Xenon ist ein chemisches Element mit dem Symbol Xe und Atomnummer 54. Der Elementname wird ausgesprochen oder. Ein farbloses, schweres, geruchloses edles Benzin, xenon kommt in der Atmosphäre der Erde in Spur-Beträgen vor. Obwohl allgemein unreaktiv, kann xenon einige chemische Reaktionen wie die Bildung von xenon hexafluoroplatinate, die erste edle zu synthetisierende Gaszusammensetzung erleben.

Natürlich das Auftreten xenon besteht aus acht stabilen Isotopen. Es gibt auch mehr als 40 nicht stabile Isotope, die radioaktiven Zerfall erleben. Die Isotop-Verhältnisse von xenon sind ein wichtiges Werkzeug, für die frühe Geschichte des Sonnensystems zu studieren. Radioaktiver xenon-135 wird vom Jod 135 infolge der Atomspaltung erzeugt, und es handelt als der bedeutendste Neutronabsorber in Kernreaktoren.

Xenon wird in Blitz-Lampen und Bogenlampen, und als ein allgemeines Narkosemittel verwendet. Das erste excimer Laserdesign hat einen xenon dimer Molekül (Xe) als sein faulenzendes Medium verwendet, und die frühsten Laserdesigns haben Xenon-Blitz-Lampen als Pumpen verwendet. Xenon wird auch verwendet, um nach hypothetischen schwach aufeinander wirkenden massiven Partikeln und als das Treibgas für Ion-Trägerraketen im Raumfahrzeug zu suchen.

Geschichte

Xenon wurde in England vom schottischen Chemiker William Ramsay und englischen Chemiker Morris Travers am 12. Juli 1898, kurz nach ihrer Entdeckung des Element-Kryptons und Neons entdeckt. Sie haben Xenon im Rückstand verlassen von verdampfenden Bestandteilen von flüssiger Luft gefunden. Ramsay hat den Namen xenon für dieses Benzin vom griechischen Wort  [xenon], sächliche einzigartige Form  [xenos] vorgeschlagen, 'ausländisch (er)', 'sonderbar (r)' oder 'Gast' vorhabend. 1902 hat Ramsay das Verhältnis von xenon in der Atmosphäre der Erde als ein Teil in 20 Millionen geschätzt.

Während der 1930er Jahre hat amerikanischer Ingenieur Harold Edgerton begonnen, Röhrenblitz-Licht-Technologie für die hohe Geschwindigkeitsfotografie zu erforschen. Das hat ihn zur Erfindung der Xenon-Blitz-Lampe geführt, in der Licht durch das Senden eines kurzen elektrischen Stroms durch eine mit xenon Benzin gefüllte Tube erzeugt wird. 1934 ist Edgerton im Stande gewesen, Blitze so kurz zu erzeugen, wie eine Mikrosekunde mit dieser Methode.

1939, amerikanischer Arzt Albert R. Behnke der Jüngere. hat begonnen, die Ursachen "der Betrunkenheit" in Tiefseetauchern zu erforschen. Er hat die Effekten geprüft, die Atmen-Mischungen auf seinen Themen zu ändern und hat entdeckt, dass das die Taucher veranlasst hat, eine Änderung eingehend wahrzunehmen. Von seinen Ergebnissen hat er abgeleitet, dass xenon Benzin als ein Narkosemittel dienen konnte. Obwohl russischer Toxikologe Nikolay V. Lazarev anscheinend xenon Anästhesie 1941 studiert hat, war der erste veröffentlichte Bericht, der xenon Anästhesie bestätigt, 1946 durch den amerikanischen medizinischen Forscher John H. Lawrence, der an Mäusen experimentiert hat. Xenon wurde zuerst als ein chirurgisches Narkosemittel 1951 vom amerikanischen Anästhesiologen Stuart C. Cullen verwendet, der erfolgreich auf zwei Patienten funktioniert hat.

seit langem betrachtete, waren Xenon und das andere edle Benzin völlig chemisch träge und nicht fähig, Zusammensetzungen zu bilden. Jedoch, während er an der Universität des britischen Columbias unterrichtet hat, hat Neil Bartlett entdeckt, dass das Gasplatin hexafluoride (PtF) ein starkes Oxidieren-Reagenz war, das Sauerstoff-Benzin (O) oxidieren konnte, um dioxygenyl hexafluoroplatinate (O [PtF]) zu bilden. Da O und xenon fast dasselbe erste Ionisationspotenzial haben, hat Bartlett begriffen, dass Platin hexafluoride auch im Stande sein könnte, xenon zu oxidieren. Am 23. März 1962 hat er das zwei Benzin gemischt und hat die erste bekannte Zusammensetzung eines edlen Benzins, xenon hexafluoroplatinate erzeugt. Bartlett hat seine Zusammensetzung vorgehabt, Xe [PtF] zu sein, obwohl spätere Arbeit offenbart hat, dass es wahrscheinlich eine Mischung von verschiedenen war, die Salze xenon-enthalten. Seitdem sind viele andere Xenon-Zusammensetzungen, zusammen mit einigen Zusammensetzungen des edlen Gasargons, Kryptons und radon, einschließlich Argons fluorohydride (HArF), Krypton difluoride (KrF) und radon Fluorid entdeckt worden. Vor 1971 waren mehr als 80 Xenon-Zusammensetzungen bekannt.

