Xeno
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| Generalità | |||||||||
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| Nome, Simbolo, Numero atomico | xeno, Xe, 54 | ||||||||
| Serie chimica | gas nobili | ||||||||
| Gruppo, Periodo, Blocco | 18 (VIIIA), 5, p | ||||||||
| Densità, Durezza | 5,9 kg/m3(273 K), n.d. | ||||||||
| Aspetto | incolore |
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| Prorietà atomiche | |||||||||
| Peso atomico | 131,293 amu | ||||||||
| Raggio atomico (calc.) | nessun dato (108) pm | ||||||||
| Raggio covalente | 130 pm | ||||||||
| Raggio di van der Waals | 216 pm | ||||||||
| Configurazione elettronica | [Kr]4d10 5s2 5p6 | ||||||||
| elettroni (e-) per livello energetico | 2, 8, 18, 18, 8 | ||||||||
| Stati di ossidazione | 0,1,2,4,6,8 | ||||||||
| Struttura cristallina | cubica a facce centrate | ||||||||
| Proprietà fisiche | |||||||||
| Stato a temperatura ambiente | gas (non magnetico) | ||||||||
| Punto di fusione | 161,4 K (-111,75°C) | ||||||||
| Punto di ebollizione | 165,1 K (-108,05°C) | ||||||||
| Volume molare | 35,92 × 10-3 m3/mol | ||||||||
| Calore di evaporazione | 12,636 kJ/mol | ||||||||
| Calore di fusione | 2,297 kJ/mol | ||||||||
| Pressione critica | 5,84 MPa | ||||||||
| Temperatura critica | 16.6ºC | ||||||||
| Tensione di vapore | nessun dato | ||||||||
| Velocità del suono | 1090 m/s a 25°C | ||||||||
| Varie | |||||||||
| Elettronegatività | 2,6 (scala di Pauling) | ||||||||
| Calore specifico | 158 J/(kg·K) | ||||||||
| Conducibilità elettrica | nessun dato | ||||||||
| Conducibilità termica | 0,00569 W/(m·K) | ||||||||
| Energia di prima ionizzazione | 1170,4 kJ/mol | ||||||||
| Energia di seconda ionizzazione | 2046,4 kJ/mol | ||||||||
| Energia di terza ionizzazione | 3099,4 kJ/mol | ||||||||
| Isotopi più stabili | |||||||||
| iso | NA | TD | DM | DE | DP | ||||
| 124Xe | 0,1% | 1,1 × 1017 anni | ε ε | n.d. | 124Te | ||||
| 125Xe | sintetico | 16,9 ore | ε | 1,652 | 125I | ||||
| 126Xe | 0,09% | Xe è stabile con 72 neutroni | |||||||
| 127Xe | sintetico | 36,4 giorni | ε | 0,662 | 127I | ||||
| 128Xe | 1,91% | Xe è stabile con 74 neutroni | |||||||
| 129Xe | 26,4% | Xe è stabile con 75 neutroni | |||||||
| 130Xe | 4,1% | Xe è stabile con 76 neutroni | |||||||
| 131Xe | 21,29% | Xe è stabile con 77 neutroni | |||||||
| 132Xe | 26,9% | Xe è stabile con 78 neutroni | |||||||
| 133Xe | sintetico | 5,243 giorni | β- | 0,427 | 133Cs | ||||
| 134Xe | 10,4% | Xe è stabile con 80 neutroni | |||||||
| 135Xe | sintetico | 9,10 ore | β- | 1,16 | 135Cs | ||||
| 136Xe | 8,9% | 2,36 × 1021 anni | β- | n.d. | 136Ba | ||||
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iso = isotopo |
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Lo xeno è l'elemento chimico di numero atomico 54. Il suo simbolo è Xe. È un gas nobile incolore, inodore e molto pesante; si trova in tracce nell'atmosfera terrestre ed è stato il primo gas nobile di cui si siano mai sintetizzati dei composti.
Indice |
[modifica] Caratteristiche
Lo xeno appartiene al gruppo dei cosiddetti gas nobili ed è normalmente considerato un elemento a valenza zero, che non forma quindi composti in condizioni ordinarie.
Eccitato da una scarica elettrica, lo xeno produce una luce azzurra; questo fenomeno è sfruttato nella produzione di lampade.
