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 галоген- или 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+XeO3F- - кристаллы, 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.