Eigenschaften

Xenon hat Atomnummer 54; d. h. sein Kern enthält 54 Protone. Bei der Standardtemperatur und dem Druck hat reines xenon Benzin eine Dichte von 5.761 Kg/M, ungefähr 4.5mal die Oberflächendichte der Atmosphäre der Erde, 1.217 Kg/M. Als eine Flüssigkeit hat xenon eine Dichte von bis zu 3.100 g/mL mit dem Dichte-Maximum, das am dreifachen Punkt vorkommt. Unter denselben Bedingungen ist die Dichte von festem xenon, 3.640 g/cm, höher als die durchschnittliche Dichte des Granits, 2.75 g/cm. Mit gigapascals des Drucks ist xenon in eine metallische Phase gezwungen worden.

Feste Xenon-Änderungen vom flächenzentrierten kubisch (fcc) zum sechseckigen Ende haben (hcp) Kristallphase unter dem Druck eingepackt und beginnen, metallisch an ungefähr 140 GPa ohne erkennbare Volumen-Änderung in der hcp Phase zu werden. Es ist an 155 GPa völlig metallisch. Wenn metalized, xenon himmelblau aussieht, weil er roten Licht absorbiert und andere sichtbare Frequenzen übersendet. Solches Verhalten ist für ein Metall ungewöhnlich und wird durch die relativ kleinen Breiten der Elektronbänder in metallischem xenon erklärt.

Xenon ist ein Mitglied der Nullwertigkeitselemente, die edles oder träges Benzin genannt werden. Es ist zu allgemeinsten chemischen Reaktionen träge (wie Verbrennen, zum Beispiel), weil die Außenwertigkeitsschale acht Elektronen enthält. Das erzeugt eine stabile, minimale Energiekonfiguration, in der die Außenelektronen dicht gebunden werden. Jedoch kann xenon von mächtigen Oxidieren-Agenten oxidiert werden, und viele Xenon-Zusammensetzungen sind synthetisiert worden.

In einer gasgefüllten Tube strahlt xenon ein Blau oder Lavenderish-Glühen aus, wenn das Benzin durch die elektrische Entladung aufgeregt ist. Xenon strahlt ein Band von Emissionslinien aus, die das Sehspektrum, abmessen

aber die intensivsten Linien kommen im Gebiet des blauen Lichtes vor, das die Färbung erzeugt.

Ereignis und Produktion

Xenon ist ein Spur-Benzin in der Atmosphäre der Erde, an 87±1 Teilen pro Milliarde (nL/L) oder etwa 1 Teil pro 11.5 Millionen vorkommend, und wird auch in von einigen Mineralfrühlingen ausgestrahltem Benzin gefunden.

Xenon wird gewerblich als ein Nebenprodukt der Trennung von Luft in Sauerstoff und Stickstoff erhalten. Nach dieser Trennung, die allgemein durch die Bruchdestillation in einem zweispaltigen Werk durchgeführt ist, wird der flüssige erzeugte Sauerstoff kleine Mengen des Kryptons und xenon enthalten. Durch zusätzliche Bruchdestillationsschritte kann der flüssige Sauerstoff bereichert werden, um 0.1-0.2 % krypton/xenon Mischung zu enthalten, die entweder über die Adsorption auf das Kieselgel oder durch die Destillation herausgezogen wird. Schließlich kann die krypton/xenon Mischung ins Krypton und xenon über die Destillation getrennt werden. Die Förderung eines Liters von xenon von der Atmosphäre verlangt 220 Watt-Stunden

der Energie. Die Weltproduktion von xenon 1998 wurde auf 5.000-7.000 M geschätzt. Wegen seines niedrigen Überflusses ist xenon viel teurer als das leichtere edle Benzin — ungefähre Preise für den Kauf von kleinen Mengen in Europa 1999 waren 10 €/L für xenon, 1 €/L für das Krypton und 0.20 €/L für Neon.

Innerhalb des Sonnensystems ist der Nukleonenbruchteil von xenon für einen Überfluss an einem Teil in 64 Millionen der Gesamtmasse. Xenon ist in der Atmosphäre der Sonne, auf der Erde, und in Asteroiden und Kometen relativ selten. Der Planet Jupiter hat einen ungewöhnlich hohen Überfluss an xenon in seiner Atmosphäre; ungefähr 2.6mal so viel wie die Sonne. Dieser hohe Überfluss bleibt unerklärt und kann durch eine frühe und schnelle Zunahme von planetesimals — kleinen, subplanetarischen Körpern verursacht worden sein — bevor die Vorsonnenplatte begonnen hat anzuheizen. (Sonst würde xenon im Planetesimal-Eis nicht gefangen worden sein.) Das Problem des niedrigen irdischen xenon kann durch das Covalent-Abbinden von xenon zu Sauerstoff innerhalb von Quarz potenziell erklärt werden, folglich den outgassing von xenon in die Atmosphäre reduzierend.

Verschieden vom niedrigeren edlen Massenbenzin bildet der normale Sternnucleosynthesis-Prozess innerhalb eines Sterns xenon nicht. Elemente, die massiver sind als Eisen 56, ließen eine Nettoenergie kosten, um durch die Fusion zu erzeugen, also gibt es keinen Energiegewinn für einen Stern, wenn es xenon schafft. Statt dessen wird xenon während Supernova-Explosionen, durch den langsamen Neutronfestnahme-Prozess (S-Prozess) von roten riesigen Sternen gebildet, die den Wasserstoff an ihren Kernen erschöpft haben und in den asymptotischen riesigen Zweig, in klassischen nova Explosionen und vom radioaktiven Zerfall von Elementen wie Jod, Uran und Plutonium eingegangen sind.

