โครงสร้างของอะตอมซีนอน ฐานข้อมูลเกี่ยวกับคุณสมบัติทางอุณหฟิสิกส์ของก๊าซและสารผสมที่ใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของซีนอน

ซีนอน(lat. xenonum), xe องค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม VIII ของระบบธาตุของ D. I. Mendeleev เป็นของ ก๊าซเฉื่อยที่. n. 54, ณ. ม. 131.30. บนโลก K มีอยู่ในชั้นบรรยากาศเป็นหลัก คาร์บอนในบรรยากาศประกอบด้วยไอโซโทปเสถียร 9 ไอโซโทป โดยมีไอโซโทปเสถียร 129 xe, 131 xe และ 132 xe เหนือกว่า ค้นพบในปี พ.ศ. 2441 โดยนักวิจัยชาวอังกฤษ W. แรมซีย์และเอ็ม ทราเวอร์ส ซึ่งให้อากาศของเหลวชะลอการระเหย และศึกษาเศษส่วนที่ระเหยยากที่สุดโดยใช้วิธีสเปกโทรสโกปี เคถูกค้นพบว่าเป็นส่วนผสมของ คริปทอนด้วยชื่อของมันเกี่ยวข้องกับอะไร (จากภาษากรีก x e nos - เอเลี่ยน) เคเป็นธาตุที่หายากมาก ภายใต้สภาวะปกติ 1,000 ม.3อากาศมีประมาณ 87 ซม. 3ถึง.

เคเป็นก๊าซโมเลกุลเดี่ยวที่ไม่มีสีและไม่มีกลิ่น ความหนาแน่นที่ 0°C และ 10 5 ไม่มี 3(760 มิลลิเมตรปรอท ซม.) 5,851 กรัม/ลิตร, กรุณา-111.8 °C จุดเดือด -108.1 °C ในสถานะของแข็งจะมีลูกบาศก์ขัดแตะพร้อมพารามิเตอร์เซลล์หน่วย ก= 6.25 a (ที่ -185 °C) เปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอกที่ห้าของอะตอมคาร์บอนประกอบด้วยอิเล็กตรอน 8 ตัวและมีความเสถียรมาก อย่างไรก็ตาม แรงดึงดูดของอิเล็กตรอนภายนอกต่อนิวเคลียสในอะตอมของคาร์บอนนั้นถูกคัดกรองด้วยเปลือกอิเล็กตรอนตัวกลางจำนวนมาก และศักยภาพไอออไนเซชันแรกของคริสตัล แม้ว่าจะค่อนข้างสูง (12, 13 ev) แต่น้อยกว่าก๊าซเฉื่อยเสถียรอื่นๆ อย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้น K. จึงเป็นก๊าซเฉื่อยชนิดแรกที่สามารถได้รับสารประกอบทางเคมี - xeptf 6 (นักเคมีชาวแคนาดา N. Bartlett, 1961) การศึกษาเพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่า K. สามารถแสดงความจุ i, ii, iv, vi และ viii ได้ สารประกอบที่ศึกษาที่ดีที่สุดคือ K. พร้อมฟลูออรีน: xef 2, xef 4, xef 6, xef 8 ซึ่งได้มาภายใต้เงื่อนไขพิเศษโดยใช้อุปกรณ์นิกเกิล ดังนั้น xef 4 จึงสามารถสังเคราะห์ได้โดยการส่งส่วนผสมของ xe และ f 2 ผ่านท่อนิกเกิลที่ให้ความร้อน การสังเคราะห์ xef 2 เกิดขึ้นได้โดยการฉายรังสีส่วนผสมของ xe และ f 2 ด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต สามารถรับฟลูออไรด์ xef 6 และ xef 8 ได้เฉพาะเมื่อใช้แรงดันสูงเท่านั้น (มากถึง 20 ลบ.ม./ลบ.2,หรือ 200 ที่) และอุณหภูมิที่สูงขึ้น (300-600°C) xef 4 เสถียรที่สุด (เสถียรเป็นเวลานานที่อุณหภูมิห้อง) เสถียรน้อยที่สุดคือ xef 8 (เสถียรที่อุณหภูมิต่ำกว่า 77 K) เมื่อสารละลาย xef 4 ถูกระเหยในน้ำอย่างระมัดระวัง จะเกิดออกไซด์ xeo 3 ที่ไม่ระเหยไม่เสถียรสูง ซึ่งจะเกิดการระเบิดที่รุนแรง ด้วยการบำบัด xef 6 ด้วยสารละลาย ba (oh) 2 สามารถรับแบเรียมซีโนเนต ba 3 xeo 6 ได้ เกลือที่มีโพแทสเซียมออคตาวาเลนต์เป็นที่รู้จักกันเช่นกัน - เปอร์ซีโนเนตเช่น na 4 xeo 6 · 6h 2 o โดยการบำบัดด้วยกรดซัลฟิวริก คุณจะได้ออกไซด์ xeo 4 ที่สูงขึ้น รู้จักเกลือคู่ xef 2 2sbf 5, xef 6 asf 3 เป็นต้น เปอร์คลอเรต xecio 4 เป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงมาก ฯลฯ

