Ксенон физические и химические свойства. Строение атома ксенона

КСЕНОН, Xe (от греческого xenos — чужой * а. xenon; н. xenon; ф. xenon; и. xenon),- химический элемент VIII группы периодической системы Менделеева , относится к инертным газам , атомный номер 54, атомная масса 131,3. Природный ксенон — смесь девяти стабильных изотопов, среди которых наиболее распространены 129 Xe, 131 Xe, 132 Xe. Открыт в 1898 английским учёными У. Рамзаем и М. Траверсом.

Ксенон — одноатомный инертный газ без цвета и запаха. Плотность 5851 кг/м 3 , t плавления -111,8°С, t кипения -108,1°С. В твёрдом состоянии имеет кубическую гранецентрированную решётку; параметр элементарной ячейки а=0,625 нм (при -185°С). Ксенон проявляет степени окисления +1, +2, +4, +6, +8. Непосредственно ксенон взаимодействует только со фтором , образуя XeF 2 , XeF 4 , XeF 6 . Наиболее устойчив XeF 4 , из которого в водном растворе получается неустойчивый, нелетучий и взрывчатый триоксид XeO 3 ; известен и тетраоксид XeO 4 . В водных растворах образуются соли ксеноновой кислоты, получены также соли с 8-валентным ксеноном — перксенаты. Синтезированы двойные соли: XeF 2 .2SbF 5 , XeF 6 .AsF 3 и др. Ксенон образует также клатраты (например, Xe.5,75Н 2 О и др.).

В природных условиях соединения ксенона неизвестны. В изученных породах ювенильного происхождения концентрация ксенона варьирует более чем в 1000 раз; наиболее вероятная концентрация ксенона в базальтах , кимберлитах и включениях в них 7.10 -12 см 3 /г. В глинах концентрация ксенона от 10 -10 до 10 -8 см 3 /г. В воздухе объёмная концентрация ксенона 8,77.10 -6 %. Общее количество ксенона в атмосфере Земли 3,5.10 17 см 3 . В мантии до глубины 200-400 км общее количество ксенона много меньше, чем в атмосфере. Изотопный состав мантийного ксенона практически неотличим от изотопного состава атмосферного ксенона. Большое обогащение изотопом 129 Xe найдено в каменных и железных (в силикатных и сульфидных включениях) метеоритах, в атмосфере Mapca. В урансодержащих минералах имеется ксенон спонтанного деления 238 U (изотопы 136 Xe, 134 Xe, 132 Xe, 131 Xe) и ксенон нейтронно-индуцированного деления 235 U (те же изотопы и 129 Xe Соотношение концентрации этих изотопов ксенона зависит от химического состава минерала. В теллуридах, теллуровисмутитах и других минералах Te накапливается изотоп 130 Xe за счёт 2b - -распада 130 Te (ТЅ=10 21 лет). В некоторых баритах в земных условиях, а также во внеземном веществе (метеориты, лунный грунт) содержатся нейтронно-дефицитные изотопы ксенона 124 Xe, 126 Xe, 128 Xe, 129 Xe, 130 Xe, 131 Xe — продукты расщепления атомных ядер Ba и редкоземельных элементов высокоэнергетичными протонами космического излучения.

В промышленности ксенон получают из воздуха методом глубокого охлаждения с последующей ректификацией . Используют ксенон для наполнения ламп накаливания, рентгеновских трубок и мощных газоразрядных и импульсных света. Радиоактивные изотопы ксенона применяют в качестве источников излучения в радиографии. Определение концентрации изотопов ксенона в урановых минералах позволяет определить их возраст.

После того как были открыты гелий, неон, аргон и криптон, завершающие четыре первых периода таблицы Менделеева, уже не вызывало сомнений, что пятый и шестой периоды тоже должны оканчиваться инертным газом. Но найти их удалось не сразу. Это и не удивительно: в 1 м 3 воздуха всего лишь 0,08 мл ксенона. Рамзай совместно с Траверсом переработали около 100 т жидкого воздуха и получили 0,2 мл газа, который голубовато светился в электрическом разряде и давал своеобразный спектр с характерные спектральными линиями от оранжевой до фиолетовой области. Так был открыт новый инертный газ. Его назвали, ксеноном, что в переводе с греческого значит "чужой".

Получение:

Получают ректификацией жидкого воздуха. Хотя содержание ксенона в атмосфере крайне мало, именно воздух - практически единственный и неисчерпаемый источник ксенона. Неисчерпаемый - потому, что почти весь ксенон возвращается в атмосферу.

