Химическая энциклопедия - ксенон

(от греч. xenos чужой; лат. Xenon), Xe, хим. элемент VIII гр. периодич. системы, ат. н. 54, ат. м. 131,29; относится к благородным газам. Прир. К., выделенный из воздуха, состоит из изотопов ¹²⁴ Хе (0,096% по объему), ¹²⁶ Хе (0,090%), ¹²⁸ Хе (1,92%), ¹²⁹ Хе (26,44%), ¹³⁰ Хе (4,08%), ¹³¹ Хе (21,18%), ¹³² Хе (26,89%), ¹³⁴ Хе (10,44%), ¹³⁶ Хе (8,87%). Изотопный состав К., выделенного из урановых минералов, иной, т. к. при делении ²³⁵U и ²³⁸U образуются радиоактивные изотопы, напр. ¹³³ Хе (Т 1/2 5,27 сут) и ¹³⁵ Хе (Т 1/2 9,13 ч) b-излучатели. Они получаются также при ядерных взрывах. Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов для прир. смеси изотопов 3,5^.10^-27 м ², для ¹³⁵ Хе 2,7^.10^-22 м ². Конфигурация внешней электронной оболочки 5s²5p⁶; степени окисления +2, +4, +6, +8; энергии ионизации Хе ⁰:Хе ⁺:Хе ²⁺ соотв. 12,1300 и 21,25 эВ; электроотрицательность по Полингу 2,6; атомный радиус 0,218 нм, ковалентный радиус 0,130 нм. Содержание К. в атмосфере 0,86-10-⁵ % по объему; запасы оцениваются в 1,6-10¹¹ м ³. Малораспространен в космосе (на 7,7^.10⁸ атомов Не приходится 1 атом К.). Содержится также в газовых включениях урансодержащих минералов (до 20% по массе) и в облученном топливе ядерных реакторов.

