (2000).ISBN 0854046178
- ↑szerk.: Náray-Szabó Gábor:Kémia.Budapest: Akadémiai Kiadó, 360. o. (2006).ISBN 963 05 8240 6
- ↑abMackay, Kenneth Malcolm; Mackay, Rosemary Ann; Henderson, W..Introduction to modern inorganic chemistry,6th, CRC Press, 497–501. o. (2002).ISBN 0748764208
- ↑Smith, D. F. (1963). „Xenon Oxyfluoride”.Science140,899. o.DOI:10.1126/science.140.3569.899.
- ↑K. O. Christe, D. A. Dixon, J. C. P. Sanders, G. J. Schrobilgen, S. S. Tsai, W. W. Wilson (1995). „On the Structure of the [XeOF5]−Anion and of Heptacoordinated Complex Fluorides Containing One or Two Highly Repulsive Ligands or Sterically Active Free Valence Electron Pairs”.Inorg. Chem.34(7), 1868–1874. o.DOI:10.1021/ic00111a039.
- ↑K. O. Christe, C. J. Schack, D. Pilipovich (1972). „Chlorine trifluoride oxide. V. Complex formation with Lewis acids and bases”.Inorg. Chem.11(9), 2205–2208. o.DOI:10.1021/ic50115a044.
További információk
[szerkesztés]- a magyar Wikipédia xenont tartalmazó vegyületeinek listájakülső keresővel