Физические свойства:

Ксенон представляет собой тяжелый, редкий и пассивный газ, который при значительном охлаждении может быть переведен в жидкое и твердое состояние. Как и все инертные газы он не имеет цвета и запаха. При высоком давлении способен образовывать кристаллические гидраты. Растворяется в воде и органических растворителях. Ксенон обладает сравнительно хорошей электропроводностью.

Химические свойства:

С точки зрения химика ксенон на самом деле оказался "чужим" среди инертных газов. Он первым вступил в химическую реакцию, первым образовал устойчивое соединение. И потому сделал неуместным сам термин "инертные газы".
Мысль о том, что ксенон может образовывать устойчивые соединения с галогенами, приходила в голову многим ученым. Так, еще в 1924 г. высказывалась идея, что фториды и хлориды ксенона термодинамически вполне стабильны и могут существовать при обычных условиях. Через девять лет эту идею поддержали и развили известные теоретики - Полинг и Оддо. Изучение электронной структуры ксенона с позиций квантовой механики привело к заключению что он должен образовывать устойчивые соединения с фтором.
Однако лишь в 1961 г. Бартлетт из газообразного гексафторида платины и газообразного ксенона получает первое химическое соединение ксенона - гексафторплатинат ксенона XePtF 6 .
Заставить ксенон вступить в реакцию без участия фтора (или некоторых его соединений) пока не удалось. Все известные ныне соединения ксенона получены из его фторидов.
Советские химики внесли большой вклад в синтез и изучение соединений ксенона (В. А. Легасов). В соединениях проявляет степени окисления +2, +4, +6, +7.

Важнейшие соединения:

Дифторид ксенона XeF 2 , летучие кристаллы, имеет резкий специфический запах. Он образуется при действии электрического разряда на смесь ксенона и четырехфтористого углерода. Очень чистый XeF 2 получается, если смесь ксенона и фтора облучить ультрафиолетом. Растворимость дифторида в воде невелика, однако раствор его - сильнейший окислитель. Постепенно окисляет воду, образуя ксенон, кислород и фтористый водород; особенно быстро реакция идет в щелочной среде. Тетрафторид ксенона XeF 4 , вполне устойчивое соединение, молекула его имеет форму квадрата с ионами фтора по углам и ксеноном в центре. Кристаллическое вещество, во влажном воздухе взрывоопасен. Гидролизуется в воде с образованием оксида ксенона ХеО 3 . Тетрафторид ксенона фторирует ртуть:
XeF 4 + 2Hg = Хе + 2HgF 2 .
Платина тоже фторируется этим веществом, но только растворенным во фтористом водороде.
Гексафторид ксенона XeF 6 , крист. вещество, чрезвычайно активен и разлагается со взрывом. Гидролизуется с образованием оксофторидов и оксида ксенона(VI), с растворами щелочей диспропорционирует, образуя перксенаты. Он легко реагирует с фторидами щелочных металлов (кроме LiF), образуя соединения типа CsF*XeF 6
Гексафторплатинат ксенона XePtF 6 твердое оранжево-желтое вещество. При нагревании в вакууме XePtF 6 возгоняется без разложения, в воде гидролизуется, выделяя ксенон:
2XеPtF 6 +6H 2 O = 2Xe+РtO 3 + 12HF
Существует также соединение Xе 2 . Аналогичные соединения ксенон образует с гексафторидами рутения, родия и плутония.
Оксид ксенона(VI) , бесцветные, расплывающиеся на воздухе кристаллы. Молекула ХеО 3 имеет структуру приплюснутой треугольной пирамиды с атомом ксенона в вершине. Это соединение крайне неустойчиво; при его разложении мощность взрыва приближается к мощности взрыва тротила. Растворим, сильный окислитель.
Ксенаты соли ксеноновой кислоты - H 2 ХеO 4 , растворимы, в щелочной среде разлагаются на ксенон и перксенаты. Окислители, взрывоопасны.
Оксид ксенона(VIII) Молекула ХеО 4 построена в виде тетраэдра с атомом ксенона в центре. Вещество это нестойко, при температуре выше 0°С разлагается на кислород и ксенон. Иногда разложение носит характер взрыва.
Перксенаты соли перксеноновой кислоты - H 4 ХеO 6 , кристаллич., устойчивы до 300°С, нерастворимы. Самые сильные из известных окислителей.

