Xenon

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Spring na: navigasie, soek
54 jodiumxenonsesium
Kr

Xe

Rn
Xe-TableImage.png
Algemeen
Naam, Simbool, Getal xenon, Xe, 54
Chemiese reeks edelgasse
Groep, Periode, Blok 18, 5, p
Voorkoms kleurloos
Atoommassa 131.293 (6) g/mol
Elektronkonfigurasie [Kr] 4d10 5s2 5p6
Elektrone per skil 2, 8, 18, 18, 8
Fisiese Eienskappe
Toestand gas
Digtheid (0 °C, 101.325 kPa)
5.894 g/L
Smeltpunt 161.4 K
(-111.7 °C)
Kookpunt 165.03 K
(-108.12 °C)
Kritieke punt 289.77 K, 5.841 MPa
Smeltingswarmte 2.27 kJ/mol
Verdampingswarmte 12.64 kJ/mol
Warmtekapasiteit (25 °C) 20.786 J/(mol·K)
Dampdruk
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
teen T/K 83 92 103 117 137 165
Atoomeienskappe
Kristalstruktuur kubies vlak gesentreerd
Oksidasietoestande 0, +1, +2, +4, +6, +8
(selde groter as 0)
(swak suur oksied)
Elektronegatiwiteit 2.6 (Skaal van Pauling)
ionisasie-energieë 1ste: 1170.4 kJ/mol
2de: 2046.4 kJ/mol
3rde: 3099.4 kJ/mol
Atoomradius (ber.) 108 pm
Kovalente radius 130 pm
Van der Waals radius 216 pm
Diverse
Magnetiese rangskikking nie-magneties
Termiese geleidingsvermoë (300 K) 5.65 mW/(m·K)
Spoed van klank (vloeistof) 1090 m/s
CAS-registernommer 7440-63-3


Vernaamste isotope
Hoofartikel: Isotope van Xenon
iso NV halfleeftyd VM VE (MeV) VP
124Xe 0.1% 1.1×1017j ε ε no data 124Te
125Xe sin 16.9 h ε 1.652 125I
126Xe 0.09% Xe is stabiel met 72 neutrone
127Xe sin 36.4 d ε 0.662 127I
128Xe 1.91% Xe is stabiel met 74 neutrone
129Xe 26.4% Xe is stabiel met 75 neutrone
130Xe 4.1% Xe is stabiel met 76 neutrone
131Xe 21.29% Xe is stabiel met 77 neutrone
132Xe 26.9% Xe is stabiel met 78 neutrone
133Xe sin 5.243 d β- 0.427 133Cs
134Xe 10.4% Xe is stabiel met 80 neutrone
135Xe sin 9.10 h β- 1.16 135Cs
136Xe 8.9% 2.36×1021j β- no data 136Ba
Verwysings

Xenon is 'n chemiese element in die perodieke tabel met die simbool Xe en atoomgetal van 54. Dit is 'n swaar-, kleurlose-, reuklose edelgas wat in spoorhoeveelhede in die aarde se atmosfeer voorkom.[1] Alhoewel dit oor die algemeen nie reaktief is nie kan xenon wel 'n paar chemiese reaksies ondergaan soos onder andere die vorming van xenon heksafluoroplatinaat, die eerste edelgasverbinding wat vervaardig is.[2][3] Xenon wat in die natuur voorkom bestaan uit nege stabiele isotope. Daar is meer as 40 onstabiele isotope wat radio-aktiewe verval ondergaan. Die isotoopverhoudings van xenon verskaf belangrike inligting in die studie van die vroeë geskiedenis van die sonnestelsel. Xenon-135 word vervaardig deur kernsplitsing en tree op as 'n neutronabsorbeerder in kernreaktore.

Xenon word gebruik in xenon flits- en booglampe en ook as 'n algemene verdowingsmiddel.[4] Die eerste opgewekte dimeerlaserontwerp het xenon as 'n dimeermolekuul (Xe2) benut as aktiewe lasermedium en die eerste laserontwerpe het ook xenon flitslampe gebruik as laserpompe. Xenon word ook gebruik in ondersoeke na hipotetiese swak interaksie massiewe deeltjies en as die aandryfmiddel vir ioonstuwers in ruimtetuie.

