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: ¹²⁴ Xe (0,09 %), ¹²⁶ Xe (0,09 %), ¹²⁸ Xe (1,92 %), ¹²⁹ Xe (26,44 %), ¹³⁰ Xe (4,08 %), ¹³¹ Xe (21,18 %), ¹³² Xe (26,89 %), ¹³⁴ Xe (10,44 %), ¹³⁶ Xe (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 ²³⁵ U и ²³⁸ U, а также при ядерных взрывах образуются радиоизотопы ксенона, например ¹³³ Xe (период полураспада T_1/2 5,24 сут, β-излучатель) и ¹³⁵ Xe (T_1/2 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 5s² 5p⁶ . 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; t_пл –111,7 °C, t_кип –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 Н₂ ХеО₄ (соли – ксенаты, например MHXeO₄ и М₂ ХеО₄ , где M – Na, K, Rb, Cs) и ксеноновая кислота Н₄ ХеО₆ (соли – перксенаты, например М₄ XeO₆ , 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⁺ [XeO₃ F]^– (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 · 5,75H₂ O, 4Xe · 3C₆ H₅ OH, 2Xe · CHCl₃ · 17H₂ O). 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.