Isotope und Isotopic-Studien

Natürlich das Auftreten xenon wird aus acht stabilen Isotopen, dem grössten Teil jedes Elements mit Ausnahme von Dose gemacht, die zehn hat. Xenon und Dose sind die einzigen Elemente, um mehr als sieben stabile Isotope zu haben. Die Isotope Xe und Xe werden vorausgesagt, um doppelten Beta-Zerfall zu erleben, aber das ist so nie beobachtet worden, wie man betrachtet, sind sie stabil.

Außer diesen stabilen Formen gibt es mehr als 40 nicht stabile Isotope, die studiert worden sind. Das längste hat gelebt diese Isotope sind Xe, der, wie man beobachtet hat, doppelten Beta-Zerfall mit einer Halbwertzeit dessen erlebt hat. Xe wird durch den Beta-Zerfall von mir erzeugt, der eine Halbwertzeit von 16 Millionen Jahren habe, während Xe, Xe, Xe und Xe einige der Spaltungsprodukte sowohl von U als auch von Pu, und deshalb verwendet als Hinweise von Kernexplosionen sind.

Kerne von zwei der stabilen Isotope von xenon, Xe und Xe, haben winkelige innere Nichtnullschwünge (Kerndrehungen, die für die Kernkernspinresonanz passend sind). Die Kerndrehungen können außer gewöhnlichen Polarisationsniveaus mittels des kreisförmig polarisierten Lichtes und Rubidium-Dampfs ausgerichtet werden. Die resultierende Drehungspolarisation von xenon Kernen kann 50 % seines maximalen möglichen Werts übertreffen, außerordentlich den Gleichgewicht-Wert überschreitend, der durch den Vertrieb von Boltzmann (normalerweise 0.001 % des maximalen Werts bei der Raumtemperatur, sogar in den stärksten Magneten) diktiert ist. Solche Nichtgleichgewicht-Anordnung von Drehungen ist eine vorläufige Bedingung, und wird Hyperpolarisation genannt. Der Prozess, den xenon zu hyperpolarisieren, wird das optische Pumpen genannt (obwohl der Prozess davon verschieden ist, einen Laser zu pumpen).

Weil ein Kern von Xe eine Drehung von 1/2, und deshalb ein elektrischer Nullquadrupol-Moment hat, erfährt der Kern von Xe keine quadrupolar Wechselwirkungen während Kollisionen mit anderen Atomen, und so kann seine Hyperpolarisation seit langen Zeitspannen sogar aufrechterhalten werden, nachdem der Laserbalken abgedreht worden ist und der alkalische Dampf, der durch die Kondensation auf einer Raumtemperaturoberfläche entfernt ist. Die Drehungspolarisation von Xe kann von mehreren Sekunden für xenon Atome andauern, die im Blut zu mehreren Stunden in der Gasphase und mehrere Tage in tief eingefrorenem festem xenon aufgelöst sind. Im Gegensatz hat Xe einen Kerndrehungswert von 3/2 und ein Nichtnullquadrupol-Moment, und hat T Entspannungszeiten mit der Millisekunde und den zweiten Reihen.

Einige radioaktive Isotope von xenon, zum Beispiel, Xe und Xe, werden durch das Neutronausstrahlen des fissionable Materials innerhalb von Kernreaktoren erzeugt. Xe ist der beträchtlichen Bedeutung in der Operation von Atomspaltungsreaktoren. Xe hat eine riesige böse Abteilung für Thermalneutronen, 2.6×10 Scheunen, so handelt er als ein Neutronabsorber oder "vergiftet", der verlangsamen oder die Kettenreaktion nach einer Periode der Operation aufhören kann. Das wurde in den frühsten Kernreaktoren entdeckt, die durch das amerikanische Projekt von Manhattan für die Plutonium-Produktion gebaut sind. Glücklich hatten die Entwerfer Bestimmungen im Design gemacht, um die Reaktionsfähigkeit des Reaktors zu vergrößern (die Zahl von Neutronen pro Spaltung, die zur Spaltung andere Atome von Kernbrennstoff weitergehen).

Reaktor von Xe Vergiftung hat eine Hauptrolle in der Katastrophe von Tschernobyl gespielt. Eine Stilllegung oder Abnahme der Macht eines Reaktors können auf Zunahme von Xe und das Bekommen des Reaktors in die Jod-Grube hinauslaufen.

Unter nachteiligen Bedingungen können relativ hohe Konzentrationen von radioaktiven xenon Isotopen gefunden werden, von Kernreaktoren wegen der Ausgabe von Spaltungsprodukten von geknackten Kraftstoffstangen oder fissioning von Uran im Abkühlen von Wasser ausgehend.