Geskiedenis[wysig]

Xenon is deur William Ramsay en Morris Travers op die 21ste Julie 1898 in Engeland ontdek, kort na die ontdekking van die elemente kripton en neon. Hulle het dit ontdek in die residu wat oorgebly het na die komponente van vloeibare lug afgedamp is.[5][6] Ramsay het die naam xenon vir die gas voorgestel vanuit die griekse woord xenos wat vreemdeling of gas beteken.[7][8] In 1902 het Ramsay beraam dat die hoeveelheid xenon in die aarde se atmosfeer ongeveer 20 dele per miljoen is.[9]

Tydens die 1930's het die ingenieur Harold Edgerton ondersoeke gedoen na stroboskooptegnologie vir hoëspoedfotografie. Dit het gelei tot sy uitvinding van die xenon flitslamp waar die lig ontstaan wanneer 'n kortstondige elektriese stroom deur 'n buis wat met die gas gevul is gestuur word. In 1934 het Edgerton daarin geslaag om flitse so kort as een mikrosekonde te skep met die metode.[10][11]

In 1939 het Albert R. Behnke Jr. die oorsake van die "dronkheid" in diepseeduikers ondersoek. Hy het die uitwerking van verskeie gasmengsels op mense getoets en bevind dat dit duikers se persepsie van diepte beïnvloed het. Hieruit het hy afgelei dat xenon gebruik sou kon word as 'n verdowingsmiddel. Alhoewel Lazharev van Rusland klaarblyklik reeds in 1941 xenon as 'n moontlike verdowingsmiddel ondersoek het is die eerste publikasie in die verband in 1946 deur J.H. Lawrence gedoen wat eksperimente op muise uitgevoer het. Xenon is vir die eerste keer in snykundige narkose gebruik in 1951 deur Stuart C. Cullen wat twee suksesvolle operasies uitgevoer het daarmee.[12]

In 1960 het die fisikus John Reynolds ontdek dat sekere meteoriete 'n buitengewoon groot hoeveelheid xenon-129 bevat het. Hy het daaruit afgelei dat dit 'n vervalproduk was van jodium-129. Hierdie isotoop het ontstaan deur die stadige werking van kosmiese straling en kernsplitsing en word slegs in groot hoeveelhede deur supernova ontploffings geskep. Aangesien die halfleeftyd van 129I betreklik kort is op 'n kosmologiese skaal (16 miljoen jaar) het dit beteken dat 'n kort tyd verloop het vanaf die supernova ontplof het en die meteoriete gestol het en sodoende die 129I isotoop vasgevang het. Daaruit is afgelei dat hierdie gebeure plaasgevind het tydens die vroeë geskiedenis van die sonnestelsel.[13][14]

Xenon en ander edelgasse is vir lank as geheel en al inerte stowwe beskou en daar is geglo dat hulle nie chemiese verbindings kon vorm nie. Neil Bartlett het egter ontdek dat Platinumheksafluoried (PtF6) 'n kragtige oksideermiddel was wat suurstofgas (O2) kon oksideer om dioksigeenheksafluoroplatinaat te vorm (O2+[PtF6]).[15] Aangesien O2 en xenon bykans dieselfde ionisasie potensiaal het, het Bartlett besef dat platinumheksafluoried ook moontlik gebruik sou kon word om xenon te oksideer. Op 23 Maart 1962 het hy die twee gasse gemeng en die eerste bekende verbinding van 'n edelgas gemaak naamlik xenonheksaflouroplatinaat.[16][17] Bartlett was aanvanklik onder die indruk dat die samestelling van die verbinding bestaan het uit Xe+[PtF6], latere werk het egter aangetoon dat dit waarskynlik 'n mengsel van verskeie xenonbevattende soute was.[18][19][20] Sedertdien is baie ander xenon verbindings ontdek,[21] en is verbindings van die edelgasse argon, kripton en radon geïdentifiseer, insluitende argon fluorohidried (HArF),[22] kriptondifluoried (KrF2),[23][24] en radonfluoried.[25]

Verspreiding[wysig]

Xenon is 'n spoorelement in die aarde se atmosfeer en kom voor in konsentrasies van 0.087±0.001 dele per miljoen (μL/L) daarin voor,[26] en word ook aangetref in die gasse wat deur sommige mineraalbronne vrygestel word. Sommige radio-aktiewe spesies van xenon, byvoorbeeld 133Xe en 135Xe word geskep deur die neutronbestraling van splitsbare materiale in 'n kernreaktor.

