Ксенон
Ксено́н (лат. Xenon, от греч. ξένος – чужой), Xe, химический элемент VIII группы короткой формы (18-й группы длинной формы) периодической системы; относится к благородным газам; атомный номер 54, относительная атомная масса 131,293 а. е. м. В природе девять стабильных изотопов: 124Xe (0,09 %), 126Xe (0,09 %), 128Xe (1,92 %), 129Xe (26,44 %), 130Xe (4,08 %), 131Xe (21,18 %), 132Xe (26,89 %), 134Xe (10,44 %), 136Xe (8,87 %). Искусственно получены радиоизотопы с массовыми числами 110–147.
На Земле ксенон присутствует главным образом в атмосфере (0,866 ∙ 10–5 % по объёму). При делении природных изотопов урана 235U и 238U, а также при ядерных взрывах образуются радиоизотопы ксенона, например 133Xe (период полураспада T1/2 5,24 сут, β-излучатель) и 135Xe (T1/2 9,14 ч, β-излучатель). Ксенон открыт в 1898 г. У. Рамзаем и английским химиком М. Траверсом при спектроскопическом изучении неочищенного криптона, выделенного из наименее летучих фракций сжиженного воздуха. Название «ксенон» происходит от греч. ξένος – чужой и связано с обнаружением ксенона как примеси в криптоне.
Конфигурация внешней электронной оболочки атома ксенона 5s25p6. В химических соединениях проявляет степени окисления +2, +4, +6, +8. Энергии ионизации Xe0→Xe+→Xe2+ соответственно равны 12,13 и 21,25 эВ; электроотрицательность по Полингу 2,6; атомный радиус (расчётный) 108 пм. Ксенон – одноатомный газ без цвета и запаха; tпл –111,7 °C, tкип –108 °C, плотность 5,851 кг/м3 (273 К, 0,1 МПа). Плохо растворим в воде – 2,42·10–4 м3/кг (273 К, 0,1 МПа).
Ксенон непосредственно взаимодействует только с фтором (в зависимости от температуры и давления образуются дифторид XeF2, тетрафторид XeF4, гексафторид XeF6). Косвенным путём получены триоксид XeO3, тетраоксид XeO4. При растворении в воде оксидов ксенона образуются соответственно ксеноноватая Н2ХеО4 (соли – ксенаты, например MHXeO4 и М2ХеО4, где M – Na, K, Rb, Cs) и ксеноновая кислота Н4ХеО6 (соли – перксенаты, например М4XeO6, где M – Na, K, Rb, Cs). Известны различные оксофториды ксенона (например, ХеОF2, XeOF4), а также комплексные производные фторидов и оксофторидов ксенона, например [ХеF]+[MF6]–, [ХеОF3]+[MF6]– (где M – As, Sb), M+[XeO3F]– (где M – K, Rb, Cs). Химические соединения ксенона – очень сильные окислители (анион – один из самых сильных известных окислителей), используются как бризантные взрывчатые вещества. Ксенон образует электронно-возбуждённые эксимерные соединения (XeF*, XeO* и др.), соединения включения – клатраты (например, Xe · 5,75H2O, 4Xe · 3C6H5OH, 2Xe · CHCl3 · 17H2O). Первое химическое соединение благородного газа – гексафтороплатинат ксенона Xe[PtF6] – получено в 1962 г. Н. Бартлеттом.
Ксенон получают при разделении воздуха. Ксенон используется в электровакуумной технике (например, для заполнения ламп накаливания, газоразрядных ламп высокой мощности, импульсных источников света), как рентгеноконтрастное вещество в медицине. Радиоактивные изотопы ксенона – источники излучения в радиографии, медицинских диагностических установках и др. Фториды ксенона применяются в качестве сильных окислителей и фторирующих реагентов; эксимерные соединения ксенона – в качестве рабочего вещества газовых УФ-лазеров.