ในอุตสาหกรรมเคได้มาจากอากาศ เนื่องจากมีปริมาณคาร์บอนในบรรยากาศต่ำมาก ปริมาณการผลิตจึงมีน้อย การใช้งานที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของ K. คือการใช้งานในหลอดปล่อยก๊าซกำลังสูง . นอกจากนี้ K. ยังใช้เพื่อการวิจัยและการแพทย์อีกด้วย ดังนั้น เนื่องจากความสามารถสูงในการดูดซับรังสีเอกซ์ของ K. จึงใช้เป็นตัวแทนความเปรียบต่างในการศึกษาสมอง ฟลูออไรด์ถูกใช้เป็นสารออกซิไดซ์และสารฟลูออรีนที่มีประสิทธิภาพ ในรูปของฟลูออไรด์ทำให้สะดวกในการจัดเก็บและขนส่งอย่างเข้มข้น ฟลูออรีน.

XENON, Xe (จากภาษากรีก xenos - เอเลี่ยน * a. xenon; n. xenon; f. xenon; i. xenon) เป็นองค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม VIII ของระบบธาตุของ Mendeleev เป็นของก๊าซเฉื่อยเลขอะตอม 54 มวลอะตอม 131.3 . ซีนอนธรรมชาติเป็นส่วนผสมของไอโซโทปเสถียร 9 ชนิด ซึ่งพบมากที่สุดคือ 129 Xe, 131 Xe, 132 Xe ค้นพบในปี พ.ศ. 2441 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ W. Ramsay และ M. Travers

ซีนอนเป็นก๊าซเฉื่อยเชิงเดี่ยว ไม่มีสีและไม่มีกลิ่น ความหนาแน่น 5851 กก./ลบ.ม. จุดหลอมเหลว -111.8°C จุดเดือด -108.1°C ในสถานะของแข็งจะมีโครงตาข่ายลูกบาศก์อยู่ตรงกลางหน้า พารามิเตอร์เซลล์หน่วย a=0.625 นาโนเมตร (ที่ -185°C) ซีนอนแสดงสถานะออกซิเดชัน +1, +2, +4, +6, +8 ซีนอนโต้ตอบโดยตรงกับฟลูออรีนเท่านั้น ก่อตัวเป็น XeF 2, XeF 4, XeF 6 ความเสถียรที่สุดคือ XeF 4 ซึ่งในสารละลายในน้ำจะได้ไตรออกไซด์ XeO 3 ที่ไม่เสถียร ไม่ระเหยและระเบิดได้ Tetroxide XeO 4 เป็นที่รู้จักกัน เกลือของกรดซีนอนเกิดขึ้นในสารละลายที่เป็นน้ำ และยังได้รับเกลือที่มีซีนอน 8 วาเลนต์ - เปอร์ซีเนตด้วย เกลือคู่ถูกสังเคราะห์ขึ้น: XeF 2 .2SbF 5, XeF 6 .AsF 3 เป็นต้น ซีนอนยังก่อตัวเป็นคลาเทรต (เช่น Xe.5.75H 2 O เป็นต้น)

