ksenonowe - Xenon
 Wypełniona ksenonem rura wyładowcza świecąca na jasnoniebiesko
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ksenon | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Wymowa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wygląd zewnętrzny | bezbarwny gaz, który po umieszczeniu w polu elektrycznym wykazuje niebieską poświatę | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Średnia masa atomowa R STD (Xe) | 131.293(6) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ksenon w układzie okresowym | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Liczba atomowa ( Z ) | 54 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupa | grupa 18 (gazy szlachetne) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Okres | okres 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Blok | p-blok | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Konfiguracja elektronów | [ Kr ] 4d 10 5s 2 5p 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektrony na powłokę | 2, 8, 18, 18, 8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Właściwości fizyczne | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Faza w STP | gaz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Temperatura topnienia | 161,40 K (-111,75 ° C, -169,15 ° F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Temperatura wrzenia | 165,051 K (-108,099 °C, -162,578 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gęstość (w STP) | 5,894 g/l | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| gdy płynny (w bp ) | 2,942 g / cm 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Potrójny punkt | 161,405 K, 81,77 kPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punkt krytyczny | 289,733 K, 5,842 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ciepło stapiania | 2,27 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ciepło parowania | 12,64 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molowa pojemność cieplna | 21,01 J/(mol·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ciśnienie pary
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Właściwości atomowe | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stany utleniania | 0 , +2, +4, +6, +8 (rzadko więcej niż 0; słabokwaśny tlenek) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektroujemność | Skala Paulinga: 2,6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Energie jonizacji | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Promień kowalencyjny | 140±9 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Promień Van der Waalsa | 216 po południu | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inne właściwości | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Naturalne występowanie | pierwotny | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Struktura krystaliczna | sześcienny skoncentrowany na twarzy (fcc) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Prędkość dźwięku | gaz: 178 m·s -1 ciecz: 1090 m/s |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Przewodność cieplna | 5,65× 10-3 W/(m⋅K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Zamawianie magnetyczne | diamagnetyczny | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molowa podatność magnetyczna | -43.9 × 10 -6 cm 3 /mol (298 K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Numer CAS | 7440-63-3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Historia | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Odkrycie i pierwsza izolacja | William Ramsay i Morris Travers (1898) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Główne izotopy ksenonu | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ksenon to pierwiastek chemiczny o symbolu Xe i liczbie atomowej 54. Jest to bezbarwny, gęsty, bezwonny gaz szlachetny występujący w ziemskiej atmosferze w śladowych ilościach. Chociaż na ogół nie jest reaktywny, ksenon może ulegać kilku reakcjom chemicznym, takim jak tworzenie heksafluoroplatynianu ksenonu , pierwszego syntetyzowanego związku gazu szlachetnego .
Ksenon jest stosowany w lampach błyskowych i łukowych oraz jako środek do znieczulenia ogólnego . Pierwszy projekt lasera ekscymerowego wykorzystywał cząsteczkę dimeru ksenonowego (Xe 2 ) jako medium laserowe , a najwcześniejsze projekty laserów wykorzystywały ksenonowe lampy błyskowe jako pompy . Ksenon jest używany do poszukiwania hipotetycznych, słabo oddziałujących, masywnych cząstek oraz jako paliwo do silników jonowych w statkach kosmicznych.
Naturalnie występujący ksenon składa się z siedmiu stabilnych izotopów i dwóch długożyciowych izotopów promieniotwórczych. Ponad 40 niestabilnych izotopów ksenonu ulega rozpadowi radioaktywnemu , a stosunki izotopowe ksenonu są ważnym narzędziem do badania wczesnej historii Układu Słonecznego . Radioaktywny ksenon-135 jest wytwarzany w wyniku rozpadu beta z jodu-135 (produkt rozszczepienia jądrowego ) i jest najważniejszym (i niepożądanym) pochłaniaczem neutronów w reaktorach jądrowych .
Historia
Ksenon został odkryty w Anglii przez szkockiego chemika Williama Ramsaya i angielskiego chemika Morrisa Traversa we wrześniu 1898 roku, wkrótce po odkryciu przez nich pierwiastków krypton i neon . W pozostałościach po odparowaniu składników ciekłego powietrza znaleźli ksenon . Ramsay zasugerował nazwę ksenon dla tego gazu od greckiego słowa ξένον xénon , nijakiej formy liczby pojedynczej od ξένος xénos , co oznacza 'obcy(r)', 'obcy(r)' lub 'gość'. W 1902 Ramsay oszacował udział ksenonu w ziemskiej atmosferze na jedną część na 20 milionów.
W latach 30. amerykański inżynier Harold Edgerton zaczął badać technologię światła stroboskopowego w fotografii z dużą prędkością . To doprowadziło go do wynalezienia ksenonowej lampy błyskowej, w której światło jest generowane przez przepuszczanie krótkotrwałego prądu elektrycznego przez rurkę wypełnioną gazem ksenonowym. W 1934 roku Edgerton był w stanie generować błyski tak krótkie, jak jedna mikrosekunda za pomocą tej metody.
W 1939 roku amerykański lekarz Albert R. Behnke Jr. zaczął badać przyczyny „pijaństwa” u nurków głębinowych. Przetestował efekty różnicowania mieszanin oddechowych na swoich badanych i odkrył, że spowodowało to, że nurkowie zauważyli zmianę głębokości. Ze swoich wyników wywnioskował, że ksenon może służyć jako środek znieczulający . Chociaż rosyjski toksykolog Nikolay V. Lazarev najwyraźniej badał znieczulenie ksenonem w 1941 roku, pierwszy opublikowany raport potwierdzający znieczulenie ksenonem był w 1946 roku przez amerykańskiego badacza medycznego Johna H. Lawrence'a, który eksperymentował na myszach. Xenon został po raz pierwszy użyty jako chirurgiczny środek znieczulający w 1951 roku przez amerykańskiego anestezjologa Stuarta C. Cullena, który z powodzeniem zastosował go u dwóch pacjentów.