Weil xenon ein Leuchtspurgeschoss für zwei Elternteilisotope ist, xenon Isotop-Verhältnisse in Meteorsteinen sind ein starkes Werkzeug, für die Bildung des Sonnensystems zu studieren. Die Methode des Jods-xenon zu datieren gibt die Zeit, die zwischen nucleosynthesis und der Kondensation eines festen Gegenstands vom Sonnennebelfleck vergangen ist. 1960 hat Physiker John H. Reynolds entdeckt, dass bestimmte Meteorsteine eine isotopic Anomalie in der Form eines Übermaßes von xenon-129 enthalten haben. Er hat abgeleitet, dass das ein Zerfall-Produkt des radioaktiven Jods 129 war. Dieses Isotop wird langsam durch den kosmischen Strahl spallation und die Atomspaltung erzeugt, aber wird in der Menge nur in Supernova-Explosionen erzeugt. Als die Halbwertzeit von bin mir auf einem kosmologischen zeitlichen Rahmen, nur 16 Millionen Jahre verhältnismäßig kurz, das hat demonstriert, dass nur eine kurze Zeit zwischen der Supernova und die Zeit gegangen war, hatten die Meteorsteine konsolidiert und mich gefangen. Diese zwei Ereignisse (Supernova und Festwerden der Gaswolke) wurden abgeleitet, um während der frühen Geschichte des Sonnensystems geschehen zu sein, als ich wurde Isotop wahrscheinlich erzeugt, bevor das Sonnensystem gebildet wurde, aber kurz vorher, und die Sonnengaswolke mit Isotopen von einer zweiten Quelle entsamt hat. Diese Supernova-Quelle kann auch Zusammenbruch der Sonnengaswolke verursacht haben.

Auf eine ähnliche Weise sind xenon isotopic Verhältnisse wie Xe/Xe und Xe/Xe auch ein starkes Werkzeug, um planetarische Unterscheidung und frühen outgassing zu verstehen. Zum Beispiel zeigt Die Atmosphäre des Mars einen xenon dieser der Erde ähnlichen Überfluss:

0.08 Teile pro Million jedoch zeigt Mars ein höheres Verhältnis von Xe als die Erde oder die Sonne. Da dieses Isotop durch den radioaktiven Zerfall erzeugt wird, kann das Ergebnis anzeigen, dass Mars den grössten Teil seiner primordialen Atmosphäre vielleicht innerhalb der ersten 100 Millionen Jahre verloren hat, nachdem der Planet gebildet wurde. In einem anderen Beispiel, wie man glaubte, war überschüssiger Xe, der im Kohlendioxyd gut Benzin von New Mexico gefunden ist, vom Zerfall von Mantel-abgeleitetem Benzin bald nach der Bildung der Erde.

Zusammensetzungen

Nach der Entdeckung von Neil Bartlett 1962, dass xenon chemische Zusammensetzungen bilden kann, ist eine Vielzahl von Xenon-Zusammensetzungen entdeckt und beschrieben worden. Fast alle bekannte Xenon-Zusammensetzungen enthalten das electronegative Atom-Fluor oder den Sauerstoff.

Halogenide

Drei Fluoride sind bekannt: und. Die Fluoride sind der Startpunkt für die Synthese fast aller Xenon-Zusammensetzungen.

Der feste, kristallene difluoride wird gebildet, wenn eine Mischung des Fluors und xenon Benzin zum ultravioletten Licht ausgestellt werden. Gewöhnliches Tageslicht ist genügend. Langfristige Heizung bei hohen Temperaturen unter einem Katalysator trägt. Pyrolysis in Gegenwart von NaF gibt hohe Reinheit nach.

Die xenon Fluoride benehmen sich sowohl als Fluorid-Annehmer als auch als Fluorid-Spender, Salze bildend, die solchen cations wie und XeF und Anionen wie XeF, XeF und XeF enthalten. Das Grün, paramagnetischer Xe wird durch die Verminderung durch xenon Benzin gebildet.

ist auch im Stande, Koordinationskomplexe mit Übergang-Metallionen zu bilden. Mehr als 30 solche Komplexe sind synthetisiert und charakterisiert worden.

Wohingegen die xenon Fluoride gut charakterisiert werden, sind die anderen Halogenide, die einzige Ausnahme nicht bekannt, die der dichloride, XeCl ist. Wie man berichtet, ist Xenon dichloride ein endothermic, farblose, kristallene Zusammensetzung, die sich in die Elemente an 80°C, gebildet durch das Hochfrequenzausstrahlen einer Mischung von xenon, Fluor, und Silikon oder Kohlenstoff tetrachloride zersetzt. Jedoch sind Zweifel betreffs erhoben worden, ob eine echte Zusammensetzung und nicht bloß ein Molekül von van der Waals ist, das aus schwach bestimmten Atomen von Xe und Molekülen besteht. Theoretische Berechnungen zeigen an, dass das geradlinige Molekül weniger stabil ist als der Komplex von van der Waals.

Oxyde und oxohalides

Drei Oxyde von xenon sind bekannt: Xenon-Trioxid und xenon tetroxide , von denen beide gefährlich explosive und mächtige Oxidieren-Agenten sind. Dioxyd von Xenon (XeO) wurde 2011 mit einer Koordinationszahl vier berichtet. XeO formt sich, wenn xenon Fluorid über das Eis gegossen wird. Seine Kristallstruktur kann ihm erlauben, Silikon in Silikat-Mineralen zu ersetzen. XeOO cation ist durch die Infrarotspektroskopie in festem Argon identifiziert worden.

Xenon reagiert mit Sauerstoff direkt nicht; das Trioxid wird durch die Hydrolyse gebildet:

: + 3  + 6 HF

ist schwach acidic, sich in Alkali auflösend, um nicht stabile xenate Salze zu bilden, die das Anion enthalten. Diese nicht stabilen Salze, die in xenon Benzin und perxenate Salze leicht unverhältnismäßig sind, das Anion enthaltend.