ภายใต้สภาวะธรรมชาติ สารประกอบซีนอนไม่เป็นที่รู้จัก ในหินที่ศึกษาจากแหล่งกำเนิดของเด็กและเยาวชน ความเข้มข้นของซีนอนจะแตกต่างกันไปมากกว่า 1,000 เท่า ความเข้มข้นของซีนอนที่เป็นไปได้มากที่สุดในหินบะซอลต์ คิมเบอร์ไลต์ และสิ่งที่รวมอยู่ในนั้นคือ 7.10 -12 ซม. 3 /กรัม ในดินเหนียว ความเข้มข้นของซีนอนอยู่ระหว่าง 10 -10 ถึง 10 -8 ซม. 3 /กรัม ในอากาศความเข้มข้นเชิงปริมาตรของซีนอนคือ 8.77.10 -6% จำนวนซีนอนทั้งหมดในชั้นบรรยากาศโลกคือ 3.5.10 17 ซม. 3 ในชั้นแมนเทิลที่ระดับความลึก 200-400 กม. ปริมาณซีนอนทั้งหมดจะน้อยกว่าในชั้นบรรยากาศมาก องค์ประกอบไอโซโทปของซีนอนปกคลุมนั้นแทบจะแยกไม่ออกจากองค์ประกอบไอโซโทปของซีนอนในบรรยากาศ การเสริมสมรรถนะอย่างมากในไอโซโทป 129 Xe พบได้ในอุกกาบาตที่เต็มไปด้วยหินและเหล็ก (ในการรวมซิลิเกตและซัลไฟด์) ในชั้นบรรยากาศของ Mapca แร่ธาตุที่ประกอบด้วยยูเรเนียมประกอบด้วยซีนอนของฟิชชันที่เกิดขึ้นเอง 238 U (ไอโซโทป 136 Xe, 134 Xe, 132 Xe, 131 Xe) และซีนอนของฟิชชันที่เกิดจากนิวตรอน 235 U (ไอโซโทปเดียวกันและ 129 Xe อัตราส่วนของความเข้มข้นของซีนอนเหล่านี้ ไอโซโทปขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีของแร่ B เทลลูไรด์ เทลลูโรบิสมูไทต์ และแร่ธาตุ Te อื่น ๆ สะสมไอโซโทป 130 Xe เนื่องจากการสลาย 2b ของ 130 Te (TS = 10 · 21 ปี) แบไรท์บางชนิดภายใต้สภาวะภาคพื้นดิน เช่นเดียวกับใน สสารนอกโลก (อุกกาบาต ดินบนดวงจันทร์) มีไอโซโทปที่ขาดนิวตรอน ซีนอน 124 Xe, 126 Xe, 128 Xe, 129 Xe, 130 Xe, 131 Xe เป็นผลผลิตจากการแยกตัวของนิวเคลียสของอะตอม Ba และธาตุหายากโดยโปรตอนพลังงานสูงของ รังสีคอสมิก

ในอุตสาหกรรม ซีนอนได้มาจากอากาศโดยการทำความเย็นแบบลึกตามด้วยการแก้ไข ซีนอนใช้ในการเติมหลอดไส้ หลอดเอ็กซ์เรย์ ตลอดจนการปล่อยก๊าซและแสงพัลส์อันทรงพลัง ไอโซโทปกัมมันตรังสีของซีนอนถูกใช้เป็นแหล่งรังสีในการถ่ายภาพรังสี การกำหนดความเข้มข้นของไอโซโทปซีนอนในแร่ยูเรเนียมทำให้สามารถระบุอายุได้

ซีนอน(lat. Xenonum), Xe ซึ่งเป็นองค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม VIII ของตารางธาตุของ D. I. Mendeleev เป็นของก๊าซเฉื่อย เลขอะตอม 54 มวลอะตอม 131.30 บนโลกนี้ มีซีนอนอยู่ในชั้นบรรยากาศเป็นหลัก ซีนอนในบรรยากาศประกอบด้วยไอโซโทปเสถียร 9 ไอโซโทป โดยมี 129 Xe, 131 Xe และ 132 Xe เหนือกว่า

ใบเสร็จ:

ได้มาจากการแก้ไขอากาศของเหลว แม้ว่าปริมาณซีนอนในชั้นบรรยากาศจะต่ำมาก แต่ในทางปฏิบัติแล้วอากาศเป็นเพียงแหล่งซีนอนแห่งเดียวที่ไม่มีวันหมดสิ้น ไม่รู้จักเหนื่อย - เพราะซีนอนเกือบทั้งหมดกลับคืนสู่ชั้นบรรยากาศ

คุณสมบัติทางกายภาพ:

ซีนอนเป็นก๊าซหนัก หายาก และเฉื่อย ซึ่งเมื่อเย็นลงอย่างมาก ก็สามารถเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลวและของแข็งได้ เช่นเดียวกับก๊าซเฉื่อยอื่นๆ ไม่มีสีและไม่มีกลิ่น ที่ความดันสูงจะสามารถสร้างผลึกไฮเดรตได้ ละลายในน้ำและตัวทำละลายอินทรีย์ ซีนอนมีค่าการนำไฟฟ้าค่อนข้างดี

คุณสมบัติทางเคมี:

