氙是一種非金屬元素,化學符號Xe

元素週期表中第18族元素之一,原子序數54

無色、無嗅、無味,化學性質極不活潑。

存在於空氣中(每100ml空氣含氙0.0087mL),

也存在于溫泉的氣體中。

從液態空氣中與氪一起被分離得到。

氙具有極高的發光強度,

在照明技術上用來充填光電管、

閃光燈和氙氣高壓燈。

此外,氙還用於深度麻醉劑、醫用紫外線、

雷射器、焊接、難熔金屬切割、標準氣、特種混合氣等。

 

物理性質

氙在常溫常壓下為無色無臭無毒的惰性氣體,在放電管中為藍色至綠色的氣體。

 

化學性質

氙的電子構型非常穩定,且它的電離能相對較大,因此在化學上顯惰性,只與強的氧化劑反應。

 

研究歷史

氙於18987月由拉姆齊(William Ramsay

和特拉維斯(Morris W.Travers)在倫敦大學學院發現。

在此之前,他們從液態空氣中提取了氖,

氬和氪,並且疑惑它是否包含其他氣體。

工業家Ludwig Mond給了他們一台新的液態空氣機,他們用它提取了更多的稀有氣體氪。

經過多次蒸餾,他們終於分離出了一種更重的氣體,在真空管中它發出漂亮的藍色光芒。

他們意識到它是氣體元素“惰性”組的又一個成員,因為其在化學上是惰性的。

他選擇“ξένος(xenos)”這個希臘文命名氙,意為“陌生的”。

 

在“惰性氣體”中,

氙的化合物(含有化學鍵的)是最先被發現的。

 

巴特列(Neil Bartlett

1962年將PtF6蒸汽與Xe混合,

得到了橙黃色的XePtF6晶體,

 

打破了化學界中持續60年之久的

“稀有氣體對化學反應完全惰性”的神話。

21世紀,超過100種氙的化合物已經被製造出來。

 

同位素

 

氙的同位素中,110Xe147Xe均被實驗室制得,

其中能穩定存在的是124Xe,126Xe,128Xe~132Xe,134Xe136Xe

自然界中豐度最大的是132Xe

 

主要用途

氙廣泛用於電子、光電源工業,還用於氣體雷射器和等離子流中。

用氙氣充的燈泡與相同功率的充氬燈泡相比具有發光率高、體積小、壽命長、省電等優點。

氙氣燈有極高的發光強度,一盞六萬瓦的氙燈的亮度,相當於九百隻一百瓦的普通燈泡。

由於氙具有幾乎連續的光譜,

因此可以在高壓電弧放電作用下產生類似日光的明亮白光,

這種長弧氙燈俗稱“人造小太陽”,

由於透霧能力特別強,可用作有霧導航燈。

 

氙閃光燈的色彩好,用於拍攝彩色電影。

氙燈可以放出紫外線,醫療上對此有所應用。

 

氙的同位素被用於測量腦血流量與研究肺功能、計算胰島素分泌量等。

 

氙燈凹面聚光後可生成2500高溫,

可用於焊接或切割難熔金屬,如鈦、鉬等。

氙還是一種沒有副作用的深度麻醉劑,

它能溶於細胞質的油脂中,引起細胞的膨脹和麻醉,

從而使神經末梢的作用暫時停止。

人們曾試用4/5的氙氣和1/5的氧氣組成混合氣體,作為麻醉劑,效果很好。

 

只是由於氙氣很少,所以這種方法不能廣泛應用。

由於可以吸收X射線,氙也被用作X射線的遮罩。

此外,氙在原子核反應爐和高能物理方面也有很多用途。

 

危險性

 

氙為非腐蝕性氣體,且本身無毒,人吸入後以原形排出,但在高濃度時有窒息作用。

氙有麻醉性,它和氧的混合物是對人體的一種麻醉劑[6]

 

 

元素分佈

 

大氣中的Xe主要來自原始生成,

岩石圈、小行星、隕石通過風化作用釋放出其中的稀有氣體。

宇宙射線和其他高能粒子的核反應也能產生少量Xe

 

製備方法

 

氙在空氣中的儲量達到19.5億噸,

因此通過分餾液態空氣是制取氙的良好途徑。

氙是空分工業的副產物。

首先液化空氣,分餾出液氧,

稀有氣體即富集於其中,通過進一步分餾,

提純可分離出稀有氣體的混合液。

173K時使用活性炭吸附,ArKrXe被吸附,

通過改變溫度及其他條件,可以獲得氙。

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