Barium perxenate, wenn behandelt, mit konzentrierter Schwefelsäure, gibt gasartigen xenon tetroxide nach:

: + 2  2 + 2 +

Um Zergliederung zu verhindern, wird der xenon tetroxide so gebildet schnell abgekühlt, um einen Blaß-gelben Festkörper zu bilden. Es explodiert über 35.9 °C in xenon und Sauerstoff-Benzin.

Mehrere xenon oxyfluorides, sind einschließlich bekannt, und. wird durch die Reaktion mit xenon Benzin bei niedrigen Temperaturen gebildet. Es kann auch durch die teilweise Hydrolyse dessen erhalten werden. Es disproportionates an 20 °C in und. wird durch die teilweise Hydrolyse, oder die Reaktion mit Natrium perxenate gebildet. Die letzte Reaktion erzeugt auch einen kleinen Betrag dessen. reagiert mit CsF, um das Anion zu bilden, während XeOF mit den alkalischen Metallfluoriden KF, RbF und CsF reagiert, um das Anion zu bilden.

Andere Zusammensetzungen

Kürzlich hat es ein Interesse an Xenon-Zusammensetzungen gegeben, wo xenon zu weniger electronegative Element direkt verpfändet wird als Fluor oder Sauerstoff, besonders Kohlenstoff. Elektronzurückziehende Gruppen, wie Gruppen mit dem Fluor-Ersatz, sind notwendig, um diese Zusammensetzungen zu stabilisieren. Zahlreich sind solche Zusammensetzungen charakterisiert worden, einschließlich:

• , wo VGL die pentafluorophenyl Gruppe ist.
• , wo X CN, F, oder Kl. ist.
• , wo R ist oder Tert-Butyl.

Andere Zusammensetzungen, die xenon verpfändet zu weniger electronegative Element enthalten, schließen ein und. Der Letztere wird von dioxygenyl tetrafluoroborate an 100 °C synthetisiert.

Ein ungewöhnliches Ion, das xenon enthält, ist der tetraxenonogold (II) cation, der Xe-Au Obligationen enthält. Dieses Ion kommt in der Zusammensetzung vor und ist bemerkenswert, indem es direkte chemische Obligationen zwischen zwei notorisch unreaktiven Atomen, xenon und Gold mit xenon hat, der als ein Übergang-Metall ligand handelt.

1995, M. Räsänen und Mitarbeiter, Wissenschaftler an der Universität Helsinkis in Finnland, haben die Vorbereitung von xenon dihydride (HXeH), und später xenon Hydride-Hydroxyd (HXeOH), hydroxenoacetylene (HXeCCH), und andere Xe-containing Moleküle bekannt gegeben. 2008, Khriachtchev u. a. berichtet die Vorbereitung von HXeOXeH durch den photolysis von Wasser innerhalb einer kälteerzeugenden xenon Matrix. Moleküle von Deuterated, HXeOD und DXeOH, sind auch erzeugt worden.

Clathrates und excimers

Zusätzlich zu Zusammensetzungen, wo xenon ein chemisches Band bildet, kann xenon clathrates — Substanzen bilden, wo xenon Atome durch das kristallene Gitter einer anderen Zusammensetzung gefangen werden. Ein Beispiel ist xenon Hydrat (Xe · 5.75 HO), wo xenon Atome Vakanzen in einem Gitter von Wassermolekülen besetzen. Dieser clathrate hat einen Schmelzpunkt von 24 °C. Die deuterated Version dieses Hydrats ist auch erzeugt worden. Solches clathrate Hydrat kann natürlich unter Bedingungen des Hochdrucks, vorkommen

solcher als im See Vostok unter der Antarktischen Eiskappe. Bildung von Clathrate kann verwendet werden, um xenon, Argon und Krypton unbedeutend zu destillieren.

Xenon kann auch endohedral fullerene Zusammensetzungen bilden, wo ein xenon Atom innerhalb eines fullerene Moleküls gefangen wird. Das xenon im fullerene gefangene Atom kann über die Spektroskopie der Kernkernspinresonanz (NMR) von Xe kontrolliert werden. Mit dieser Technik können chemische Reaktionen auf dem fullerene Molekül wegen der Empfindlichkeit der chemischen Verschiebung des xenon Atoms zu seiner Umgebung analysiert werden. Jedoch hat das xenon Atom auch einen elektronischen Einfluss auf die Reaktionsfähigkeit des fullerene.

Während xenon Atome an ihrem Boden-Energiestaat sind, treiben sie einander zurück und werden kein Band bilden. Wenn xenon Atome gekräftigt jedoch werden, können sie sich formen ein excimer (hat dimer erregt), bis die Elektronen zum Boden-Staat zurückkehren. Diese Entität wird gebildet, weil das xenon Atom dazu neigt, seine äußerste elektronische Schale zu füllen, und das durch das Hinzufügen eines Elektrons von einem benachbarten xenon Atom kurz tun kann. Die typische Lebenszeit eines xenon excimer ist 1-5 ns, und der Zerfall veröffentlicht Fotonen mit Wellenlängen von ungefähr 150 und 173 nm. Xenon kann auch excimers mit anderen Elementen, wie das Halogen-Brom, Chlor und Fluor bilden.

