Ксенон

Ксенон (лат. Xenonum), Xe, химический элемент VIII группы периодической системы Д. И. Менделеева, относится к инертным газам; атомный номер 54, атомная масса 131,30. На Земле Ксенон присутствует главным образом в атмосфере. Атмосферный Ксенон состоит из 9 стабильных изотопов, среди которых преобладают ¹²⁹Хе, ¹³¹Хе и ¹³²Хе. Открыт в 1898 году 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. xenos - 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/м² (760 мм рт. ст.) 5,851 г/л, t_пл -111,8 °С, t_кип -108,1 °С. В твердом состоянии обладает кубической решеткой 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 химические 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 Ксенон с фтором: XeF₂, XeF₄, XeF₆, XeF₈, которые получают в специальных условиях, используя никелевую аппаратуру. Так, ХеF₄ можно синтезировать при простом пропускании смеси Хе и F₂ через нагретую никелевую трубку. Синтез XeF₂ возможен при облучении смеси Хе и F₂ ультрафиолетовым излучением. Получить же фториды XeF₆ и XeF₈ удается только при использовании высоких давлений (до 20 Мн/м², или 200 ат) и повышенной температуры (300-600 °С). ХеF₄ 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 оксид ХеО₃ - сильное взрывчатое вещество. Действием раствора Ва(ОН)₂ на XeF₆ можно получить ксенонат бария Ва₃ХеО₆ Известны и соли, содержащие восьмивалентный Ксенон, - перксенонаты, например Na₄ХеО₆·6Н₂О. Действуя на него серной кислотой, можно получить высший оксид ХеO₄. Известны двойные соли XeF_2·2SbF₅, XeF₆·AsF₃ и других, перхлорат ХеClО₄- очень сильный окислитель и другие.

В промышленности Ксенон получают из воздуха. Вследствие очень низкого содержания Ксенона в атмосфере объем производства невелик.

Одно из самых важных применений Ксенона - использование его в мощных газоразрядных лампах. 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.