Ксенон

Периодическая система хим. элементов Менделеева

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 К. присутствует главным образом в атмосфере. Атмосферный К. 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. К. был обнаружен как примесь к криптону, с чем связано его название (от греч. xenos - чужой). К. - весьма редкий элемент. При нормальных условиях 1000 м³ воздуха содержат около 87 см³ К.

К. - одноатомный газ без цвета и запаха; плотность при 0°C и 10⁵ н/м³ (760 мм рт. cm.) 5,851 г/л, t_пл -111,8 °C, t_кип -108,1 °C. В твёрдом состоянии обладает кубической решёткой с параметром элементарной ячейки а= 6,25A (при -185 °C). Пятая, внешняя электронная оболочка атома К. содержит 8 электронов и весьма устойчива. Однако притяжение внешних электронов к ядру в атоме К. экранировано большим количеством промежуточных электронных оболочек, и первый потенциал ионизации К., хотя и довольно велик (12, 13 эв), но значительно меньше, чем у других стабильных инертных газов. Поэтому К. был первым инертным газом, для которого удалось получить химическое соединение - XePtF₆ (канадский химик Н. Бартлетт, 1961). Дальнейшие исследования показали, что К. способен проявлять валентности I, II, IV, VI и VIII. Лучше всего изучены соединения К. с фтором: XeF_2, 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°C). 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 К., - 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 К. получают из воздуха. Вследствие очень низкого содержания К. в атмосфере объём производства невелик. Одно из самых важных применений К. - использование его в мощных газоразрядных лампах (см. Ксеноновая газоразрядная лампа). Кроме того, К. находит применение для исследовательских и медицинских целей. Так, благодаря высокой способности К. поглощать рентгеновское излучение его используют как контрастное вещество при исследовании головного мозга. Фториды К. находят применение как мощные окислители и фторирующие агенты. В виде фторидов удобно хранить и транспортировать чрезвычайно агрессивный фтор.