Применение:

В светотехнике признание получили ксеноновые лампы высокого давления. В таких лампах светит дуговой разряд в ксеноне, находящемся под давлением в несколько десятков атмосфер. Свет в ксеноновых лампах появляется сразу после включения, он ярок и имеет непрерывный спектр - от ультрафиолетового до ближней области инфракрасного. Ксеноновые лампы применяются во всех случаях, когда правильная цветопередача имеет решающее значение: при киносъемках и кинопроекции, при освещении сцены и телевизионных студий, в текстильной и лакокрасочной промышленности.
Ксеноном пользуются и медики - при рентгеноскопических обследованиях головного мозга. Как и баритовая каша, применяющаяся при просвечивании кишечника, ксенон сильно поглощает рентгеновское излучение и помогает найти места поражения. При этом он совершенно безвреден.
Радиоактивный изотоп элемента № 54, ксенон-133, используют при исследовании функциональной деятельности легких и сердца.
В виде фторидов ксенона удобно хранить и транспортировать и дефицитный ксенон, и всеразрушающий фтор. Соединения ксенона используются также как сильные окислители и фторирующие агенты.

Самоволова О.

См. также:
Белов Д.В. Неинертный благородный ксенон. Химия в школе, 2008, №6, стр.10
Трифонов Д.Н., Столетие нулевой группы. Химия (прил. к газ. "1-е Сентября"), №5, 2000 г.

Как и все инертные газы ксенон является химическим элементом VIII группы периодической таблицы химических элементов. Ксенон состоит из одноатомных молекул, не имеет цвета, запаха, не горит, не поддерживает горение, плохо растворяется в воде. Инертность ксенона обусловлена насыщенностью его внешней электронной оболочки.

Характерной особенностью этого элемента является достаточно высокая по сравнению с криптоном температура кипения при атмосферном давлении, которая равна - 108 ° С (165 K). Температура 17 ° С (290 К) является для ксенона критической. Ниже этой температуры ксенон находится в жидком состоянии.

В земной атмосфере ксенон присутствует в крайне незначительных количествах, которые составляют 0,087±0,001 миллионной доли. Несмотря на это атмосферный воздух является основным источником его промышленного производства. Кроме того он встречается в газах, испускаемых некоторыми минеральными источниками. Некоторые радиоактивные виды ксенона, например, 133 Xe и 135 Xe, образуются в результате нейтронного облучения ядерного топлива в реакторах.

В реакторах на тепловых нейтронах присутствие 135 Xe приводит к нежелательному поглощению тепловых нейтронов, что сказывается на его реактивности и называется отравлением реактора. В начальный период работы реактора количество 135Xe резко увеличивается, а затем выходит на стационарный уровень. После останова реактора число ядер 135 Xe повышается и достигает максимума. Таким образом, после останова происходит снижение реактивности, обусловленное ростом отравления ксеноном.

В ядерной физике ксенон применяется также для наполнения пузырьковых камер.

Природный ксенон Xe является смесью изотопов 124 Xe ÷ 136 Xe, при этом в процентном отношении преобладают изотопы 129 Xe (26,4%), 131 Xe (21,1%) и 132 Xe (26,9%). Рассматриваемый интервал приведенных параметров, r/r кр ≤0,3 и T/T кр ≥ 1 относится к состоянию разреженного газа. В этом интервале для описания термодинамических характеристик можно, в первом приближении, использовать уравнение состояния идеального газа рv = RT. Теплофизические характеристики ксенона даны для диапазона температур от 300 до 2500 K и для давления от 0,1 МПа до 6 MПa.

Были проведены три оригинальных обобщения теплофизических характеристик газообразного ксенона Xe при высоких температурах. В работе на основе принципа собственных состояний проведено согласование характеристик одновременно всех инертных газов в разреженном состоянии. В работе обобщение характеристик выполнено с помощью шестипараметрического потенциала межатомного взаимодействия.
Экспериментальные данные о коэффициентах вязкости, теплопроводности для разреженного газа и о втором вириальном коэффициенте в совокупности покрывают диапазон температур до 2000 К. На основе результатов, приведенных в работе проведен расчет таблицы справочных значений μ о, λ о до 5000 K. Данные этих таблиц, были аттестованы и зарегистрированы МАГАТЭ, где получили категорию рекомендованных данных. Справочник авторов Зубарева В.Н., Козлова А.Д., Кузнецова В.М. и др. - Теплофизические свойства технически важных газов при высоких температурах и давлениях, М., Энергоатомиздат, 1989 - включает таблицы термодинамических и транспортных характеристик газообразного ксенона Xe при температуре от 500 К при давлении (P ≤16 MПa), а при температуре до 3000 K при давлении (P ≤120 MПa).