Ksenon i inne gazy szlachetne przez długi czas uważano za całkowicie obojętne chemicznie i niezdolne do tworzenia związków . Jednakże, podczas nauki na University of British Columbia , Neil Bartlett odkrył, że gaz sześciofluorek platyna (PTF 6 ) był potężny utleniający czynnik, który może utleniać gazowy tlen (O 2 ), tworząc dioxygenyl hexafluoroplatinate ( O+
2[PtF
6]−
). Ponieważ O 2 (1165 kJ/mol) i ksenon (1170 kJ/mol) mają prawie taki sam potencjał pierwszej jonizacji , Bartlett zdał sobie sprawę, że sześciofluorek platyny może również utleniać ksenon. 23 marca 1962 zmieszał oba gazy i wyprodukował pierwszy znany związek gazu szlachetnego, heksafluoroplatynian ksenonu .
Bartlett sądził, że jego skład to Xe + [PtF 6 ] − , ale późniejsze prace wykazały, że prawdopodobnie była to mieszanina różnych soli zawierających ksenon. Od tego czasu odkryto wiele innych związków ksenonu, oprócz niektórych związków gazów szlachetnych argonu , kryptonu i radonu , w tym fluorowodorku argonu (HArF), difluorku kryptonu (KrF 2 ) i fluorku radonu . Do 1971 r. znanych było ponad 80 związków ksenonowych.
W listopadzie 1989 roku naukowcy IBM zademonstrowali technologię zdolną do manipulowania pojedynczymi atomami . Program o nazwie IBM in atoms wykorzystywał skaningowy mikroskop tunelowy do ułożenia 35 pojedynczych atomów ksenonu na podłożu z schłodzonego kryształu niklu, aby określić trzyliterowy inicjalizm firmy. Po raz pierwszy atomy zostały precyzyjnie umieszczone na płaskiej powierzchni.
Charakterystyka
Xenon ma liczbę atomową 54; czyli jej jądro zawiera 54 protony . W standardowej temperaturze i ciśnieniu czysty ksenon ma gęstość 5,894 kg/m 3 , około 4,5 razy większą niż gęstość atmosfery ziemskiej na poziomie morza, czyli 1,217 kg/m 3 . Jako ciecz ksenon ma gęstość do 3.100 g/ml, przy czym maksymalna gęstość występuje w punkcie potrójnym. Ciekły ksenon ma wysoką polaryzowalność ze względu na dużą objętość atomową, dzięki czemu jest doskonałym rozpuszczalnikiem. Może rozpuszczać węglowodory, cząsteczki biologiczne, a nawet wodę. W tych samych warunkach, gęstość ciała stałego ksenonu, 3,640 g / cm 3 , jest większa niż średnia gęstość granitu , 2,75 g / cm 3 . Pod gigapaskali od ciśnienia , ksenon tworzy fazę metaliczną.
Stały ksenon zmienia się pod ciśnieniem z fazy krystalicznej sześciennej (fcc) skoncentrowanej na powierzchni (fcc) w fazę krystaliczną ciasno upakowaną (hcp) i zaczyna przekształcać się w metaliczny przy około 140 GPa, bez zauważalnej zmiany objętości w fazie hcp. Jest całkowicie metaliczny przy 155 GPa. Po metalizacji ksenon wydaje się błękitny, ponieważ pochłania czerwone światło i przekazuje inne widzialne częstotliwości. Takie zachowanie jest niezwykłe dla metalu i tłumaczy się stosunkowo małą szerokością pasm elektronowych w tym stanie.
Ciekłe lub stałe nanocząstki ksenonowe można formować w temperaturze pokojowej przez wszczepienie jonów Xe + do stałej matrycy. Wiele brył ma stałe sieci mniejsze niż bryła Xe. Powoduje to ściskanie wszczepionego Xe do ciśnień, które mogą być wystarczające do jego upłynnienia lub zestalenia.
Ksenon należy do pierwiastków o zerowej wartości , zwanych gazami szlachetnymi lub obojętnymi . Jest obojętny na większość typowych reakcji chemicznych (takich jak na przykład spalanie), ponieważ zewnętrzna powłoka walencyjna zawiera osiem elektronów. Daje to stabilną konfigurację o minimalnej energii, w której zewnętrzne elektrony są ściśle związane.
W rurce wypełnionej gazem ksenon emituje niebieską lub lawendową poświatę pod wpływem wyładowania elektrycznego . Ksenon emituje pasmo linii emisyjnych, które obejmują spektrum widzialne, ale najbardziej intensywne linie występują w obszarze światła niebieskiego, powodując zabarwienie.
Występowanie i produkcja
Ksenon jest gazem śladowym w ziemskiej atmosferze , występującym w87 ± 1 nL/L ( części na miliard ) lub około 1 część na 11,5 miliona. Występuje również jako składnik gazów emitowanych z niektórych źródeł mineralnych .