A pressioni elevatissime, dell'ordine delle decine di gigapascal, lo xeno esiste allo stato metallico.
Con l'acqua lo xeno può formare dei clatrati, ovvero dei sistemi in cui gli atomi di xeno sono fisicamente intrappolati all'interno del reticolo cristallino dell'acqua, benché non siano in alcun modo legati chimicamente ad essa.
[modifica] Applicazioni
Questo gas è famoso e principalmente usato per la realizzazione di lampade e dispositivi luminosi: lampade flash allo xeno per la fotografia, luci stroboscopiche, sorgenti di eccitazione per laser, lampade battericide e per dermatologia.
Le lampade ad arco di xeno ad alta pressione hanno una temperatura di colore simile a quella della luce solare, sono inoltre una fonte di luce ultravioletta a corta lunghezza d'onda e di radiazione nel vicino infrarosso.
Tra gli altri usi dello xeno si annoverano
- l'uso come anestetico generico
- l'uso dei perxenati come agenti ossidanti in chimica analitica
- 133Xe è un utile radioisotopo
- la produzione di immagini di tessuti umani, soprattutto delle vie respiratorie, per risonanza magnetica nucleare di 129Xe [1]
- l'impiego preferenziale nei motori a propulsione ionica, per via della sua facile ionizzabilità, del suo alto peso molecolare e della sua inerzia chimica.
[modifica] Storia
Lo xeno (dal greco xenon, straniero) fu individuato nel 1898 in Inghilterra da William Ramsay e Morris Travers nel residuo ottenuto per evaporazione parziale dell'aria liquida.
[modifica] Disponibilità
Lo xeno è un gas presente in tracce nell'atmosfera terrestre, in concentrazione di circa 0,05 ppm. Si trova anche nei gas emessi da alcune sorgenti minerali.
133Xe e 135Xe sono sintetizzati per irraggiamento da neutroni nei reattori nucleari raffreddati ad aria.
Industrialmente si ottiene per estrazione dal residuo dell'evaporazione dell'aria liquida.
[modifica] Composti
Fino al 1962 lo xeno e gli altri gas nobili erano considerati chimicamente inerti ed incapaci di formare qualsivoglia composto chimico. Questa convinzione è stata smentita ed alcuni composti stabili di gas nobili sono stati sintetizzati.
Alcuni dei composti noti dello xeno sono il di-, il tetra- e l'esafluoruro, l'idrato e il deuterato,l'acido perxenico (H4XeO6),L'acido xenico (H2XeO4), il sodio perxenato ed il triossido, esplosivo.
Sono noti almeno 80 diversi composti formati da xeno, fluoro e ossigeno; alcuni di essi sono anche intensamente colorati.
[modifica] Isotopi
Lo xeno in natura è una miscela di otto isotopi stabili e uno lievemente radioattivo. Oltre a questi, sono noti 20 isotopi instabili.
129Xe viene prodotto dal decadimento beta di 129I (emivita: 16 milioni di anni); 131Xe, 133Xe, 133Xem e 135Xe sono alcuni dei prodotti di fissione di 235U e 239Pu e quindi usati come indicatori di avvenute esplosioni.
Concentrazioni relativamente alte di isotopi radioattivi dello xeno si sprigionano anche dai reattori nucleari, dalle barre di combustibile spezzate e dalla fissione dell'uranio nell'acqua di raffreddamento. Le concentrazioni sono comunque basse se comparate al fondo di radioattività naturale dovuto a 222Rn.
Essendo lo xeno prodotto dal decadimento di due isotopi genitori, i rapporti tra le quantità dei diversi isotopi di xeno sono molto utili nella datazione di reperti su scale temporali molto lunghe e trovano impiego nello studio delle origini del sistema solare. La datazione basata sul metodo iodio-xeno consente di datare reperti risalenti ad un periodo compreso tra la nucleosintesi primordiale e la condensazione dell'oggetto dalla nebulosa da cui s'è originato il Sole.
[modifica] Precauzioni
Lo xeno non è tossico e può essere maneggiato senza particolari precauzioni; fatte salve, se in bombola, quelle normalmente adottate per il maneggiamento di gas compressi.
I composti dello xeno sono tossici per via del loro elevato potere ossidante.
