Xenon

Xenon (chemická značka Xe, latinsky Xenon) je plynný chemický prvek patřící mezi vzácné plyny.

Xenon
[Kr] 4d10 5s2 5p6   Xe 54
↓ Periodická tabulka ↓
Obecné
Název, značka, číslo	Xenon, Xe, 54
Cizojazyčné názvy	lat. Xenon
Skupina, perioda, blok	18. skupina, 5. perioda, blok p
Chemická skupina	Vzácné plyny
Vzhled	Bezbarvý plyn
Identifikace
Registrační číslo CAS	7440-63-3
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost	131,293
Kovalentní poloměr	140 pm
Van der Waalsův poloměr	216 pm
Elektronová konfigurace	[Kr] 4d10 5s2 5p6
Oxidační čísla	0, +1, +2, +4, +6, +8
Elektronegativita (Paulingova stupnice)	2,6
Látkové vlastnosti
Krystalografická soustava	Krychlová plošně centrovaná
Mechanické vlastnosti
Hustota	5,894 kg·m−3
Skupenství	Plynné
Rychlost zvuku	169 m·s−1
Termodynamické vlastnosti
Teplota tání	−111,75 °C (161,4 K)
Teplota varu	−108,12 °C (165,03 K)
Měrná tepelná kapacita	20,786 J·mol−1·K−1
Elektromagnetické vlastnosti
Magnetické chování	Diamagnetický
Bezpečnost
GHS04 [1] Varování[1]
Izotopy
I V (%) S T1/2 Z E (MeV) P 124Xe 0,0952 % 1,8×1022 r[2][3] εε 124Te 126Xe 0,0890 % je stabilní s 72 neutrony 128Xe 1,9102 % je stabilní s 74 neutrony 129Xe 26,4006 % je stabilní s 75 neutrony 130Xe 4,0710 % je stabilní s 76 neutrony 131Xe 21,232 % je stabilní s 77 neutrony 132Xe 26,9086 % je stabilní s 78 neutrony 134Xe 10,4357 % 5,8×1022 r β− 134Cs 136Xe 8,8573 % 2,4×1021 r β− 136Cs
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Kr ⋏ Jod ≺ Xe ⋎ Rn

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti

Kapalný a pevný xenon v experimentálním zařízení

Xenon je bezbarvý plyn bez chuti a zápachu, nereaktivní. Chemické sloučeniny tvoří pouze vzácně s fluorem, chlorem a kyslíkem, všechny jsou velmi nestálé a jsou mimořádně silnými oxidačními činidly. Trioxid xenonu (oxid xenonový) je například silně explozivní. Xenon je velmi dobře rozpustný ve vodě a ještě lépe rozpustný v nepolárních organických rozpouštědlech.

Xenon se stejně jako ostatní vzácné plyny snadno ionizuje, a v ionizovaném stavu září. Toho se využívá v osvětlovací technice. Xenon září fialovou barvou, ale ředěním xenonu ve výbojové trubici barva ztrácí na plnosti a při velkém zředění vydává xenon pouze bílé světlo.

Historický vývoj

Poté, co William Ramsay objevil helium a spolu s lordem Rayleighem argon a správně oba plyny zařadil do periodické tabulky prvků, zůstalo mu volné místo před a za argonem. Podle těchto volných míst předpověděl William Ramsay v roce 1897 neon a krypton. Xenon byl objeven o rok později (tedy roku 1898) Williamem Ramsayem a Morrisem Traversem, kdy William Ramsay využil nové metody frakční destilace zkapalněného vzduchu a zároveň s xenonem objevil i neon a krypton.

Prvek, který zůstal jako zbytek po destilaci argonu, nazval William Ramsay cizí – xenon.

Výskyt a získávání

Xenon je přítomen v zemské atmosféře v koncentraci přibližně 5×10⁻⁶ % (ve 100 litrech vzduchu je obsaženo 0,005 ml xenonu). Xenon byl nalezen i v některých pramenech minerálních vod, kam se dostává jako produkt rozpadu izotopů uranu a plutonia. Je získáván frakční destilací zkapalněného vzduchu. Druhou možností jak jej lze získat, je frakční adsorpce na aktivní uhlí za teplot kapalného vzduchu.

Využití

Výbojová trubice xenonu

Xenon má řadu izotopů, z nich šest je stabilních, tři mají poločas přeměny delší než 10¹⁴ let, a přibližně dvacet nestabilních, podléhajících další radioaktivní přeměně. Určení vzájemného poměru různých izotopů xenonu v horninách slouží ke studiu geologických přeměn zemské kůry. Podobné studium izotopů xenonu vázaného v meteoritech přispívá k pochopení formování našeho slunečního systému i naší galaxie.

Elektrickým výbojem v atmosféře xenonu vzniká světlo fialové až modré barvy, které se ředěním xenonu vytrácí až zůstane pouze bílé světlo. Toto záření působí baktericidně a xenonové výbojky nalézají využití pro dezinfekci.

Byly zkonstruovány xenonové výbojky, schopné produkovat mimořádně intenzivní světelné záblesky o velmi krátkém trvání výboje. Díky těmto výbojkám je možno fotografovat a filmovat velmi rychlé děje (průlet vystřelené kulky překážkou, výbuchy apod.). Xenon se dá dále využít k výrobě obloukových lamp a doutnavých trubic.

Ruští sportovci na Zimních olympijských hrách 2014 údajně inhalovali xenon jako doping.^[4][5]

Sloučeniny

Krystaly fluoridu xenoničitého

Do začátku roku 1962 byly považovány všechny vzácné plyny za inertní (tzn. že nemohou tvořit sloučeniny). Začátkem roku 1962 provedl Neil Bartlett reakci xenonu s fluoridem platinovým PtF₆ a získal tak první sloučeninu vzácného plynu XePtF₆, která nebyla stabilní ani za nízkých teplot. V témže roce provedl Rudolf Hoppe syntézu fluoridu xenonatého XeF₂, který je za teplot pod 40 K relativně stabilní.

Dodnes byly objeveny tyto sloučeniny xenonu, které jsou za nízkých teplot stabilní:

• Chlorid xenonatý (dichlorid xenonu) XeCl₂
• Chlorid xenoničitý (tetrachlorid xenonu) XeCl₄
• Fluorid xenonatý (difluorid xenonu) XeF₂
• Fluorid xenoničitý (tetrafluorid xenonu) XeF₄
• Fluorid xenonový (hexafluorid xenonu) XeF₆
• Oxid xenonový (trioxid xenonu) XeO₃
• Oxid xenoničelý (tetraoxid xenonu) XeO₄
• Xenoničelan sodný Na₄XeO₆