Ksenon jest pozyskiwany komercyjnie jako produkt uboczny rozdzielania powietrza na tlen i azot . Po tym rozdzieleniu, zwykle przeprowadzanym przez destylację frakcyjną w instalacji dwukolumnowej, wytworzony ciekły tlen będzie zawierał niewielkie ilości kryptonu i ksenonu. Przez dodatkową destylację frakcyjną ciekły tlen można wzbogacić do 0,1-0,2% mieszaniny kryptonu/ksenonu, która jest ekstrahowana przez absorpcję na żelu krzemionkowym lub przez destylację. Na koniec mieszanina krypton/ksenon może być rozdzielona na krypton i ksenon przez dalszą destylację.
Światową produkcję ksenonu w 1998 r. oszacowano na 5000–7000 m 3 . Ze względu na swój niedobór ksenon jest znacznie droższy niż lżejsze gazy szlachetne — szacunkowe ceny zakupu niewielkich ilości w Europie w 1999 r. wynosiły 10 EUR /l ksenonu, 1 EUR/l kryptonu i 0,20 EUR/l neonu. , podczas gdy znacznie bogatszy argon kosztuje mniej niż cent za litr. Koszty ekwiwalentne na kilogram ksenonu oblicza się, mnożąc koszt na litr przez 174.
W systemie słoneczny, nukleon frakcja ksenon 1,56 x 10 -8 , za nadmiarze od około jednej części na 630 tysięcy całkowitej masy. Ksenon jest stosunkowo rzadki w atmosferze Słońca , na Ziemi , asteroidach i kometach . Obfitość ksenonu w atmosferze Jowisza jest niezwykle wysoka, około 2,6 razy większa niż w Słońcu. Ta obfitość pozostaje niewyjaśniona, ale mogła być spowodowana wczesnym i szybkim nagromadzeniem planetozymali — małych ciał subplanetarnych — przed podgrzaniem dysku przedsłonecznego . (W przeciwnym razie ksenon nie zostałby uwięziony w lodach planetozymalów.) Problem niskiego ziemskiego ksenonu można wyjaśnić kowalencyjnym wiązaniem ksenonu z tlenem w kwarcu , redukującym odgazowywanie ksenonu do atmosfery.
W przeciwieństwie do gazów szlachetnych o mniejszej masie, normalny proces gwiezdnej nukleosyntezy w gwieździe nie tworzy ksenonu. Pierwiastki bardziej masywne niż żelazo-56 zużywają energię poprzez fuzję, a synteza ksenonu nie oznacza żadnego przyrostu energii dla gwiazdy. Zamiast tego ksenon powstaje podczas supernowych eksplozji, w klasycznych nova wybuchów powolnym procesem neutronów wychwytu ( S procesu ) w czerwonych olbrzymich gwiazd wyczerpały rdzenia wodoru i wszedł w Gwiazda AGB , od rozpad radioaktywny, na przykład przez beta rozpadu z wygasłego jodu-129 i spontanicznego rozszczepienia z toru , uranu i plutonu .
Izotopy
Naturalnie występujący ksenon składa się z siedmiu stabilnych izotopów : 126 Xe, 128–132 Xe i 134 Xe. Teoria przewiduje, że izotopy 126 Xe i 134 Xe ulegną podwójnemu rozpadowi beta , ale nigdy tego nie zaobserwowano, dlatego uważa się je za stabilne. Ponadto zbadano ponad 40 niestabilnych izotopów. Najdłużej żyjące z tych izotopów to pierwotny 124 Xe, który podlega podwójnemu wychwytywaniu elektronów z okresem półtrwania 1,8 × 10 22 lat , oraz 136 Xe, który ulega podwójnemu rozpadowi beta z okresem półtrwania wynoszącym 2,11 × 10 21 lat . 129 Xe jest produkowany przez rozpad beta z 129 I , która ma okres półtrwania 16 milionów lat. 131m Xe, 133 Xe, 133m Xe i 135 Xe to niektóre z produktów rozszczepienia 235 U i 239 Pu , które są wykorzystywane do wykrywania i monitorowania wybuchów jądrowych.
Jądra dwóch stabilnych izotopów ksenonu , 129 Xe i 131 Xe, mają niezerowe wewnętrzne pędy ( spiny jądrowe , odpowiednie do magnetycznego rezonansu jądrowego ). Spiny jądrowe można wyrównać poza zwykłe poziomy polaryzacji za pomocą kołowo spolaryzowanego światła i par rubidu . Wynikająca z tego polaryzacja spinów jąder ksenonu może przekroczyć 50% jego maksymalnej możliwej wartości, znacznie przekraczając wartość równowagi termicznej podyktowaną statystyką paramagnetyczną (zazwyczaj 0,001% maksymalnej wartości w temperaturze pokojowej , nawet w najsilniejszych magnesach ). Takie nierównowagowe ustawienie spinów jest stanem przejściowym i nazywa się hiperpolaryzacją . Proces hiperpolaryzacji ksenonu nazywa się pompowaniem optycznym (chociaż proces ten różni się od pompowania laserem ).
Ponieważ jądro 129 Xe ma spin 1/2, a więc zerowy elektryczny moment kwadrupolowy , jądro 129 Xe nie doświadcza żadnych oddziaływań kwadrupolowych podczas zderzeń z innymi atomami, a hiperpolaryzacja utrzymuje się przez długi czas, nawet po powstaniu światła i para została usunięta. Polaryzacja spinowa 129 Xe może trwać od kilku sekund dla atomów ksenonu rozpuszczonych we krwi do kilku godzin w fazie gazowej i kilku dni w głęboko zamrożonym stałym ksenonie. W przeciwieństwie do tego, 131 Xe ma wartość spinu jądrowego 3 ⁄ 2 i niezerowy moment kwadrupolowy oraz ma czasy relaksacji t 1 w zakresie milisekundowym i sekundowym .