จากมุมมองของนักเคมี จริงๆ แล้วซีนอนกลายเป็น "คนแปลกหน้า" ท่ามกลางก๊าซเฉื่อย เขาเป็นคนแรกที่เข้าสู่ปฏิกิริยาเคมี เป็นคนแรกที่สร้างสารประกอบที่เสถียร ดังนั้นคำว่า "ก๊าซเฉื่อย" จึงไม่เหมาะสม
ความคิดที่ว่าซีนอนสามารถสร้างสารประกอบที่เสถียรกับฮาโลเจนได้เกิดขึ้นกับนักวิทยาศาสตร์หลายคน ดังนั้น ย้อนกลับไปในปี 1924 จึงมีการแสดงแนวคิดที่ว่าฟลูออไรด์และคลอไรด์ของซีนอนมีความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์และสามารถดำรงอยู่ได้ภายใต้สภาวะปกติ เก้าปีต่อมา แนวคิดนี้ได้รับการสนับสนุนและพัฒนาโดยนักทฤษฎีชื่อดัง Pauling และ Oddo การศึกษาโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของซีนอนจากมุมมองของกลศาสตร์ควอนตัมนำไปสู่ข้อสรุปว่าควรสร้างสารประกอบที่เสถียรกับฟลูออรีน
อย่างไรก็ตามในปี 1961 บาร์ตเลตต์เท่านั้นที่ได้รับสารประกอบทางเคมีแรกของซีนอน - ซีนอน hexafluoroplatinate XePtF 6 - จากแพลตตินัมเฮกซาฟลูออไรด์ที่เป็นก๊าซและซีนอนที่เป็นก๊าซ
ยังเป็นไปไม่ได้ที่จะบังคับให้ซีนอนทำปฏิกิริยาโดยปราศจากการมีส่วนร่วมของฟลูออรีน (หรือสารประกอบบางส่วน) สารประกอบซีนอนที่รู้จักทั้งหมดในปัจจุบันได้มาจากฟลูออไรด์
นักเคมีชาวโซเวียตมีส่วนช่วยอย่างมากในการสังเคราะห์และการศึกษาสารประกอบซีนอน (V. A. Legasov) ในสารประกอบจะมีสถานะออกซิเดชัน +2, +4, +6, +7

การเชื่อมต่อที่สำคัญที่สุด:

ซีนอน ไดฟลูออไรด์ XeF2, ผลึกระเหย มีกลิ่นฉุนเฉพาะตัว มันเกิดขึ้นจากการกระทำของการปล่อยกระแสไฟฟ้าบนส่วนผสมของซีนอนและคาร์บอนเตตราฟลูออไรด์ จะได้ XeF2 ที่บริสุทธิ์มากหากส่วนผสมของซีนอนและฟลูออรีนถูกฉายรังสีด้วยแสงอัลตราไวโอเลต ความสามารถในการละลายของไดฟลูออไรด์ในน้ำต่ำ แต่สารละลายของมันคือตัวออกซิไดซ์ที่แรง ออกซิไดซ์น้ำทีละน้อย ก่อตัวเป็นซีนอน ออกซิเจน และไฮโดรเจนฟลูออไรด์ ปฏิกิริยาเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วเป็นพิเศษในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง

ซีนอนเตตราฟลูออไรด์ XeF4ซึ่งเป็นสารประกอบที่มีความเสถียรโดยสมบูรณ์ โมเลกุลของมันมีรูปทรงสี่เหลี่ยมจัตุรัส โดยมีไอออนฟลูออรีนอยู่ที่มุมและมีซีนอนอยู่ตรงกลาง สารที่เป็นผลึก ระเบิดได้ในอากาศชื้น ไฮโดรไลซ์ในน้ำเพื่อสร้างซีนอนออกไซด์ XeO3 ซีนอนเตตราฟลูออไรด์ ฟลูออไรด์ปรอท:
XeF4 + 2Hg = Xe + 2HgF2
แพลตตินัมยังมีฟลูออไรด์ด้วยสารนี้ แต่จะละลายในไฮโดรเจนฟลูออไรด์เท่านั้น

ซีนอนเฮกซาฟลูออไรด์ XeF6, คริสต์. สารนี้มีฤทธิ์รุนแรงมากและสลายตัวระเบิดได้ ไฮโดรไลซ์เกิดเป็นออกโซฟลูออไรด์และซีนอน (VI) ออกไซด์ เมื่อใช้สารละลายอัลคาไล จะทำให้สัดส่วนไม่สมส่วน เกิดเป็นเปอร์ซีเนต ทำปฏิกิริยากับฟลูออไรด์ของโลหะอัลคาไลได้ง่าย (ยกเว้น LiF) ทำให้เกิดสารประกอบ เช่น CsF*XeF6

ซีนอน เฮกซะฟลูออโรพลาทิเนต XePtF6สารที่เป็นของแข็งสีส้มเหลือง เมื่อถูกให้ความร้อนในสุญญากาศ XePtF6 จะระเหิดได้โดยไม่สลายตัว ในน้ำจะไฮโดรไลซ์ และปล่อยซีนอนออกมา:
2XePtF6+6H2O = 2Xe+PtO3 + 12HF
นอกจากนี้ยังมีสารประกอบ Xe2 ซีนอนสร้างสารประกอบที่คล้ายกันกับรูทีเนียม โรเดียม และพลูโทเนียมเฮกซาฟลูออไรด์
ซีนอน (VI) ออกไซด์ ผลึกไม่มีสีที่กระจายอยู่ในอากาศ โมเลกุล XeO3 มีโครงสร้างของปิรามิดสามเหลี่ยมแบนและมีอะตอมซีนอนอยู่ด้านบน การเชื่อมต่อนี้ไม่เสถียรอย่างยิ่ง เมื่อมันสลายตัว พลังของการระเบิดจะเข้าใกล้พลังของการระเบิดของ TNT สารออกซิไดซ์ที่แรงและละลายน้ำได้
เกลือซีเนทของกรดซีนอน - H2XeO4 ละลายได้ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างพวกมันจะสลายตัวเป็นซีนอนและเปอร์กซิเนต สารออกซิไดซ์จะระเบิดได้