По результатам, приведенным в работе выведены формулы, которые даны в этом разделе. Приведенная ниже таблица содержит параметры расчетных соотношений. Достоверность рекомендуемых справочных данных определяется надежностью экспериментов, процедурами согласования данных и использованием физических моделей.

Фундаментальные константы для ксенона:

Атомный вес M = 131,29 ± 0,04 кг/моль .

Удельная газовая постоянная R = 63,329 ± 0,02 Дж/(кг·K ) .

Температура кипения при нормальном давлении T к = 165,11 К

Критическая температура T кр = 289,73 K

Критическое давление P кр = 5,84 MPa ,

Критическая плотность r кр = 1,11·103 кг/м3

Удельный объем, плотность

Удельный объем рассчитывается по уравнению состояния с учетом второго вириального коэффициента, м 3 /кг, :

где

(2)

T* = T/274, температура T измеряется в K, давление P - в Пa ,
β 1 = 0,000266243;β 2 = 0,000219567; β 3 = - 0,000217915; β 4 = - 0,0091279; β 5 = 0,0177392; β 6 = - 0,0138045; β 7 = 0,00377490. Погрешность во всем интервале параметров составляет не более 0,1%.

Изобарная теплоемкость

Удельная изобарная теплоемкость, Дж /(кг·K ), :

(3)

где значение B получено по формуле (2.2.3.2), температура Т измеряется в К, давление P - в Па. Погрешность во всем диапазонепараметров составляет не более 0,1%.

Изохорная теплоемкость

Удельная изохорная теплоемкость, Дж /(кг·K ), :

(4)

Показатель изоэнтропы :

(5)

Скорость звука, м /с, :

(6)

где k показано выше, r дается в м 3 /кг, температураТ в К. Погрешность меньше 0,1%.

Удельная энтальпия, Дж /кг, :

(7)

Погрешность не превышает 0,1%.

Удельная энтропия, Дж /(кг·K ), :

где температура T измеряется в K, давление Р - в Пa , B показан выше, P o = 0,101325 MПa . Погрешность не превышает 0,1 %.

Коэффициент динамической вязкости, Пa ·с , :

(9)

где

(10)

(11)

где T* = T/274,1, δ 1 = 0, 46641; δ 1 = - 0,56991; δ 1 = 0,19591; δ 1 = - 387,90; δ 1 = 0,0025900; ζ 1 = -0,15195;ζ 1 = 2,5412 ; ζ 1 = - 3,1083;ζ 1 = 0,52764;ζ 1 = 0,50741;ζ 1 = -0,23042.Погрешность при температуре T в диапазоне от 300 до 1500 K не превышает 1,5 %, при температуре T = 1500 2500 K не превышает 2,5 %.

Теплопроводность

Коэффициент теплопроводности, Вт /(м·K ), определяется по работе :

(12)

где

(13)

где T* = T /274,1, температура T дана в K, давление P - в Пa , η 1 = 0,47 ; η 2 = - 1,59 ; η 3 = 1,26 ; η 4 = 1,26. Погрешность в диапазоне температур T = 300 - 1500 K не превышает 1,5 %, а при температуре T = 1500 - 2500 K не превышает 2,5 %.

Данные, приведенные в таблице ниже, рассчитаны по приведенным выше соотношениям. Кроме того, соотношение δ = β/ r используется для расчета коэффициента кинематической вязкости; γ = α/(H p r ) – для коэффициента температуропроводности , и ε = δ/γ– для числа Прандтля.

Значения теплоемкости Н в таблице ниже не приводятся, поскольку в исследуемом интервале температур она практически не изменяется и равна 0,16 Дж/(г·К).

Ксенон

КСЕНО́Н -а; м. [от греч. xenos - чужой]. Химический элемент (Хе), один из инертных газов (применяется в электротехнике и медицине).

◁ Ксено́новый, -ая, -ое. К-ая лампа. К-ая трубка.

ксено́н

(лат. Xenon), химический элемент VIII группы периодической системы, относится к благородным газам. Название от греческого xénos - чужой (открыт как примесь к криптону). Плотность 5,851 г/л, t кип –108,1ºC. Первый благородный газ, для которого получены химические соединения (например, XePtF 6). Ксеноновая лампа применяется в прожекторах, кинопроекторах. Фториды XeF 2 , XeF 4 - мощные окислители и фторирующие агенты.

