Ксенон

Ксенон (лат. Xenonum), Xe, химический элемент VIII группы периодической системы Д. И. Менделеева, относится к инертным газам; ат. н. 54, ат. м. 131,30. На Земле ксенон присутствует главным образом в атмосфере. Атмосферный ксенон состоит из 9 стабильных изотопов, среди которых преобладают 129Xe, 131Xe и 132Xe. Открыт в 1898 английскими исследователями У. Рамзаем и М. Траверсом, которые подвергли медленному испарению жидкий воздух и спектроскопическим методом исследовали его наиболее труднолетучие фракции. Ксенон был обнаружен как примесь к криптону, с чем связано его название (от греч. xénos — чужой). Ксенон — весьма редкий элемент. При нормальных условиях 1000 м3 воздуха содержат около 87 см3 ксенона.

  Ксенон — одноатомный газ без цвета и запаха; плотность при 0°С и 105 н/м3 (760 мм рт. cm.) 5,851 г/л, tпл —111,8 °С, tкип —108,1 °С. В твёрдом состоянии обладает кубической решёткой с параметром элементарной ячейки а= 6,25Å (при —185 °С). Пятая, внешняя электронная оболочка атома ксенона содержит 8 электронов и весьма устойчива. Однако притяжение внешних электронов к ядру в атоме ксенона экранировано большим количеством промежуточных электронных оболочек, и первый потенциал ионизации ксенона, хотя и довольно велик (12, 13 эв), но значительно меньше, чем у других стабильных инертных газов. Поэтому ксенон был первым инертным газом, для которого удалось получить химическое соединение — XePtF6 (канадский химик Н. Бартлетт, 1961). Дальнейшие исследования показали, что ксенон способен проявлять валентности I, II, IV, VI и VIII. Лучше всего изучены соединения ксенона с фтором: XeF2, XeF4, XeF6, XeF8, которые получают в специальных условиях, используя никелевую аппаратуру. Так, XeF4 можно синтезировать при простом пропускании смеси Xe и F2 через нагретую никелевую трубку. Синтез XeF2 возможен при облучении смеси Xe и F2 ультрафиолетовым излучением. Получить же фториды XeF6 и XeF8 удаётся только при использовании высоких давлений (до 20 Мн/м2, или 200 ат) и повышенной температуры (300—600°С). XeF4 наиболее устойчив (длительное время сохраняется при комнатной температуре), наименее устойчив XeF8 (сохраняется при температуре ниже 77 К). При осторожном упаривании раствора XeF4 в воде образуется весьма неустойчивый нелетучий окисел XeO3 — сильное взрывчатое вещество. Действием раствора Ba (OH)2 на XeF6 можно получить ксенонат бария Ba3XeO6. Известны и соли, содержащие восьмивалентный ксенон, — перксенонаты, например Na4XeO6·6H2O. Действуя на него серной кислотой, можно получить высший окисел XeO4. Известны двойные соли XeF2·2SbF5, XeF6·AsF3 и др., перхлорат XeCIO4 — очень сильный окислитель и др.

  В промышленности ксенон получают из воздуха. Вследствие очень низкого содержания ксенона в атмосфере объём производства невелик. Одно из самых важных применений ксенона — использование его в мощных газоразрядных лампах (см. Ксеноновая газоразрядная лампа). Кроме того, ксенон находит применение для исследовательских и медицинских целей. Так, благодаря высокой способности ксенона поглощать рентгеновское излучение его используют как контрастное вещество при исследовании головного мозга. Фториды ксенона находят применение как мощные окислители и фторирующие агенты. В виде фторидов удобно хранить и транспортировать чрезвычайно агрессивный фтор.

  С. С. Бердоносов.


ПраймКемикалсГрупп