Xenon word kommersieel vervaardig as 'n byproduk van die skeiding van lug in suurstof en stikstof. Na die skeiding wat gewoonlik deur fraksionele distillasie in 'n dubbelkolom aanleg gedoen word sal die vloeibare suurstof wat sodoende geproduseer word klein hoeveelhede kripton en xenon bevat. Deur verdere fraksionele distillasiestappe kan die suurstof verryk word om soveel as 0.1-0.2% kripton/xenon mengsel te bevat wat onttrek word met behulp van silika gel of deur distillasie. Die kripton/xenon mengsel kan dan uiteindelik deur distillasie geskei word om kripton en xenon afsonderlik te verkry.[27][28] Die onttrekking van 'n liter xenon vanuit die atmosfeer vereis 220 watt-uur se energie.[29]

Wêreldwye produksie van xenon in 1998 is beraam op 5 000–7 m3.[30] Vanweë sy skaarsheid relatief tot die ander ligter edelgasse is xenon duurder. Pryse in 1999 vir klein hoeveelhede van xenon was 10 /L vir xenon, 1 €/L vir kripton en 0.20 €/L vir neon.[30]

Xenon is relatief skaars in die son, op Aarde en in asteroïede en komete. Die atmosfeer van Mars toon 'n verspreiding soortgelyk aan die van die Aarde: 0.08 dele per miljoen,[31] Mars het egter 'n hoër verhouding 129Xe as die Aarde of die Son. Aangesien die isotoop die resultaat is van radio-aktiewe verval is dit 'n aanduiding dat Mars die grootste deel van sy oeratmosfeer verloor het, moontlik binne die eerste 100 miljoen jaar nadat die planeet gevorm is.[32][33] In kontras daarmee het die planeet Jupiter 'n ongewone hoë konsentrasie xenon is sy atmosfeer; ongeveer 2,6 keer meer as die Son.[34]

Verwysings[wysig]

