Цей газ, названий «чужим», практично перевернув з ніг на голову уявлення хіміків про інертних газах. З самого початку він проявив «дивні» властивості: на відміну від інших інертних газів, ксенон першим вступив в хімічну реакцію, першим же утворив стійке з'єднання. І заодно зробив недоречним сам термін «інертні гази». Завдяки нововідкритому речовини раніше створена «нульова» група періодичної системи перестала існувати.
У пошуках «чужого»
Після того як були відкриті гелій, неон, аргон і криптон, завершальні чотири перших періоду таблиці Менделєєва, вже не викликало сумнівів, що п'ятий і шостий періоди теж повинні закінчуватися інертним газом. Але знайти їх вдалося не відразу. Це й не дивно: в 1 м 3 повітря 9,3 л аргону і всього лише 0,08 мл ксенону.
Але на той час стараннями вчених, перш за все англійця Траверса, з'явилася можливість отримувати значні кількості рідкого повітря. Став доступний навіть рідкий водень. Завдяки цьому Рамзай спільно з Траверсом зміг зайнятися дослідженням найбільш труднолетучем фракції повітря, що виходить після відгону гелію, водню, неону, кисню, азоту та аргону. Залишок містив сирої (тобто неочищений) криптон. Однак після відкачування його в посудині незмінно залишався бульбашка газу. Цей газ блакитно світився в електричному розряді і давав своєрідний спектр з лініями в областях від помаранчевої до фіолетовою. У пошуках нового елемента і для вивчення його властивостей Рамзай і Траверс переробили близько ста тонн рідкого повітря. Індивідуальність ксенону як нового хімічного елемента вони встановили, оперуючи всего 0,2 см 3 цього газу. Надзвичайна для того часу тонкість експерименту!
Характерні спектральні лінії - візитна картка елемента. У Рамзая і Траверса були всі підстави вважати, що відкритий новий інертний газ. Його назвали ксеноном, що в перекладі з грецького означає «чужий»: в криптоновой фракції повітря він дійсно виглядав чужинцем. Цікаво, що з точки зору хіміка ксенон насправді виявився «чужим» серед інертних газів. Він першим вступив в хімічну реакцію, першим утворив стійке з'єднання. І тому зробив недоречним сам термін «інертні гази».
Синтез перших сполук ксенону поставив перед хіміками питання про місце інертних газів в періодичній системі. Перш благородні гази були виділені в окрему нульову групу, що цілком відповідало уявленню про їх валентності. Але, коли ксенон вступив в хімічну реакцію, коли став відомий його вищий фторид, в якому валентність ксенону дорівнює восьми (а це цілком узгоджується з будовою його електронної оболонки), інертні гази вирішили перенести в VIII групу. Нульова група перестала існувати.
властивості ксенону
Ксенон, як і всі інертні гази VIII групи таблиці Менделєєва, складається з одноатомних молекул, не має ні запаху, ні кольору, не горить і не підтримує горіння, не вибухонебезпечний, слабо розчиняється у воді і дуже швидко виводиться з організму через легені.
Як інертний газ він шляхетний, ніякої біотрансформації в організмі не піддається, не вступає ні в які хімічні реакції. Інертність Хе обумовлена насиченістю зовнішньої електронної оболонки, електронні конфігурації його гранично замкнуті і максимально міцні. Порядковий номер Хе - 54, молекулярна вага -131,29. Щільність при 0 ° С і 1 Ата становить 5,89 кг / м 3. що в 4 рази вище, ніж у повітря і в З, 2 рази вище, ніж у N2 О.
Ксенон в природі
Ксенон знаходиться в земній атмосфері в вкрай незначних кількостях, 0.087 ± 0.001 мільйонної частки (μL / L), а також зустрічається в газах, що випускаються деякими мінеральними джерелами. Деякі радіоактивні види ксенону, наприклад, 133 Xe і 135 Xe. виходять як результат нейтронного опромінення ядерного палива в реакторах.
отримання ксенону
Основним джерелом промислового виробництва ксенону є повітря, де в 1000 м 3 міститься 86 см 3 ксенону. У Росії і країнах СНД рівень річного промислового виробництва чистого ксенону становить близько 1500 м 3.
У промисловості ксенон отримують як побічний продукт поділу повітря на кисень і азот. Після такого поділу, яке зазвичай проводиться методом ректифікації, що вийшов рідкий кисень містить невеликі кількості криптону і ксенону. Подальша ректифікація збагачує рідкий кисень до змісту 0,1-0,2% криптоноксенонової суміші, яка відділяється адсорбції на силікагель або дистиляцією. Як висновок, ксеноно-криптонові концентрат може бути розділений дистиляцією на криптон і ксенон.
Основними постачальниками сировини (криптон-ксенонового концентрату) є великі промислові центри металургійної промисловості Росії. Для отримання чистого ксенону використовується криптон-ксенонове концентрат, який піддається кріогенної ректифікації на газороздільних установках, що забезпечують отримання ксенону високої чистоти (99,999%). Через свою малу поширеність ксенон набагато дорожче легших інертних газів.
Ксенон на практиці
Незважаючи на високу вартість, ксенон незамінний в ряді випадків. Ксенон використовують для наповнення ламп розжарювання. потужних газорозрядних і імпульсних джерел світла (висока атомна маса газу в колбах ламп перешкоджає випаровуванню вольфраму з поверхні нитки розжарювання).
Радіоактивні ізотопи (127 Xe. 133 Xe. 137 Xe і ін.) Застосовують як джерела випромінювання в радіографії і для діагностики в медицині, для виявлення течі в вакуумних установках. Фториди ксенону використовують для пасивації металів.
Ксенон як в чистому вигляді, так і з невеликою добавкою парів цезію-133, є високоефективним робочим тілом для електрореактивних (головним чином - іонних і плазмових) двигунів космічних апаратів.
Фториди і оксиди ксенону запропоновані в якості найпотужніших окислювачів ракетного палива. а також в якості компонентів газових сумішей для лазерів.
У ізотопі ксенон-129 можливо поляризувати значну частину ядерних спінів для створення стану з сонаправленнимі спинами - стану, званого гиперполяризацией.