Свойства. К. одноатомный газ без цвета и запаха; т. кип. 165,05 К; плотн. твердого К. 2,700 г/см ³ (133 К), жидкого 2,987 г/см ³ (165 К), газообразного 5,85 кг/м ³ (273 К, 0,1 МПа); t крнт 289,74 К, р5,84 МПа, d крит. 1,099 г/см ³; тройная точка: т-ра 161,36 К, давление 81,7 кПа, плотн. 3,540 г/см ³; С ⁰ р20,79 Дж/(моль ^. К); DH⁰ пл 2,3 кДж/моль, DH⁰ исп 12,7 кДж/моль; S⁰298 169,57 Дж/(моль ^. К); ур-ния температурной зависимости давления пара: над твердым К. lgp(Па)=-799,1/T+9,8620, над жидким lgp(МПа)=-1040,76/Т-8,25369lgT+0,00852167+22,20904; теплопроводность 0,00540 Вт/(м ^. К) при 273 К и 0,1 МПа; h2,1^.10^-5 Па ^. с (273 К, 0,1 МПа); диамагнитен, магн. восприимчивость -4,3^.10^-5; поляризуемость 4,01^.10^-3 нм ³; коэф. самодиффузии 4,8^.10^-6 м ²/с (273 К, 0,1 МПа); коэф. сжимаемости при 273 К: 0,9950 (0,1 МПа), 0,4255 (10 МПа). Твердый К. кристаллизуется в кубич. гранецентрир. решетке, а=0,6197 нм (58 К), z=4, пространств. группа Fm3m. Р-римость в воде при 0,1 МПа (в м ³/кг): 0,242^.10^-3 (0°С), 0,097^.10^-3 (25 °С). К. образует соед. включения (клатраты) с водой и орг. в-вами: Хе ^.5,75 Н 2 О (т. разл. 269,8 К при 0,1 МПа; давление диссоциации 0,15 МПа при 273 К); 2Хе ^. Х ^.17Н 2 О [X=СНСl3, ССl4, (СН 3)2 СО]; 4Хе ^. ЗХ (X=С 6 Н 5 ОН, С 6 Н 5 СН 3); 0,88Хе ^. Зb-С 6 Н 4 (ОН)2 и др. Известны эксимерные соед., напр. XeF*, XeBr*, ХеО*, ХеОН*, Xe*2, образующиеся в р-циях К. с галогенили кислородсодержащими в-вами при возбуждении атомов К. электронным пучком, в электрич. разряде или УФ излучением. Эксимеры активная среда в лазерах, генерирующих излучение в УФ области, напр. XeF* (352 нм, 484 нм) и ХеВr* (282 нм). Непосредственно К. взаимод. только с фтором, образуя XeF2, XeF4, XeF6 (см. Ксенона фториды). Др. хим. соед. К. получают только косвенным путем-из фторидов К. Триоксид ХеО 3 бесцв. кристаллы при нормальной т-ре; DH⁰ обр 401,6 кДж/моль; в водных р-рах легко окисляет МпО 2 до MnO4^-, Np(V) до Np(VII), Pu(VI) до Pu(VII); разлагает мн. орг. в-ва с выделением СО 2. Кристаллич. ХеО 3 ВВ (критич. диаметр 4 мкм), самопроизвольно взрывается уже в кол-вах, превышающих 30 мг. Водные р-ры ХеО 3 получают контролируемым гидролизом XeF6 в воде или жидком HF. При добавлении MF (М=К, Rb, Cs) к таким р-рам выделяются фтороксенаты M⁺XeO3Fкристаллы, устойчивые до 130-230 °С. Известны также хлороксенаты и бромоксенаты, напр. соед. ХеО 3^.2,25МСl (М=Rb, Cs) кристаллы; устойчивы при нормальной т-ре. Устойчивость галогеноксенатов уменьшается с увеличением ат. м. галогена. Из водных р-ров ХеО 3 при добавлении гидроксидов металлов кристаллизуются устойчивые до ~180 °С, склонные к детонации ксенаты (ксенонаты) МНХеО 4 (М=Na, К, Rb, Cs). При гидролизе XeF6 в р-рах сильных оснований, диспропорционировании ХеО 3 и при озонировании р-ров ХеО 3 образуются перксенаты (перксенонаты), напр. Na4XeO6, (NH4)4XeO6 сильные окислители. Помимо ХеО 3 известен тетроксид ХеО 4 с т. пл. -35,8°С заметно разлагается при нормальной т-ре; для газа DH⁰ обр 642,0 кДж/моль; образуется при взаимод. перксенатов с H2SO4 или безводным HF. Получены также FXeOClO3, Хе(ОСlO3)2, FXeSO3F, FXeOPOF2, Xe(OTeF5)2, FXeN(SO2F)2 и др. При 4 К идентифицированы ХеСl2, XeClF, ХеСl4 и ХеВr2. Известны XeOnFm ( п =1,2,3, т= 2,4).

Получение. Получают К. как побочный продукт при воздуха разделении. Его выделяют из криптон-ксенонового концентрата (см. Криптон). Выпускают К. чистый (99,4% по объему) и высокой чистоты (99,9%).

Определение. Качественно К. обнаруживают эмиссионной спектроскопией (характеристич. линии 467,13 нм и 462,43 нм). Количественно его определяют масс-спектрометрически, хроматографически, а также методами абсорбц. анализа. Применение. Используют К. для наполнения ламп накаливания, мощных газоразрядных и импульсных источников света. Радиоактивные изотопы применяют в качестве источников излучения в радиографии и для диагностики в медицине, для обнаружения течи в вакуумных установках. Хранят и транспортируют К. под давлением 5b0,5 МПа при 20 °С в герметичных стальных баллонах оранжевого цвета с черной надписью "ксенон". К. открыли в 1898 У. Рамзай и М. Траверс. Первое хим. соед. XePtF6 получил в 1962 Н. Бартлетт. Лит. см. при ст. Благородные газы. В. А. Легасов, В. Б. Соколов.

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия

Под ред. И. Л. Кнунянца

1988