КСЕНОН

КСЕНО́Н (лат. Xenon, от греческого xenos - чужой), Хе (читается «ксенон»), химический элемент с атомным номером 54, атомная масса 131,29. Инертный, или благородный, газ. Расположен в группе VIIIA в 5 периоде периодической системы.
Природный атмосферный ксенон состоит из девяти изотопов: 124 Хе (0,096%), 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%) и 136 Хе (8,87%).
Радиус атома 0,218 нм. Электронная конфигурация внешнего слоя 5s 2 p 6 . Энергии последовательной ионизации - 12,130, 21,25, 32,1 эВ. Электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 2,6.
История открытия
Открыт английскими учеными У. Рамзаем (см. РАМЗАЙ Уильям) и М. Траверсом (см. ТРАВЕРС Моррис Уильям) в 1898 методом спектрального анализа как примесь к криптону (см. КРИПТОН) . В 1962 в Канаде Н. Бартлетт (см. БАРТЛЕТТ Нил) получил первое устойчивое при комнатной температуре химическое соединение ксенона XePtF 6 .
Нахождение в природе
Ксенон - редчайший газ земной атмосферы, содержание в воздухе 8,6·10 -5 % по объему. Общие запасы ксенона в атмосфере 1,6·10 11 м 3 .
Получение
Ксенон выделяют как побочный продукт при переработке воздуха на азот и кислород.
Физические и химические свойства
Ксенон - одноатомный газ без цвета и запаха. Температура кипения –108,12 °C, плавления –11,85 °C. Критическая температура 16,52 °C, критическое давление 5,84 МПа. Плотность 5,85 кг/м 3 .
В 100 мл воды при 20 °C растворяется 9,7 мл Xe.
Ксенон образует клатраты (см. КЛАТРАТЫ) с водой и многими органическими веществами: Хе·5,75Н 2 О, 4Хе·3С 6 Н 5 ОН и другие. В клатратах атомы-гости Xe занимают полости в кристаллических решетках веществ-хозяев.
Непосредственно Xe взаимодействует только со фтором, образуя XeF 2 , XeF 4 и XeF 6 . Дифторид ксенона XeF 2 имеет тетрагональную решетку, температуру плавления 129 °C, плотность 4,32 г/см 3 . Решетка тетрафторида XeF 4 моноклинная, температура плавления 117,1 °C, плотность 4,0 г/см 3 . Решетка гексафторида XeF 6 моноклинная, температура плавления 49,5 °C, плотность 3,41 г/см 3 .
Гидролизом XeF 4 и XeF 6 получают неустойчивые оксифториды XeОF 4 , XeО 2 F 2 , XeОF 2 , XeО 3 F 2 и XeО 2 F 4 и оксиды ХеО 3 и ХеО 4 , которые при комнатной температуре они разлагаются на простые вещества.
Фториды ксенона взаимодействуют с водными растворами щелочей, образуя ксенаты МНХеО 4 (М = Na, K, Rb, Cs), устойчивые до 180 °C. При гидролизе растворов XeF 6 , диспропорционировании XeО 3 в щелочных растворах и при озонировании водных растворов XeО 3 получены перксенаты Na 4 XeO 6 и (NH 4) 4 XeO 6 .
Применение
Ксенон используют 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. Фториды ксенона используют для пассивации металлов.
Физиологическое действие
Газ ксенон безвреден. Фториды ксенона ядовиты, ПДК в воздухе 0,05 мг/м 3 .

Энциклопедический словарь . 2009 .

Синонимы :

Смотреть что такое "ксенон" в других словарях:

Zenon: Z3 … Википедия

- (символ Хе), газообразный неметаллический элемент, один из инертных газов. Открыт в 1898 г. Ксенон присутствует в земной атмосфере (в соотношении около 1:20000000) и может быть получен РЕКТИФИКАЦИЕЙ (разделением на фракции) жидкого воздуха.… … Научно-технический энциклопедический словарь

- (гр. xenon.). Элемент из группы аргона; в ничтожн. количестве входит в состав воздуха. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ксенон (гр. xenos чужой (впервые был найден как примесь к криптону)) хим.… … Словарь иностранных слов русского языка

- (Xenon), Xe химический элемент VIII группы периодической системы, атомный номер 54, атомная масса 131,29; относится к благородным газам. Ксенон открыли английские ученые У. Рамзай и М. Траверс в 1898 … Современная энциклопедия

Ксенон - (Xenon), Xe химический элемент VIII группы периодической системы, атомный номер 54, атомная масса 131,29; относится к благородным газам. Ксенон открыли английские ученые У. Рамзай и М. Траверс в 1898. … Иллюстрированный энциклопедический словарь