ซีนอน (VIII) ออกไซด์โมเลกุล XeO4 ถูกสร้างขึ้นในรูปของจัตุรมุขที่มีอะตอมซีนอนอยู่ตรงกลาง สารนี้ไม่เสถียร ที่อุณหภูมิสูงกว่า 0°C จะสลายตัวเป็นออกซิเจนและซีนอน บางครั้งการสลายตัวเกิดขึ้นในรูปแบบของการระเบิด

เกลือเปอร์ซีเนตของกรดเปอร์ซีโนนิก - H4XeO6, ผลึก, เสถียรสูงถึง 300°C, ไม่ละลายน้ำ สารออกซิไดซ์ที่แรงที่สุดที่รู้จักกันดี

แอปพลิเคชัน:

ในเทคโนโลยีแสงสว่าง หลอดไฟซีนอนแรงดันสูงได้รับการยอมรับ ในหลอดไฟดังกล่าวการปล่อยส่วนโค้งจะส่องสว่างในซีนอนซึ่งอยู่ภายใต้ความกดดันของบรรยากาศหลายสิบแห่ง แสงในหลอดซีนอนจะปรากฏขึ้นทันทีหลังจากเปิดเครื่อง โดยจะสว่างและมีสเปกตรัมต่อเนื่องตั้งแต่รังสีอัลตราไวโอเลตไปจนถึงรังสีอินฟราเรดใกล้ หลอดไฟซีนอนถูกนำมาใช้ในทุกกรณีที่การแสดงสีที่ถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญ: ในระหว่างการถ่ายทำภาพยนตร์และการฉายภาพยนตร์ แสงสว่างในเวทีและโทรทัศน์ในสตูดิโอ ในอุตสาหกรรมสิ่งทอ สี และสารเคลือบเงา
แพทย์ยังใช้ซีนอนในการตรวจสมองด้วยกล้องจุลทรรศน์ เช่นเดียวกับโจ๊กแบไรท์ซึ่งใช้สำหรับการจุดเทียนในลำไส้ ซีนอนดูดซับรังสีเอกซ์อย่างรุนแรงและช่วยในการค้นหารอยโรค อย่างไรก็ตาม มันไม่เป็นอันตรายโดยสิ้นเชิง
ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีของธาตุหมายเลข 54 ซีนอน-133 ใช้เพื่อศึกษาการทำงานของปอดและหัวใจ
ในรูปของฟลูออไรด์ซีนอน สะดวกในการจัดเก็บและขนส่งทั้งฟลูออรีนซีนอนที่หายากและฟลูออรีนที่ทำลายล้างทั้งหมด สารประกอบซีนอนยังใช้เป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงและสารฟลูออริเนติง

การประยุกต์ซีนอน การผลิตซีนอน ซีนอนในเทคโนโลยีแสงสว่าง ซีนอนในทางการแพทย์

ก๊าซนี้เรียกว่า "เอเลี่ยน" เปลี่ยนความคิดของนักเคมีเกี่ยวกับก๊าซเฉื่อยกลับหัวกลับหาง ตั้งแต่แรกเริ่ม มันแสดงให้เห็นคุณสมบัติที่ "แปลก": ซีนอนต่างจากก๊าซเฉื่อยอื่น ๆ ที่เป็นก๊าซกลุ่มแรกที่เข้าสู่ปฏิกิริยาเคมีและเป็นก๊าซกลุ่มแรกที่ก่อให้เกิดสารประกอบที่เสถียร และในขณะเดียวกัน คำว่า "ก๊าซเฉื่อย" เองก็ไม่เหมาะสม ต้องขอบคุณสารที่เพิ่งค้นพบ กลุ่ม "ศูนย์" ที่สร้างขึ้นก่อนหน้านี้ของตารางธาตุจึงหยุดอยู่

ตามหา "คนแปลกหน้า"

หลังจากค้นพบฮีเลียม นีออน อาร์กอน และคริปทอน และจบช่วงสี่ช่วงแรกของตารางธาตุแล้ว ก็ไม่ต้องสงสัยอีกต่อไปว่าช่วงที่ห้าและหกควรจบลงด้วยก๊าซเฉื่อยเช่นกัน แต่ไม่สามารถค้นหาได้ในทันที ไม่น่าแปลกใจ: ในอากาศ 1 m 3 มีอาร์กอน 9.3 ลิตรและซีนอนเพียง 0.08 มล.