Niektóre radioaktywne izotopy ksenonu (na przykład 133 Xe i 135 Xe) są wytwarzane przez napromieniowanie neutronami materiału rozszczepialnego w reaktorach jądrowych . 135 Xe ma duże znaczenie w pracy reaktorów rozszczepienia jądrowego . 135 XE ogromny przekrój dla neutronów termicznych , 2,6 x 10 6 obory i działa jako pochłaniacz neutronów lub „ trucizną ”, który może opóźnić lub zatrzymać reakcję łańcuchową po okresie eksploatacji. Zostało to odkryte w najwcześniejszych reaktorach jądrowych zbudowanych przez amerykański projekt Manhattan do produkcji plutonu . Jednak projektanci zawarli w projekcie postanowienia mające na celu zwiększenie reaktywności reaktora (liczby neutronów na rozszczepienie, które powodują rozszczepienie innych atomów paliwa jądrowego ). 135 Zatrucie reaktora Xe było głównym czynnikiem katastrofy w Czarnobylu . Wyłączenie lub zmniejszenie mocy reaktora może spowodować nagromadzenie 135 Xe, a działanie reaktora przejdzie w stan znany jako jama jodowa .
W niesprzyjających warunkach stosunkowo wysokie stężenia radioaktywnych izotopów ksenonu mogą emanować z pękniętych prętów paliwowych lub rozszczepiania uranu w wodzie chłodzącej .
Ponieważ ksenon jest znacznikiem dwóch izotopów macierzystych, stosunek izotopów ksenonu w meteorytach jest potężnym narzędziem do badania powstawania Układu Słonecznego . Sposób jod ksenonu z pochodzącym podaje czas, jaki upłynął pomiędzy nukleosyntezy i kondensację ciała stałego z mgławicy słonecznej . W 1960 roku fizyk John H. Reynolds odkrył, że niektóre meteoryty zawierają anomalię izotopową w postaci nadmiaru ksenonu-129. Wywnioskował, że jest to produkt rozpadu radioaktywnego jodu-129 . Ten izotop jest wytwarzany powoli w wyniku rozprysku promieni kosmicznych i rozszczepienia jądra atomowego , ale jest produkowany w ilościach tylko w wybuchach supernowych.
Ponieważ okres połowicznego rozpadu 129 I jest stosunkowo krótki w kosmologicznej skali czasu (16 milionów lat), dowodzi to, że między supernową a momentem zestalenia się meteorytów i uwięzienia 129 I upłynął tylko krótki czas. (supernowa i krzepnięcie chmury gazu) zostały wywnioskowane we wczesnej historii Układu Słonecznego , ponieważ izotop 129 I został prawdopodobnie wygenerowany na krótko przed uformowaniem się Układu Słonecznego, zaszczepiając chmurę gazu słonecznego izotopami z drugiego źródła. To źródło supernowej mogło również spowodować zapadnięcie się chmury gazu słonecznego.
W podobny sposób stosunki izotopowe ksenonu, takie jak 129 Xe/ 130 Xe i 136 Xe/ 130 Xe, są potężnym narzędziem do zrozumienia różnicowania się planet i wczesnego odgazowywania. Na przykład atmosfera Marsa wykazuje obfitość ksenonu podobną do ziemskiej (0,08 części na milion), ale Mars wykazuje większą obfitość 129 Xe niż Ziemia czy Słońce. Ponieważ ten izotop jest generowany przez rozpad radioaktywny, wynik może wskazywać, że Mars stracił większość swojej pierwotnej atmosfery, prawdopodobnie w ciągu pierwszych 100 milionów lat po uformowaniu się planety. W innym przykładzie uważa się , że nadmiar 129 Xe znaleziony w gazach odwiertowych dwutlenku węgla z Nowego Meksyku pochodzi z rozpadu gazów pochodzących z płaszcza wkrótce po uformowaniu się Ziemi.
Związki
Po odkryciu przez Neila Bartletta w 1962, że ksenon może tworzyć związki chemiczne, odkryto i opisano wiele związków ksenonowych. Prawie wszystkie znane związki ksenonowe zawierają elektroujemne atomy fluoru lub tlenu. Chemia ksenonu na każdym stopniu utlenienia jest analogiczna do chemii sąsiedniego pierwiastka jodu na bezpośrednio niższym stopniu utlenienia.
Halogenki
Znane są trzy fluorki : XeF
2, XeF
4i XeF
6. XeF jest teoretycznie niestabilny. Są to punkty wyjścia do syntezy prawie wszystkich związków ksenonowych.
Stały, krystaliczny difluorek XeF
2powstaje, gdy mieszanina gazów fluoru i ksenonu jest wystawiona na działanie światła ultrafioletowego. Składnik ultrafioletowy zwykłego światła dziennego jest wystarczający. Długotrwałe ogrzewanie XeF
2w wysokich temperaturach pod NiF
2katalizator daje XeF
6. Piroliza XeF
6w obecności NaF daje XeF o wysokiej czystości
4.
Fluorki ksenonu zachowują się zarówno jak akceptory fluoru, jak i donory fluoru, tworząc sole zawierające takie kationy jak XeF+
i Xe
2F+
3i aniony, takie jak XeF−
5, XeF−
7i XeF2
8. Zielony, paramagnetyczny Xe+
2powstaje przez redukcję XeF
2 przez gaz ksenonowy.
XeF
2tworzy również kompleksy koordynacyjne z jonami metali przejściowych. Zsyntetyzowano i scharakteryzowano ponad 30 takich kompleksów.