Anwendungen

Obwohl xenon selten und zum Extrakt von der Atmosphäre der Erde relativ teuer ist, hat es mehrere Anwendungen.

Beleuchtung und Optik

Gasentladungslampen

Xenon wird in genannten Xenon-Blitz-Lampen von Licht ausstrahlenden Geräten verwendet, die in fotografischen Blitzen und stroboscopic Lampen verwendet werden; das aktive Medium in Lasern zu erregen, die dann zusammenhängendes Licht erzeugen; und, gelegentlich, in bakteriziden Lampen. Der erste Halbleiterlaser, erfunden 1960, wurde durch eine Xenon-Blitz-Lampe gepumpt, und Laser haben gepflegt zu rasen Trägheitsbeschränkungsfusion werden auch durch Xenon-Blitz-Lampen gepumpt.

Dauernd, kurzer Kreisbogen, hat Hochdruck xenon Bogenlampen eine Farbtemperatur, die nah Mittag-Sonnenlicht näher kommt, und wird in Sonnensimulatoren verwendet. D. h. der chromaticity dieser Lampen kommt nah einem erhitzten schwarzen Körperheizkörper näher, der eine Temperatur in der Nähe davon hat, das von der Sonne beobachtet ist. Nachdem sie zuerst während der 1940er Jahre eingeführt wurden, haben diese Lampen begonnen, die kürzer gelebten Kohlenstoff-Bogenlampen in Kinoprojektoren zu ersetzen. Sie werden in typischen 35 Mm und IMAX Filmvorsprung-Systeme, VERBORGENE Automobilscheinwerfer, hohes Ende "taktische" Leuchtfeuer und anderer Spezialgebrauch angestellt. Diese Bogenlampen sind eine ausgezeichnete Quelle der kurzen Wellenlänge-Ultraviolettstrahlung, und sie haben intensive Emissionen in der infraroten Nähe, der in einigen Nachtvisionssystemen verwendet wird.

Die individuellen Zellen in einer Plasmaanzeige verwenden eine Mischung von xenon und Neon, das in ein Plasma mit Elektroden umgewandelt wird. Die Wechselwirkung dieses Plasmas mit den Elektroden erzeugt ultraviolette Fotonen, die dann den Phosphorüberzug auf der Vorderseite der Anzeige erregen.

Xenon wird als ein "Starter-Benzin" in Natriumslampen des Hochdrucks verwendet. Es hat das niedrigste Thermalleitvermögen und niedrigste Ionisationspotenzial des ganzen nichtradioaktiven edlen Benzins. Als ein edles Benzin stört es die chemischen Reaktionen nicht, die in der Betriebslampe vorkommen. Das niedrige Thermalleitvermögen minimiert Thermalverluste in der Lampe, während im Betriebszustand, und das niedrige Ionisationspotenzial die Durchbruchsstromspannung des Benzins veranlasst, im kalten Staat relativ niedrig zu sein, der der Lampe erlaubt, leichter angefangen zu werden.

Laser

1962 hat eine Gruppe von Forschern an Glockenlaboratorien Laserhandlung in xenon entdeckt, und hat später gefunden, dass der Lasergewinn durch das Hinzufügen von Helium zum faulenzenden Medium verbessert wurde. Der erste excimer Laser hat einen xenon dimer (Xe) gekräftigt durch einen Balken von Elektronen verwendet, um stimulierte Emission an einer ultravioletten Wellenlänge von 176 nm zu erzeugen.

Chlorid von Xenon und xenon Fluorid sind auch in excimer (oder, genauer, exciplex) Laser verwendet worden. Das xenon Chlorid excimer Laser ist zum Beispiel im bestimmten Dermatological-Gebrauch verwendet worden.

Medizinisch

Anästhesie

Xenon ist als ein allgemeines Narkosemittel verwendet worden. Obwohl es teuer ist, sind Anästhesie-Maschinen, die xenon liefern können, im Begriff, auf dem europäischen Markt zu erscheinen, weil Fortschritte in der Wiederherstellung und Wiederverwertung von xenon es wirtschaftlich lebensfähig gemacht haben.

Zwei physiologische Mechanismen für xenon Anästhesie sind vorgeschlagen worden. Der erste schließt die Hemmung des Kalziums ATPase Pumpe — der Mechanismus-Zellgebrauch ein, um Kalzium (Ca) — in der Zellmembran von Synapsen zu entfernen. Das ergibt sich aus einer Conformational-Änderung, wenn xenon zu nichtpolaren Seiten innerhalb des Proteins bindet. Der zweite Mechanismus konzentriert sich auf die nichtspezifischen Wechselwirkungen zwischen dem Narkosemittel und der lipid Membran.

Xenon hat eine minimale alveolare Konzentration (MAC) von 72 % mit 40, es um 44 % stärker machend, als NICHT als ein Narkosemittel. So kann es in Konzentrationen mit Sauerstoff verwendet werden, die eine niedrigere Gefahr der Hypoxie haben. Verschieden von Stickoxyd (NO) ist xenon nicht ein Treibhausgas, und so wird es auch als umweltfreundlich angesehen. In die Atmosphäre abreagierter Xenon wird zu seiner ursprünglichen Quelle zurückgegeben, so ist keine Umweltauswirkung wahrscheinlich.