แต่เมื่อถึงเวลานั้นด้วยความพยายามของนักวิทยาศาสตร์โดยเฉพาะ Travers ชาวอังกฤษจึงเป็นไปได้ที่จะได้รับอากาศเหลวในปริมาณมาก แม้แต่ไฮโดรเจนเหลวก็ยังมีอยู่ ด้วยเหตุนี้ Ramsay จึงร่วมกับ Travers จึงสามารถศึกษาเศษส่วนของอากาศที่ระเหยยากที่สุด ซึ่งได้มาหลังจากการกลั่นฮีเลียม ไฮโดรเจน นีออน ออกซิเจน ไนโตรเจน และอาร์กอน ส่วนที่เหลือประกอบด้วยคริปตอนดิบ (เช่น ที่ไม่ผ่านการขัดสี) อย่างไรก็ตาม หลังจากสูบออกแล้ว ฟองก๊าซยังคงอยู่ในเรืออย่างสม่ำเสมอ ก๊าซนี้เรืองแสงเป็นสีฟ้าในการปล่อยประจุไฟฟ้า และให้สเปกตรัมที่แปลกประหลาดโดยมีเส้นในบริเวณตั้งแต่สีส้มไปจนถึงสีม่วง เพื่อค้นหาองค์ประกอบใหม่และศึกษาคุณสมบัติของมัน Ramsay และ Travers ได้ประมวลผลอากาศเหลวประมาณหนึ่งร้อยตัน พวกเขาสร้างเอกลักษณ์ของซีนอนให้เป็นองค์ประกอบทางเคมีใหม่โดยใช้งานก๊าซนี้เพียง 0.2 ซม. 3 ความละเอียดอ่อนของการทดลองนั้นไม่ธรรมดาในเวลานั้น!

เส้นสเปกตรัมที่มีลักษณะเฉพาะคือจุดเด่นขององค์ประกอบ แรมซีย์และทราเวอร์สมีเหตุผลทุกประการที่จะเชื่อว่ามีการค้นพบก๊าซเฉื่อยชนิดใหม่ พวกเขาเรียกมันว่าซีนอน ซึ่งในภาษากรีกแปลว่า "เอเลี่ยน" ในส่วนของอากาศคริปทอน มันดูเหมือนกับเอเลี่ยนจริงๆ เป็นที่น่าแปลกใจว่าจากมุมมองของนักเคมีแล้วซีนอนกลายเป็น "คนแปลกหน้า" ท่ามกลางก๊าซเฉื่อย เขาเป็นคนแรกที่เข้าสู่ปฏิกิริยาเคมี เป็นคนแรกที่สร้างสารประกอบที่เสถียร ดังนั้นคำว่า "ก๊าซเฉื่อย" จึงไม่เหมาะสม

การสังเคราะห์สารประกอบซีนอนชนิดแรกทำให้เกิดคำถามสำหรับนักเคมีเกี่ยวกับตำแหน่งของก๊าซเฉื่อยในตารางธาตุ ก่อนหน้านี้ก๊าซมีตระกูลถูกจัดสรรให้กับกลุ่มศูนย์ที่แยกจากกันซึ่งสอดคล้องกับแนวคิดเรื่องความจุของพวกมันอย่างสมบูรณ์ แต่เมื่อซีนอนเกิดปฏิกิริยาเคมี เมื่อทราบฟลูออไรด์ที่สูงกว่าของมัน โดยความจุซีนอนคือแปด (และค่อนข้างสอดคล้องกับโครงสร้างของเปลือกอิเล็กตรอน) พวกเขาจึงตัดสินใจถ่ายโอนก๊าซเฉื่อยไปยังกลุ่ม VIII กลุ่มศูนย์หยุดอยู่

คุณสมบัติของซีนอน

ซีนอนก็เหมือนกับก๊าซเฉื่อยกลุ่ม VIII ในตารางธาตุที่ประกอบด้วยโมเลกุลเชิงเดี่ยว ไม่มีกลิ่นหรือสี ไม่เผาไหม้และไม่รองรับการเผาไหม้ ไม่ระเบิด ละลายได้เล็กน้อยในน้ำ และถูกปล่อยออกมาอย่างรวดเร็วจาก ร่างกายผ่านทางปอด

เนื่องจากเป็นก๊าซเฉื่อย จึงมีเกียรติ ไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพใดๆ ในร่างกาย และไม่เกิดปฏิกิริยาเคมีใดๆ ความเฉื่อยของ Xe เกิดจากการอิ่มตัวของเปลือกอิเล็กตรอนด้านนอกการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์นั้นปิดสนิทและแข็งแกร่งมาก หมายเลขซีเรียลของ Xe คือ 54 น้ำหนักโมเลกุลคือ 131.29 ความหนาแน่นที่ 0 °C และ 1 Ata คือ 5.89 กก./ลบ.ม. ซึ่งสูงกว่าอากาศ 4 เท่า และสูงกว่า N2O 3.2 เท่า