Natomiast ksenon fluorki są dobrze scharakteryzowane, z wyjątkiem chlorku XeCl 2 i XeCl 4 , inne halogenki nie są znane. Dichlorek ksenonu, powstały w wyniku napromieniowania o wysokiej częstotliwości mieszaniny ksenonu, fluoru i krzemu lub czterochlorku węgla , jest uważany za endotermiczny, bezbarwny, krystaliczny związek, który rozkłada się na pierwiastki w temperaturze 80 °C. Jednak XeCl
2może być jedynie cząsteczką van der Waalsa słabo związanych atomów Xe i Cl
2cząsteczki, a nie prawdziwy związek. Obliczenia teoretyczne wskazują, że cząsteczka liniowa XeCl
2jest mniej stabilny niż kompleks van der Waalsa. Tetrachlorek ksenonu jest bardziej niestabilny, czego nie można zsyntetyzować w reakcji chemicznej. Został stworzony przez radioaktywność 129
ICl−
4 rozkład.
Tlenki i oksohalogenki
Znane są trzy tlenki ksenonu: trójtlenek ksenonu ( XeO
3) i czterotlenek ksenonu ( XeO
4), z których oba są niebezpiecznie wybuchowymi i silnymi utleniaczami, oraz dwutlenek ksenonu (XeO 2 ), który został zgłoszony w 2011 r. z liczbą koordynacyjną wynoszącą cztery. XeO 2 tworzy się, gdy tetrafluorek ksenonu jest wylany na lód. Jego struktura krystaliczna może pozwolić na zastąpienie krzemu w minerałach krzemianowych. Kation XeOO + został zidentyfikowany za pomocą spektroskopii w podczerwieni w stałym argonie .
Ksenon nie reaguje bezpośrednio z tlenem; trójtlenek powstaje w wyniku hydrolizy XeF
6:
-
XeF
6+ 3 godz
2O → XeO
3 + 6 HF
XeO
3jest słabo kwaśny, rozpuszcza się w alkaliach, tworząc niestabilne sole ksenianowe zawierające HXeO−
4anion. Te niestabilne sole łatwo dysproporcjonują do ksenonu i soli nadksenianowych , zawierających XeO4-
6 anion.
Nadksenian baru, po potraktowaniu stężonym kwasem siarkowym , daje gazowy czterotlenek ksenonu:
-
Ba
2XeO
6+ 2 godz
2WIĘC
4→ 2 BaSO
4+ 2 godz
2O + XeO
4
Aby zapobiec rozkładowi, tak utworzony tetratlenek ksenonu jest szybko schładzany do jasnożółtego ciała stałego. Eksploduje powyżej -35,9 ° C na ksenon i tlen, ale poza tym jest stabilny.
Znanych jest wiele tlenofluorków ksenonu, w tym XeOF
2, XeOF
4, XeO
2F
2i XeO
3F
2. XeOF
2powstaje w wyniku reakcji OF
2z gazem ksenonowym w niskich temperaturach. Można go również otrzymać przez częściową hydrolizę XeF
4. Dysproporcjonuje w -20 ° C do XeF
2i XeO
2F
2. XeOF
4powstaje w wyniku częściowej hydrolizy XeF
6, czyli reakcja XeF
6z nadksenianem sodu, Na
4XeO
6. Ta ostatnia reakcja również wytwarza niewielką ilość XeO
3F
2. XeOF
4reaguje z CsF tworząc XeOF−
5anion, podczas gdy XeOF 3 reaguje z fluorkami metali alkalicznych KF , RbF i CsF tworząc XeOF−
4 anion.
Inne związki
Ksenon może być bezpośrednio związany z mniej elektroujemnym pierwiastkiem niż fluor lub tlen, zwłaszcza węgiel . Grupy elektronoakceptorowe, takie jak grupy z podstawieniem fluoru, są niezbędne do stabilizacji tych związków. Scharakteryzowano wiele takich związków, m.in.:
-
C
6F
5–Xe+
–N≡C–CH
3Gdzie C 6 C 5 oznacza grupę pentafluorofenylową. - [C
6F
5]
2Xe - C
6F
5–Xe–C≡N - C
6F
5–Xe–F - C
6F
5–Xe–Cl - C
2F
5–C≡C–Xe+ - [CZ
3]
3C–C≡C–Xe+ - C
6F
5–XeF+
2 - (C
6F
5Xe)
2Cl+
Inne związki zawierające ksenon związany z mniej elektroujemnym pierwiastkiem obejmują F-Xe-N (SO
2F)
2oraz F–Xe–BF
2. Ten ostatni jest syntetyzowany z tetrafluoroboranu dioksygenylu , O
2BF
4, w -100°C.
Niezwykłym jonem zawierającym ksenon jest kation tetraksenonogoldu(II) , AuXe2+
4, który zawiera wiązania Xe–Au. Jon ten występuje w związku AuXe
4(Sb
2F
11)
2, i wyróżnia się bezpośrednimi wiązaniami chemicznymi między dwoma notorycznie niereaktywnymi atomami, ksenonem i złotem , przy czym ksenon działa jako ligand metalu przejściowego.
Związek Xe
2Sb
2F
11zawiera wiązanie Xe–Xe, najdłuższe znane wiązanie element-element (308,71 pm = 3,0871 Å ).
W 1995 r. M. Räsänen i współpracownicy, naukowcy z Uniwersytetu Helsińskiego w Finlandii , ogłosili przygotowanie diwodorku ksenonu (HXeH), a później wodorotlenku ksenonu (HXeOH), hydroksyacetylenu (HXeCCH) i innych zawierających Xe Cząsteczki. W 2008 roku Khriachtchev i in. opisali wytwarzanie HXeOXeH przez fotolizy wody w obrębie kriogenicznej matrycy ksenonowej. Wyprodukowano również cząsteczki deuterowane , HXeOD i DXeOH.