Neuroprotectant

Xenon findet Anwendung im Behandeln von Gehirnverletzungen, da es ein Gegner des N Methyls d aspartate Empfänger (NMDA Empfänger) ist. Diese Empfänger verschlimmern den Schaden von der Sauerstoff-Beraubung, und xenon leistet besser als ein neuroprotectant entweder als ketamine oder als Stickoxyd, die unerwünschte Nebenwirkungen haben. Benzin von Xenon wurde als eine Zutat der Lüftungsmischung für ein neugeborenes Baby im Krankenhaus von St. Michael, Bristol, England hinzugefügt, dessen Lebenschancen sonst sehr in Verlegenheit gebracht wurden, und war erfolgreich, zur Ermächtigung von klinischen Proben für ähnliche Fälle führend. Die Behandlung wird gleichzeitig mit dem Abkühlen der Körpertemperatur dazu getan.

Bildaufbereitung

Die Gammaemission vom Radioisotop Xe von xenon kann verwendet werden, um das Herz, die Lungen und das Gehirn zum Beispiel darzustellen, mittels der einzelnen Foton-Emission hat Tomographie geschätzt. Xe ist auch verwendet worden, um Blutfluss zu messen.

Xenon, hat besonders Xe hyperpolarisiert, ist ein nützlicher Kontrastagent für die Kernspinresonanz-Bildaufbereitung (MRI). In der Gasphase kann es verwendet werden, um leeren Raum wie Höhlen in einer porösen Probe oder Alveolen in Lungen darzustellen. Hyperpolarisation macht Xe, der viel mehr über die Kernspinresonanz-Bildaufbereitung feststellbar ist, und ist für Studien der Lungen und anderen Gewebe verwendet worden. Es kann zum Beispiel verwendet werden, um den Fluss von Benzin innerhalb der Lungen zu verfolgen. Weil xenon in Wasser und auch in hydrophoben Lösungsmitteln auflösbar ist, kann es verwendet werden, um verschiedene weiche lebende Gewebe darzustellen.

NMR Spektroskopie

Wegen der großen, flexiblen Außenelektronschale des Atoms, der NMR Spektrum-Änderungen als Antwort auf Umgebungsbedingungen, und kann deshalb als eine Untersuchung verwendet werden, um die chemischen Verhältnisse um das xenon Atom zu messen. Zum Beispiel kann xenon, der in Wasser, xenon aufgelöst ist, aufgelöst im hydrophoben Lösungsmittel und mit bestimmten Proteinen vereinigtem xenon durch NMR bemerkenswert sein.

Hyperpolarisierter xenon kann von Oberflächenchemikern verwendet werden. Normalerweise ist es schwierig, Oberflächen mit NMR zu charakterisieren, weil Signale von der Oberfläche einer Probe durch Signale von den "viel zahlreicheren" Atomkernen im Hauptteil überwältigt werden. Jedoch können Kerndrehungen auf festen Oberflächen, durch die Transferrering-Drehungspolarisation zu ihnen von hyperpolarisiertem xenon Benzin auswählend polarisiert werden. Das macht die Oberfläche signalisiert stark genug, um zu messen, und unterscheidet sie von Hauptteil-Signalen.

Anderer

In Kernenergie-Anwendungen wird xenon in Luftblase-Räumen, Untersuchungen, und in anderen Gebieten verwendet, wo ein hohes Molekulargewicht und träge Natur wünschenswert sind. Ein Nebenprodukt der Kernwaffenprüfung ist die Ausgabe von radioaktivem xenon-133 und xenon-135. Die Entdeckung dieser Isotope wird verwendet, um Gehorsam von Kern-zu kontrollieren

prüfen Sie Verbot-Verträge, sowie

Kerntestexplosionen durch Staaten wie Nordkorea zu bestätigen.

Flüssigkeit xenon wird in Wärmemengenzählern für Maße der Gammastrahlung sowie eines Mediums verwendet, um hypothetische schwach aufeinander wirkende massive Partikeln oder SCHLAPPSCHWÄNZE zu entdecken. Wenn ein SCHLAPPSCHWANZ mit einem xenon Kern kollidiert, sollte er theoretisch ein Elektron abziehen und ein primäres Funkeln schaffen. Durch das Verwenden xenon konnte dieser Ausbruch von Energie dann von ähnlichen Ereignissen sogleich bemerkenswert sein, die durch Partikeln wie kosmische Strahlen verursacht sind. Jedoch hat das XENON-Experiment an der Omi Sasso Nationales Laboratorium in Italien und der ZEPLIN-II und die ZEPLIN-III-Experimente am Boulby Unterirdischen Laboratorium im Vereinigten Königreich so weit gescheitert, irgendwelche ratifizierten SCHLAPPSCHWÄNZE zu finden. Selbst wenn keine SCHLAPPSCHWÄNZE entdeckt werden, werden die Experimente dienen, um die Eigenschaften der dunklen Sache und einiger Physik-Modelle zu beschränken. Der aktuelle Entdecker an der Möglichkeit der Omi Sasso hat Empfindlichkeit demonstriert, die mit diesem der besten kälteerzeugenden Entdecker vergleichbar ist, und, wie man erwartete, wurde die Empfindlichkeit durch eine Größenordnung 2009 vergrößert.