ซีนอนในธรรมชาติ

ซีนอนพบได้ในชั้นบรรยากาศของโลกในปริมาณที่น้อยมาก 0.087 ± 0.001 ส่วนในล้านส่วน (μL/L) และยังพบในก๊าซที่ปล่อยออกมาจากบ่อน้ำแร่บางชนิดด้วย กัมมันตภาพรังสีซีนอนบางสายพันธุ์ เช่น 133 Xe และ 135 Xe ผลิตขึ้นโดยการฉายรังสีนิวตรอนของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ในเครื่องปฏิกรณ์

ซีนอนนั้นค่อนข้างหายากในชั้นบรรยากาศสุริยะ บนโลก และในดาวเคราะห์น้อยและดาวหาง ความเข้มข้นของซีนอนในชั้นบรรยากาศของดาวอังคารใกล้เคียงกับความเข้มข้นของโลก: 0.08 ppm แม้ว่าความเข้มข้นของซีนอน 129 Xe บนดาวอังคารจะสูงกว่าบนโลกหรือดวงอาทิตย์ก็ตาม เนื่องจากไอโซโทปนี้ก่อตัวขึ้นจากการสลายกัมมันตภาพรังสี การค้นพบนี้อาจบ่งชี้ว่าดาวอังคารสูญเสียบรรยากาศปฐมภูมิไป บางทีภายใน 100 ล้านปีแรกหลังจากที่ดาวเคราะห์ก่อตัว ในทางกลับกัน ดาวพฤหัสบดีมีความเข้มข้นของซีนอนในชั้นบรรยากาศสูงผิดปกติ ซึ่งเกือบสองเท่าของดวงอาทิตย์

รับซีนอน

แหล่งที่มาหลักของการผลิตซีนอนทางอุตสาหกรรมคืออากาศ โดยที่ 1,000 ม. 3 มีซีนอน 86 ซม. 3 ในรัสเซียและกลุ่มประเทศ CIS ระดับการผลิตซีนอนบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรมต่อปีอยู่ที่ประมาณ 1,500 ลูกบาศก์เมตร

ในอุตสาหกรรม ซีนอนถูกผลิตขึ้นเป็นผลพลอยได้จากการแยกอากาศออกเป็นออกซิเจนและไนโตรเจน หลังจากการแยกนี้ ซึ่งโดยปกติจะดำเนินการโดยการแก้ไข ออกซิเจนเหลวที่ได้จะมีคริปทอนและซีนอนจำนวนเล็กน้อย การแก้ไขเพิ่มเติมจะช่วยเพิ่มออกซิเจนเหลวให้มีส่วนผสมคริปทอน-ซีนอน 0.1-0.2% ซึ่งแยกจากกันโดยการดูดซับบนซิลิกาเจลหรือการกลั่น โดยสรุป สารเข้มข้นซีนอน-คริปทอนสามารถแยกได้โดยการกลั่นเป็นคริปทอนและซีนอน

ซัพพลายเออร์หลักของวัตถุดิบ (คริปทอน - ซีนอนเข้มข้น) เป็นศูนย์กลางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ของอุตสาหกรรมโลหะวิทยาของรัสเซีย เพื่อให้ได้ซีนอนบริสุทธิ์ จะใช้คริปทอน-ซีนอนเข้มข้น ซึ่งต้องผ่านกระบวนการปรับสภาพด้วยความเย็นจัดในโรงแยกก๊าซ เพื่อให้มั่นใจว่าได้การผลิตซีนอนที่มีความบริสุทธิ์สูง (99.999%) เนื่องจากมีปริมาณน้อย ซีนอนจึงมีราคาแพงกว่าก๊าซเฉื่อยที่เบากว่ามาก

ซีนอนในทางปฏิบัติ

แม้จะมีราคาสูง แต่ซีนอนก็ขาดไม่ได้ในหลายกรณี ใช้ซีนอนในการเติม หลอดไส้, ทรงพลัง ปล่อยก๊าซและแหล่งกำเนิดแสงแบบพัลส์ (มวลอะตอมสูงของก๊าซในหลอดไฟช่วยป้องกันการระเหยของทังสเตนจากพื้นผิวของไส้หลอด)

ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี(127 Xe, 133 Xe, 137 Xe ฯลฯ) ถูกใช้เป็นแหล่งรังสีในการถ่ายภาพรังสีและสำหรับการวินิจฉัยทางการแพทย์ เพื่อตรวจจับการรั่วไหลในการติดตั้งระบบสุญญากาศ ซีนอนฟลูออไรด์ใช้สำหรับ ทู่โลหะ.

ซีนอนทั้งในรูปแบบบริสุทธิ์และเติมไอซีเซียม-133 เล็กน้อย เป็นสารทำงานที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับปฏิกิริยาทางไฟฟ้า (ไอออนและพลาสมาเป็นหลัก) เครื่องยนต์ยานอวกาศ.

ตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 20 ซีนอนเริ่มถูกนำมาใช้เป็น ยาชาทั่วไป(ค่อนข้างแพง แต่ไม่เป็นพิษอย่างแน่นอน หรือไม่ก่อให้เกิดผลกระทบทางเคมี เช่น ก๊าซเฉื่อย) วิทยานิพนธ์เรื่องเทคโนโลยีครั้งแรก การดมยาสลบซีนอนปรากฏในรัสเซียในปี 1993 ในฐานะที่เป็นยาระงับความรู้สึกในการรักษาซีนอนถูกนำมาใช้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อบรรเทาอาการถอนตัวแบบเฉียบพลันและรักษาการติดยาตลอดจนความผิดปกติทางจิตและร่างกาย

มีการเสนอซีนอนฟลูออไรด์และออกไซด์ว่ามีประสิทธิภาพมากที่สุด สารออกซิไดซ์เชื้อเพลิงจรวดและยังใช้เป็นส่วนประกอบของก๊าซผสมสำหรับเลเซอร์อีกด้วย

ในไอโซโทปซีนอน-129 มีความเป็นไปได้ที่จะโพลาไรซ์ส่วนสำคัญของการหมุนของนิวเคลียร์เพื่อสร้างสถานะที่มีการหมุนแบบกำกับร่วม - สถานะที่เรียกว่า ไฮเปอร์โพลาไรซ์.

คำนิยาม

ซีนอนตั้งอยู่ในคาบที่ 5 กลุ่ม VIII ของกลุ่มย่อยหลัก (A) ของตารางธาตุ

อยู่ในตระกูลเฉื่อย (ก๊าซมีตระกูล) การกำหนด - Xe หมายเลขซีเรียล - 54 มวลอะตอมสัมพัทธ์ - 131.3 อามู

โครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมซีนอน

อะตอมซีนอนประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีประจุบวก (+54) ภายในประกอบด้วยโปรตอน 54 ตัว และนิวตรอน 77 ตัว และอิเล็กตรอน 54 ตัวเคลื่อนที่ในวงโคจร 5 รอบ

รูปที่ 1. โครงสร้างแผนผังของอะตอมซีนอน

การกระจายตัวของอิเล็กตรอนระหว่างออร์บิทัลมีดังนี้:

54Xe) 2) 8) 18) 18) 8 ;

1ส 2 2ส 2 2พี 6 3ส 2 3พี 6 3ง 10 4ส 2 4พี 6 4ง 10 5ส 2 5พี 6 .

ระดับพลังงานภายนอกของอะตอมซีนอนประกอบด้วยอิเล็กตรอน 8 ตัว กล่าวคือ เสร็จสมบูรณ์ (ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมซีนอนจึงเป็นองค์ประกอบทางเคมีเล็กน้อย) อิเล็กตรอนทั้งหมดนี้คือเวเลนซ์อิเล็กตรอน ไม่มีสภาวะที่ตื่นเต้น แผนภาพพลังงานของสถานะกราวด์มีรูปแบบดังต่อไปนี้:

เวเลนซ์อิเล็กตรอนของอะตอมซีนอนสามารถระบุลักษณะเฉพาะได้ด้วยชุดตัวเลขควอนตัมสี่ชุด: n(ควอนตัมหลัก) ล(วงโคจร), ม.ล(แม่เหล็ก) และ ส(หมุน):

ระดับย่อย

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างที่ 1

ออกกำลังกาย	สูตรอิเล็กทรอนิกส์ของไอออน E 2- [ 10 Ne]3 ส 2 3พี 6 สอดคล้องกับองค์ประกอบ: อาร์กอน, คลอรีน, ซัลเฟอร์หรือฟอสฟอรัส?
สารละลาย	เพื่อที่จะเขียนสูตรอิเล็กทรอนิกส์ที่สมบูรณ์ขององค์ประกอบที่ต้องการ คุณจำเป็นต้องทราบการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของนีออน: 10 เน 1 ส 2 2ส 2 2พี 6 . จากนั้นสูตรอิเล็กทรอนิกส์ที่สมบูรณ์จะมีลักษณะดังนี้: 1ส 2 2ส 2 2พี 6 3ส 2 3พี 6 . เนื่องจากในระหว่างการก่อตัวของไอออนที่มีประจุลบ องค์ประกอบจะทำหน้าที่เป็นตัวรับโปรตอน สูตรทางอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบในสถานะพื้นคือ: 1ส 2 2ส 2 2พี 6 3ส 2 3พี 4 . จำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดในเปลือกอิเล็กตรอนเกิดขึ้นพร้อมกับเลขอะตอมของธาตุในตารางธาตุ เท่ากับ 16. มันคือกำมะถัน.
คำตอบ	ซัลเฟอร์ (S)