Was ist Xenon?
Xenon (englisch: xenon) ist ein Element mit der Ordnungszahl 54 und gehört zu den Edelgasen der Gruppe 18 der Elemente.
Es wurde 1898 entdeckt und nach dem griechischen Wort xenos (heidnisch) benannt. Neun Isotope kommen in der Natur vor, und radioaktive Isotope wurden künstlich hergestellt.
Bei normaler Temperatur und normalem Druck liegt es als farb- und geruchloses Gas vor, das auch in geringen Mengen in der Luft vorhanden ist. Chemisch gesehen ist es ein sehr stabiles, inertes Gas. Es gilt als gefährlicher chemischer Stoff usw. und ist kennzeichnungspflichtig.
Anwendungen von Xenon
Xenon wird in Form von xenongefüllten Lampen verwendet, da diese ein dem natürlichen Licht ähnliches Licht abgeben. Zu den spezifischen Anwendungen gehören fotografische Blitzlampen, Leuchtturmlampen und Autoscheinwerfer.
Es kann auch als Ionentriebwerk, einem der Raketentriebwerke, für die Bahnsteuerung von Satelliten verwendet werden. Aufgrund ihrer hohen Wärmedämmungseigenschaften werden sie auch in Doppelverglasungen eingesetzt.
Im pharmazeutischen Bereich kann es aufgrund seiner hervorragenden Diffusion und Löslichkeit im menschlichen Körper und seiner Fähigkeit, das Eindringen hochenergetischer elektromagnetischer Wellen in Röntgenstrahlen zu verhindern, als Kontrastmittel in Computertomographen verwendet werden. Es wird auch wegen seiner betäubenden Eigenschaften erforscht.
Funktionsweise von Xenon
Xenon hat einen Schmelzpunkt von -111,9 °C und einen Siedepunkt von -108,1 °C. Die äußersten Elektronen der üblichen Edelgase haben eine geschlossene Schalenstruktur und sind praktisch nicht reaktionsfähig. Xenon hingegen ist aufgrund des Abstands zwischen dem Kern und der äußersten Schale und der abschirmenden Wirkung anderer Elektronen nur schwach gebunden.
Daher lässt sich Xenon aufgrund seiner relativ niedrigen Ionisierungsenergie leichter ionisieren als andere Edelgase. Es reagiert dann mit hochreaktivem Sauerstoff und Fluor und bildet Oxide und Fluoride.
Struktur von Xenon
Das Elementsymbol für Xenon ist Xe. Festes Xenon hat eine stabile kubisch-flächenzentrierte Struktur. Die Elektronenkonfiguration ist [Kr] 5s2 4d10 5p6.
Von allen Elementen hat Xenon nach Zinn die zweithöchste Anzahl stabiler Isotope. Xenon wird zu den stabilen Isotopen gezählt, weil es noch nie beobachtet wurde, obwohl ein doppelter Betazerfall (E: double beta decay) vorhergesagt werden kann, zum Beispiel für 124Xe, 126Xe, 134Xe und 136Xe.
Xenon hat mehr als 40 bekannte radioaktive Isotope: 129Xe entsteht durch den Betazerfall von 129I, 131mXe, 133Xe, 133mXe und 135Xe durch die Spaltreaktion von 235U und 239Pu und kann daher als Indikator für eine Kernexplosion verwendet werden.
Weitere Informationen über Xenon
1. Xenon Reinigung
Xenon wird nicht allein aus Luft gereinigt. Es wird als Nebenprodukt der fraktionierten Destillation von verflüssigter Luft durch adiabatische Expansion mittels des Joule-Thomson-Effekts in großen Luftzerlegungsanlagen bei der Herstellung von flüssigem Sauerstoff, flüssigem Stickstoff und flüssigem Argon gewonnen.
2. Xenon Verbindungen
Xenon-Hexafluoroplatinat wurde 1962 als erste Edelgasverbindung mit chemischen Bindungen synthetisiert. Seine chemische Formel lautet XePtF6. Es können auch andere Halogenide synthetisiert werden, wie Xenondifluorid (XeF2), Xenontetrafluorid (XeF4) und Xenonhexafluorid (XeF6). Alle Fluoride lassen sich jedoch leicht mit Wasser hydrolysieren.
Bei der Reaktion von Xenontetrafluorid oder Xenonhexafluorid mit Wasser entsteht das Oxid Xenontrioxid (XeO3). Xenontrioxid hat eine dreieckige pyramidale Struktur und ist eine explosive Verbindung. Unter alkalischen Bedingungen disproportioniert es zu Xe0 und XeVIII. Außerdem entsteht bei der Reaktion von Xenonhexafluorid mit Quarz (SiO2) Xenontetrafluoridoxid (XeOF4).
Das Mischen von C6F5BF2 und XeF4 in Dichlormethan ermöglicht die Synthese der Xenon-Organverbindung [C6F5XeF2]+[BF4]-.