Xenon ist das bevorzugte Treibgas für den Ion-Antrieb des Raumfahrzeugs wegen seines niedrigen Ionisationspotenzials pro Atomgewicht und seiner Fähigkeit, als eine Flüssigkeit bei der nahen Raumtemperatur (unter dem Hochdruck) versorgt zu werden, noch zurück in ein Benzin leicht umgewandelt werden, um den Motor zu füttern. Die träge Natur von xenon macht es umweltfreundlich und weniger zerfressend zu einem Ion-Motor als andere Brennstoffe wie Quecksilber oder Cäsium. Xenon wurde zuerst für Satellitenion-Motoren während der 1970er Jahre verwendet. Es wurde später als ein Treibgas für den Tiefen Raum von JPL 1 Untersuchung, Europas KLUGES 1 Raumfahrzeug und für die drei Ion-Antrieb-Motoren auf dem Morgendämmerungsraumfahrzeug der NASA verwendet.

Chemisch werden die Perxenate-Zusammensetzungen als das Oxidieren von Agenten in der analytischen Chemie verwendet. Xenon difluoride wird als ein etchant für Silikon, besonders in der Produktion von mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) verwendet. Das 5-fluorouracil Antikrebs-Rauschgift kann durch das Reagieren xenon difluoride mit uracil erzeugt werden. Xenon wird auch in der Protein-Kristallographie verwendet. Angewandt am Druck von 0.5 bis 5 MPa (5 bis 50 atm) zu einem Protein-Kristall, xenon Atome binden in vorherrschend hydrophoben Höhlen, häufig eine hohe Qualität, isomorphous, Ableitung des schweren Atoms schaffend, die verwendet werden kann, für das Phase-Problem zu beheben.

Vorsichtsmaßnahmen

Viele, die Sauerstoff enthaltender xenon Zusammensetzungen wegen ihrer starken oxidative Eigenschaften und Explosivstoffs wegen ihrer Tendenz toxisch ist, unten in elementaren xenon plus diatomic Sauerstoff (O) zu zerbrechen, der viel stärkere chemische Obligationen enthält als die Xenon-Zusammensetzungen.

Benzin von Xenon kann in normalen gesiegelten Glas- oder Metallbehältern bei der Standardtemperatur und dem Druck sicher behalten werden. Jedoch löst es sich sogleich im grössten Teil von Plastik und Gummi auf, und wird einem mit solchen Materialien gesiegelten Behälter allmählich entfliehen. Xenon ist nichttoxisch, obwohl er sich wirklich im Blut auflöst und einer ausgesuchten Gruppe von Substanzen gehört, die in die Blutgehirnbarriere eindringen, mild zu voller chirurgischer Anästhesie, wenn eingeatmet, in hohen Konzentrationen mit Sauerstoff verursachend.

An 169 m/s ist die Geschwindigkeit des Tons in xenon Benzin langsamer als das in Luft wegen der langsameren durchschnittlichen Geschwindigkeit der schweren xenon Atome im Vergleich zum Stickstoff und den Sauerstoff-Molekülen. Folglich senkt xenon die Resonanzfrequenzen der stimmlichen Fläche, wenn eingeatmet. Das erzeugt gesenktes Stimmentimbre einer Eigenschaft, eine Wirkung gegenüber der hohen-timbred durch die Einatmung von Helium verursachten Stimme. Wie Helium befriedigt xenon das Bedürfnis des Körpers nach Sauerstoff nicht. Xenon ist sowohl ein einfacher erstickender Stoff als auch ein Narkosemittel, das stärker ist als Stickoxyd; folglich erlauben viele Universitäten nicht mehr das Stimmenglanzstück als eine allgemeine Chemie-Demonstration. Da xenon, der Gasschwefel hexafluoride teuer ist, der xenon im Molekulargewicht (146 gegen 131) ähnlich ist, allgemein in diesem Glanzstück verwendet wird, und ein erstickender Stoff ist, ohne betäubend zu sein.

Es ist möglich, schweres Benzin wie xenon oder Schwefel hexafluoride sicher zu atmen, wenn sie in einer Mischung mit Sauerstoff sind; der Sauerstoff, der mindestens 20 % der Mischung umfasst. Xenon bei 80-%-Konzentration zusammen mit 20-%-Sauerstoff erzeugt schnell die Unbewusstheit der allgemeinen Anästhesie (und ist dafür, wie besprochen, oben verwendet worden). Das Atmen von Mischungsbenzin von verschiedenen Dichten sehr effektiv, und schnell so dass schwereres Benzin zusammen mit dem Sauerstoff gereinigt wird, und an der Unterseite von den Lungen nicht anwächst. Es, gibt jedoch, eine Gefahr, die mit jedem schweren Benzin in großen Mengen vereinigt ist: Es kann unsichtbar in einem Behälter sitzen, und wenn eine Person in einen mit einem geruchlosen, farblosen Benzin gefüllten Behälter eingeht, können sie sich finden, es unbewusst atmend. Xenon wird in großen genug Mengen dafür selten verwendet, um eine Sorge zu sein, obwohl das Potenzial für die Gefahr jede Zeit besteht, die eine Zisterne oder Behälter von xenon in einem muffigen Raum behalten werden.

Siehe auch

• Schwimmende Levitation
• Das Einpferchen von Mischung

Links

• WebElements.com - Xenon
• USGS Periodensystem - Xenon
• EnvironmentalChemistry.com - Xenon
• Xenon als ein Narkosemittel
• Der Nobelpreis-Vortrag von Herrn William Ramsay (1904)