- (лат. Xenon) Xe, химический элемент VIII группы периодической системы, атомный номер 54, атомная масса 131,29, относится к благородным газам. Название от греческого xenos чужой (открыт как примесь к криптону). Плотность 5,851 г/л, tкип 108,1 .С.… … Большой Энциклопедический словарь

Xe (от греч. xenos чужой * a. xenon; н. xenon; ф. xenon; и. xenon), хим. элемент VIII группы периодич. системы Менделеева, относится к инертным газам, ат.н. 54, ат. м. 131,3. Природный K. смесь девяти стабильных изотопов, среди к рых… … Геологическая энциклопедия

КСЕНОН, а, муж. Химический элемент, инертный газ без цвета и запаха, применяемый в мощных осветительных приборах. | прил. ксеноновый, ая, ое. Ксеноновая трубка. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

- (Xenon), Хе, хим. элемент VIII группы периодич. системы элементов, инертный газ. Ат. номер 54, ат. масса 131,30. Природный К. состоит из 9 стабильных изотопов: 124 Хе (0,10%), 126 Хе (0,09%), 128 Хе (1,91%), 129 Хе (26,4%), 130 Хе (4,1%), 131 Хе… … Физическая энциклопедия

Сущ., кол во синонимов: 2 газ (55) элемент (159) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

Инертный газ нулевой гр. периодической системы, порядковый № 54. К. земной атмосферы состоит из 9 стабильных изотопов. Обогащенный тяжелыми изотопами, К. обнаружен в урановых м лах, где он образуется при спонтанном делении изотопов урана. См.… … Геологическая энциклопедия

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Ксенон - пятьдесят четвертый элемент Периодической таблицы. Обозначение - Xe от латинского «xenon». Расположен в пятом периоде, VIIIA группе. Относится к группе инертных (благородных газов). Заряд ядра равен 54.

Ксенон представляет собой бесцветный газ. Содержание его в воздухе составляет 8×10 -6 % (об.). Он плохо растворяется в воде, лучше — в органических растворителях. Образует сольват состава 4Хе×3С 6 Н 5 ОН.

Ксенон не реагирует с кислотами, щелочами.Реакционная способность ксенона выше, чем у криптона: он взаимодействует с сильными окислителями. Этот газ получают путем фракционной дистилляции жидкого воздуха при глубоком охлаждении.

Атомная и молекулярная масса ксенона

Относительная молекулярная масса M r - это молярная масса молекулы, отнесенная к 1/12 молярной массы атома углерода-12 (12 С). Это безразмерная величина.

Относительная атомная масса A r - это молярная масса атома вещества, отнесенная к 1/12 молярной массы атома углерода-12 (12 С).

Поскольку в свободном состоянии ксенон существует в виде одноатомных молекул Хe, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 131,239.

Изотопы ксенона

Известно, что в природе ксенон может находиться в виде девяти стабильных изотопов 124 Хe, 126 Хe, 128 Хe, 129 Хe, 130 Хe, 131 Хe, 132 Хe, 134 Хe и 136 Хe. Их массовые числа равны 124, 126, 128, 129, 130, 131, 132, 134 и 136 соответственно. Ядро атома изотопа ксенона 124 Хe содержит пятьдесят четыре протона и пятьдесятсемьдесят нейтронов, а остальные изотопы отличаются от него только числом нейтронов.

Существуют искусственные нестабильные изотопы ксенона с массовыми числами от 110-ти до 147-ми, а также двенадцать изомерных состояния ядер, среди которых наиболее долгоживущим является изотоп 127 Хe с периодом полураспада равным 36,345 суток.

Ионы ксенона

На внешнем энергетическом уровне атома ксенона имеется восемь электронов, которые являются валентными:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5р 6 .

Ксенон - первый инертный газ, для которого были получены химические соединения. В результате химического взаимодействия ксенон отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион:

Хe 0 -1e → Хe + ;

Хe 0 -2e → Хe 2+ ;

Хe 0 -4e → Хe 4+ ;

Хe 0 -6e → Хe 6+ ;

Хe 0 -8e → Хe 8+ .

Молекула и атом ксенона

В свободном состоянии ксенон существует в виде одноатомных молекул Хе. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу ксенона:

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

Задание

Вычислите энергию ионизации для иона ксенона Хе(1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5р 3).

Решение

Рассчитаем энергию ионизации иона аргона Хе(1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5р 3):