Commons-logo.svg
Wikimedia Commons het meer media verwant aan:
Xenon (kategorie)
  1. Staff (2007). “Xenon”. Columbia Electronic Encyclopedia. Columbia University Press. URL besoek op 2007-10-23.
  2. Husted, Robert; Boorman, Mollie (15 Desember 2003). “Xenon”. Los Alamos National Laboratory, Chemical Division. URL besoek op 2007-09-26.
  3. Rabinovich, Viktor Abramovich; Vasserman, A. A.; Nedostup, V. I.; Veksler, L. S. (1988). Thermophysical properties of neon, argon, krypton, and xenon, English-language edition, Washington, DC: Hemisphere Publishing Corp.. ISBN 0-19-521833-7. —National Standard Reference Data Service of the USSR. Volume 10.
  4. Sanders, Robert D.; Ma, Daqing; Maze, Mervyn (2005). “Xenon: elemental anaesthesia in clinical practice”. British Medical Bulletin 71 (1): 115–135. DOI:10.1093/bmb/ldh034. Besoek op 2007-10-02.
  5. W. Ramsay and M. W. Travers (1898). “On the extraction from air of the companions of argon, and neon”. Report of the Meeting of the British Association for the Advancement of Science: 828.
  6. Gagnon, Steve. “It's Elemental - Xenon”. Thomas Jefferson National Accelerator Facility. URL besoek op 2007-06-16.
  7. Anonymous (1904).In Daniel Coit Gilman, Harry Thurston Peck, Frank Moore Colby: The New International Encyclopædia. Dodd, Mead and Company, p. 906. 
  8. Staff (1991). The Merriam-Webster New Book of Word Histories. Merriam-Webster, Inc., p. 513. ISBN 0-87779-603-3. 
  9. Ramsay, William (1902). “An Attempt to Estimate the Relative Amounts of Krypton and of Xenon in Atmospheric Air”. Proceedings of the Royal Society of London 71: 421–426. DOI:10.1098/rspl.1902.0121. Besoek op 2007-10-02.
  10. Anonymous. “History”. Millisecond Cinematography. URL besoek op 2007-11-07.
  11. Paschotta, Rüdiger (1 November, 2007). “Lamp-pumped lasers”. Encyclopedia of Laser Physics and Technology. RP Photonics. URL besoek op 2007-11-07.
  12. Marx, Thomas; Schmidt, Michael; Schirmer, Uwe; Reinelt, Helmut (2000). “Xenon anesthesia” (PDF). Journal of the Royal Society of Medicine 93: 513–517. Besoek op 2007-10-02.
  13. Clayton, Donald D. (1983). Principles of Stellar Evolution and Nucleosynthesis, 2nd edition, University of Chicago Press, p. 75. ISBN 0-226-10953-4. 
  14. Bolt, B. A.; Packard, R. E.; Price, P. B. (2007). “John H. Reynolds, Physics: Berkeley”. The University of California, Berkeley. URL besoek op 2007-10-01.
  15. Neil Bartlett and D. H. Lohmann (March 1962). “Dioxygenyl hexafluoroplatinate (V), O2+[PtF6]”. Proceedings of the Chemical Society (3): 115. DOI:10.1039/PS9620000097.
  16. Bartlett, N. (June 1962). “Xenon hexafluoroplatinate (V) Xe+[PtF6]”. Proceedings of the Chemical Society (6): 218. DOI:10.1039/PS9620000197.
  17. Freemantel, Michael (August 25, 2003). “Chemistry at its Most Beautiful”. (PDF) Chemical & Engineering News. URL besoek op 2007-09-13.
  18. Graham, L.; Graudejus, O., Jha N.K., and Bartlett, N. (2000). “Concerning the nature of XePtF6”. Coordination Chemistry Reviews 197: 321–334. DOI:10.1016/S0010-8545(99)00190-3.
  19. p. 392, §11.4, Inorganic Chemistry, translated by Mary Eagleson and William Brewer, edited by Bernhard J. Aylett, San Diego: Academic Press, 2001, ISBN 0-12-352651-5; translation of Lehrbuch der Anorganischen Chemie, originally founded by A. F. Holleman, continued by Egon Wiberg, edited by Nils Wiberg, Berlin: de Gruyter, 1995, 34th edition, ISBN 3-11-012641-9.
  20. Steel, Joanna (2007). “Biography of Neil Bartlett”. College of Chemistry, University of California, Berkeley. URL besoek op 2007-10-25.
  21. Bartlett, Neil (September 8, 2003). “The Noble Gases”. Chemical & Engineering News 81 (36). Besoek op 2007-10-01.
  22. Khriachtchev, Leonid; Pettersson, Mika; Runeberg, Nino; Lundell, Jan; Räsänen, Markku (August 24, 2000). “A stable argon compound”. Nature 406: 874–876. DOI:10.1038/35022551. Besoek op 2008-06-04.
  23. Lynch, C. T.; Summitt, R.; Sliker, A. (1980). CRC Handbook of Materials Science. CRC Press. ISBN 0-87819-231-X. 
  24. D. R. MacKenzie (September 20, 1963). “Krypton Difluoride: Preparation and Handling”. Science 141 (3586): 1171. DOI:10.1126/science.141.3586.1171.
  25. Paul R. Fields, Lawrence Stein, and Moshe H. Zirin (1962). “Radon Fluoride”. Journal of the American Chemical Society 84 (21): 4164–4165. DOI:10.1021/ja00880a048.
  26. Hwang, Shuen-Cheng; Robert D. Lein, Daniel A. Morgan (2005). “Noble Gases”, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 5th edition, Wiley. DOI:10.1002/0471238961.0701190508230114.a01. ISBN 047148511X. 
  27. Kerry, Frank G. (2007). Industrial Gas Handbook: Gas Separation and Purification. CRC Press, pp. 101–103. ISBN 0-8493-9005-2. 
  28. Xenon - Xe”. CFC StarTec LLC: August 10, 1998. URL besoek op 2007-09-07.
  29. Singh, Sanjay (15 Mei, 2005). “Xenon: A modern anaesthetic”. Indian Express Newspapers Limited. URL besoek op 2007-10-10.
  30. 30,0 30,1 Häussinger, Peter; Glatthaar, Reinhard; Rhode, Wilhelm; Kick, Helmut; Benkmann, Christian; Weber, Josef; Wunschel, Hans-Jörg; Stenke, Viktor; Leicht, Edith; Stenger, Hermann (2001). “Noble Gases”, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th edition, Wiley. DOI:10.1002/14356007.a17_485. ISBN 3527201653. 
  31. Williams, David R. (September 1, 2004). “Mars Fact Sheet”. NASA. URL besoek op 2007-10-10.
  32. Schilling, James. “Why is the Martian atmosphere so thin and mainly carbon dioxide?”. Mars Global Circulation Model Group. URL besoek op 2007-10-10.
  33. Zahnle, Kevin J. (1993). “Xenological constraints on the impact erosion of the early Martian atmosphere”. Journal of Geophysical Research 98 (E6): 10,899–10,913. DOI:10.1029/92JE02941. Besoek op 2007-10-10.
  34. Mahaffy, P. R.; Niemann, H. B.; Alpert, A.; Atreya, S. K.; Demick, J.; Donahue, T. M.; Harpold, D. N.; Owen, T. C. (2000). “Noble gas abundance and isotope ratios in the atmosphere of Jupiter from the Galileo Probe Mass Spectrometer”. Journal of Geophysical Research 105 (E6): 15061–15072. DOI:10.1029/1999JE001224. Besoek op 2007-10-01.