Klatraty i ekscymery
Oprócz związków, w których ksenon tworzy wiązanie chemiczne , ksenon może tworzyć klatraty — substancje, w których atomy lub pary ksenonu są uwięzione przez sieć krystaliczną innego związku. Jednym z przykładów jest hydrat ksenonu (Xe· 5+3 ⁄ 4 H 2 O), gdzie atomy ksenonu zajmują wolne miejsca w sieci cząsteczek wody. Ten klatrat ma temperaturę topnienia 24°C. Deuterowana wersja tego hydratu został również wyprodukowany. Innym przykładem jest ksenon wodorek (Xe (H 2 ), 8 ), przy czym pary (ksenon dimery) są uwięzione wewnątrz stałych wodoru . Takie hydraty klatratowe mogą występować naturalnie w warunkach wysokiego ciśnienia, na przykład w jeziorze Wostok podpokrywą lodową Antarktyki . Formacja klatratu może być wykorzystana do destylacji frakcyjnej ksenonu, argonu i kryptonu.
Ksenon może również tworzyć endoedryczne związki fulerenowe , w których atom ksenonu jest uwięziony w cząsteczce fulerenu . Atom ksenonu uwięziony w fulerenie można obserwować za pomocą spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego 129 Xe (NMR). Dzięki czułemu chemicznemu przesunięciu atomu ksenonu do otoczenia można analizować reakcje chemiczne na cząsteczce fulerenu. Obserwacje te nie są jednak bez zastrzeżeń, ponieważ atom ksenonu ma elektroniczny wpływ na reaktywność fulerenu.
Gdy atomy ksenonu znajdują się w podstawowym stanie energetycznym , odpychają się nawzajem i nie tworzą wiązania. Kiedy jednak atomy ksenonu zostają pobudzone, mogą tworzyć ekscymer (wzbudzony dimer), dopóki elektrony nie powrócą do stanu podstawowego . Ta jednostka powstaje, ponieważ atom ksenonu ma tendencję do uzupełniania najbardziej zewnętrznej powłoki elektronicznej poprzez dodanie elektronu z sąsiedniego atomu ksenonu. Typowy czas życia ekscymera ksenonowego wynosi 1–5 nanosekund, a rozpad uwalnia fotony o długości fali około 150 i 173 nm . Ksenon może również tworzyć ekscymery z innymi pierwiastkami, takimi jak halogeny brom , chlor i fluor .
Aplikacje
Chociaż ksenon jest rzadkim i stosunkowo drogim wydobyciem z atmosfery ziemskiej , ma on szereg zastosowań.
Oświetlenie i optyka
Lampy gazowo-wyładowcze
Ksenon jest używany w urządzeniach emitujących światło zwanych lampami ksenonowymi, używanymi w błyskach fotograficznych i lampach stroboskopowych; wzbudzenie ośrodka aktywnego w laserach, które następnie generują spójne światło ; i sporadycznie w lampach bakteriobójczych . Pierwszy laser na ciele stałym , wynaleziony w 1960 r., był pompowany przez ksenonową lampę błyskową, a lasery używane do zasilania bezwładnościowej syntezy termojądrowej są również pompowane przez ksenonowe lampy błyskowe.
Wysokociśnieniowe ksenonowe lampy łukowe o ciągłym łuku krótkim mają temperaturę barwową zbliżoną do światła słonecznego w południe i są stosowane w symulatorach słonecznych . Oznacza to, że chromatyczność tych lamp jest zbliżona do grzejnika ogrzanego ciała czarnego w temperaturze Słońca. Po raz pierwszy wprowadzone w 1940 roku, lampy te zastąpiły krótsze lampy łukowe węglowe w projektorach filmowych. Są one również stosowane w typowych systemach projekcji filmów 35mm , IMAX i cyfrowych . Są doskonałym źródłem promieniowania ultrafioletowego o krótkich falach i mają intensywne emisje w bliskiej podczerwieni stosowanej w niektórych systemach noktowizyjnych . Ksenon jest używany jako gaz rozruchowy w lampach metalohalogenkowych do reflektorów samochodowych i wysokiej klasy latarkach „taktycznych” .
Poszczególne komórki w wyświetlaczu plazmowym zawierają mieszaninę ksenonu i neonu zjonizowanego elektrodami . Oddziaływanie tej plazmy z elektrodami generuje fotony ultrafioletowe , które następnie wzbudzają powłokę luminoforu na froncie wyświetlacza.
Ksenon jest używany jako „gaz rozruchowy” w wysokoprężnych lampach sodowych . Ma najniższą przewodność cieplną i najniższy potencjał jonizacyjny spośród wszystkich nieradioaktywnych gazów szlachetnych. Jako gaz szlachetny nie zakłóca reakcji chemicznych zachodzących w lampie operacyjnej. Niska przewodność cieplna minimalizuje straty ciepła w lampie w stanie pracy, a niski potencjał jonizacji powoduje, że napięcie przebicia gazu jest stosunkowo niskie w stanie zimnym, co umożliwia łatwiejsze uruchomienie lampy.
Lasery
W 1962 roku grupa badaczy z Bell Laboratories odkryła działanie lasera w ksenonie, a później odkryła, że wzmocnienie lasera zostało poprawione przez dodanie helu do medium laserowego. Pierwszy laser ekscymerowy wykorzystywał dimer ksenonowy (Xe 2 ) zasilany wiązką elektronów, aby wytworzyć wymuszoną emisję o długości fali ultrafioletowej 176 nm . Chlorek ksenonu i fluorek ksenonu są również stosowane w laserach ekscymerowych (a dokładniej ekscypleksowych).
Medyczny
Znieczulenie
Xenon był używany jako środek do znieczulenia ogólnego , ale jest droższy niż konwencjonalne środki znieczulające.
Ksenon oddziałuje z wieloma różnymi receptorami i kanałami jonowymi i podobnie jak wiele teoretycznie multimodalnych anestetyków wziewnych, interakcje te są prawdopodobnie komplementarne. Xenon jest antagonistą receptora NMDA o wysokim powinowactwie z miejscem glicyny . Jednakże, ksenon jest różny od niektórych innych antagonistów receptorów NMDA, które nie są neurotoksyczne i hamuje neurotoksyczność ketamina i tlenek azotu (N 2 O), podczas gdy w rzeczywistości wytwarzania działanie neuroprotekcyjne . W przeciwieństwie do ketaminy i podtlenku azotu, ksenon nie stymuluje wypływu dopaminy w jądrze półleżącym .
Podobnie jak podtlenek azotu i cyklopropan , ksenon aktywuje dwuporowy kanał potasowy TREK-1 . Powiązany kanał TASK-3, również zaangażowany w działanie anestetyków wziewnych, jest niewrażliwy na ksenon. Ksenon hamuje nikotynowe receptory acetylocholiny α4β2 , które przyczyniają się do znieczulenia rdzeniowego. Ksenon jest skutecznym inhibitorem ATPazy Ca2 + w błonie komórkowej . Ksenon hamuje Ca2 + ATP-azę poprzez wiązanie się z hydrofobowymi porami w enzymie i zapobieganie przyjmowaniu przez enzym aktywnych konformacji.
Ksenon jest konkurencyjnym inhibitorem serotoninowego 5-HT 3 receptora . Chociaż nie jest ani znieczulający, ani antynocyceptywny, zmniejsza nudności i wymioty pojawiające się podczas znieczulenia.
Ksenon ma minimalne stężenie pęcherzykowe (MAC) 72% w wieku 40 lat, co czyni go o 44% silniejszym niż N 2 O jako środek znieczulający. Dzięki temu może być stosowany z tlenem w stężeniach, które mają mniejsze ryzyko hipoksji . W przeciwieństwie do podtlenku azotu ksenon nie jest gazem cieplarnianym i jest uważany za przyjazny dla środowiska . Chociaż ksenon jest poddawany recyklingowi w nowoczesnych systemach, wypuszczany do atmosfery ksenon powraca tylko do swojego pierwotnego źródła, bez wpływu na środowisko.
Neuroprotektant
Xenon indukuje silną ochronę kardioprotekcyjną i neuroprotekcyjną poprzez różne mechanizmy. Poprzez swój wpływ na antagonizm Ca 2+ , K + , KATP\HIF i NMDA, ksenon ma działanie neuroprotekcyjne, gdy jest podawany przed, w trakcie i po niedokrwieniu . Ksenon jest antagonistą o wysokim powinowactwie w miejscu glicyny receptora NMDA. Ksenon działa kardioprotekcyjnie w stanach niedokrwienno-reperfuzyjnych poprzez indukowanie farmakologicznego nieniedokrwiennego wstępnego kondycjonowania. Xenon działa kardioprotekcyjnie poprzez aktywację PKC-epsilon i p38-MAPK w dół. Ksenon naśladuje wstępne kondycjonowanie niedokrwienne neuronów poprzez aktywację wrażliwych na ATP kanałów potasowych. Ksenon allosterycznie zmniejsza inhibicję aktywacji kanałów, w której pośredniczy ATP, niezależnie od podjednostki receptora sulfonylomocznika1, zwiększając czas i częstotliwość KATP otwartego kanału.
Doping sportowy
Wdychanie mieszaniny ksenonu z tlenem aktywuje produkcję czynnika transkrypcyjnego HIF-1- alfa , co może prowadzić do zwiększonej produkcji erytropoetyny . Wiadomo, że ten ostatni hormon zwiększa produkcję czerwonych krwinek i wyniki sportowe. Podobno doping za pomocą inhalacji ksenonem był stosowany w Rosji od 2004 roku, a być może wcześniej. 31 sierpnia 2014 r. Światowa Agencja Antydopingowa (WADA) dodała ksenon (i argon ) do listy zabronionych substancji i metod, chociaż nie opracowano jeszcze wiarygodnych testów antydopingowych dla tych gazów. Ponadto, jak dotąd nie wykazano wpływu ksenonu na produkcję erytropoetyny u ludzi.
Obrazowanie
Emisja gamma z radioizotopu 133 Xe ksenonu może być wykorzystana do obrazowania serca, płuc i mózgu, na przykład za pomocą tomografii komputerowej z emisją pojedynczych fotonów . 133 Xe był również używany do pomiaru przepływu krwi .
Ksenon, w szczególności hiperpolaryzowany 129 Xe, jest użytecznym środkiem kontrastowym do obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (MRI). W fazie gazowej może obrazować ubytki w porowatej próbce, pęcherzyki płucne lub przepływ gazów w płucach. Ponieważ ksenon jest rozpuszczalny zarówno w wodzie, jak iw rozpuszczalnikach hydrofobowych, może obrazować różne żywe tkanki miękkie.
Xenon-129 jest obecnie używany jako agent wizualizacji w skanach MRI. Kiedy pacjent wdycha hiperpolaryzowany ksenon-129, można obrazować i określać ilościowo wentylację i wymianę gazową w płucach. W przeciwieństwie do ksenonu-133, ksenon-129 jest niejonizujący i można go bezpiecznie wdychać bez skutków ubocznych.
Chirurgia
Laser ekscymerowy z chlorkiem ksenonu ma pewne zastosowania dermatologiczne.
Spektroskopia NMR
Ze względu na dużą, elastyczną zewnętrzną powłokę elektronową atomu ksenonu, widmo NMR zmienia się w odpowiedzi na warunki otoczenia i może być wykorzystywane do monitorowania otaczających warunków chemicznych. NMR można na przykład odróżnić ksenon rozpuszczony w wodzie, ksenon rozpuszczony w rozpuszczalniku hydrofobowym i ksenon związany z niektórymi białkami.
Hiperpolaryzowany ksenon może być stosowany przez chemików powierzchni . Normalnie trudno jest scharakteryzować powierzchnie za pomocą NMR, ponieważ sygnały z powierzchni są przytłaczane przez sygnały z jąder atomowych w masie próbki, które są znacznie liczniejsze niż jądra powierzchniowe. Jednak spiny jądrowe na powierzchniach stałych mogą być selektywnie spolaryzowane poprzez przeniesienie na nie polaryzacji spinu z hiperspolaryzowanego gazu ksenonowego. To sprawia, że sygnały powierzchniowe są wystarczająco silne, aby mierzyć i odróżniać sygnały masowe.
Inne
W badaniach energii jądrowej ksenon jest stosowany w komorach pęcherzykowych , sondach oraz w innych obszarach, w których pożądana jest wysoka masa cząsteczkowa i chemia obojętna. Produktem ubocznym testów broni jądrowej jest uwolnienie promieniotwórczego ksenonu-133 i ksenonu-135 . Izotopy te są monitorowane w celu zapewnienia zgodności z traktatami o zakazie prób jądrowych oraz w celu potwierdzenia prób jądrowych przez państwa takie jak Korea Północna .
Ciekły ksenon jest używany w kalorymetrach do pomiaru promieni gamma oraz jako detektor hipotetycznych słabo oddziałujących masywnych cząstek , czyli WIMP. Kiedy WIMP zderza się z jądrem ksenonu, teoria przewiduje, że przekaże wystarczającą ilość energii, aby spowodować jonizację i scyntylację . Ciekły ksenon jest przydatny w tych eksperymentach, ponieważ jego gęstość zwiększa prawdopodobieństwo interakcji ciemnej materii i umożliwia cichy detektor dzięki samoosłonie.
Ksenon jest korzystnym miotający do napędu jonów z pojazdów kosmicznych , ponieważ ma on niski potencjał jonizacji za masie atomowej i może być przechowywany w postaci cieczy w temperaturze w pobliżu temperatury pokojowej (w warunkach wysokiego ciśnienia), a jednocześnie łatwo odparowuje do zasilania silnika. Ksenon jest obojętny, przyjazny dla środowiska i mniej korozyjny dla silnika jonowego niż inne paliwa, takie jak rtęć czy cez . Ksenon został po raz pierwszy użyty w silnikach jonów satelitarnych w latach 70. XX wieku. Został później wykorzystany jako paliwo do sondy JPL Deep Space 1 , europejskiego statku kosmicznego SMART-1 oraz do trzech jonowych silników napędowych na statku kosmicznym Dawn .
Chemicznie związki nadksenianowe są stosowane jako środki utleniające w chemii analitycznej . Difluorek ksenonu jest stosowany jako wytrawiacz do krzemu , szczególnie w produkcji układów mikroelektromechanicznych (MEMS). Lek przeciwnowotworowy 5-fluorouracyl może być wytwarzany w reakcji difluorku ksenonu z uracylem . Ksenon jest również wykorzystywany w krystalografii białek . Stosowane pod ciśnieniem od 0,5 do 5 MPa (5 do 50 atm ) do kryształu białka, atomy ksenonu wiążą się głównie w hydrofobowych wnękach, często tworząc wysokiej jakości izomorficzną pochodną z ciężkimi atomami, którą można wykorzystać do rozwiązania problemu fazowego .
Środki ostrożności
| Zagrożenia | |
|---|---|
| NFPA 704 (ognisty diament) | |
Ponieważ są silnie utleniające , wiele związków tlenowo- ksenonowych jest toksycznych; są również wybuchowe (wysoce egzotermiczne ), rozkładając się na ksenon pierwiastkowy i tlen dwuatomowy (O 2 ) ze znacznie silniejszymi wiązaniami chemicznymi niż związki ksenonowe.
Gaz ksenonowy można bezpiecznie przechowywać w zwykłych, szczelnych szklanych lub metalowych pojemnikach w standardowej temperaturze i ciśnieniu . Jednak łatwo rozpuszcza się w większości tworzyw sztucznych i gumy i stopniowo wydostaje się z pojemnika zamkniętego takimi materiałami. Ksenon jest nietoksyczny , chociaż rozpuszcza się we krwi i należy do wybranej grupy substancji, które przenikają przez barierę krew-mózg , powodując łagodne lub pełne znieczulenie chirurgiczne przy wdychaniu w wysokich stężeniach z tlenem.
Prędkość dźwięku w ksenonem (169 m / s) jest mniejsza niż jego stężenie w powietrzu, ponieważ przeciętna prędkość ciężkich atomów ksenonu jest mniejsza niż cząsteczki azotu i tlenu w powietrzu. W związku z tym ksenon wibruje wolniej w strunach głosowych podczas wydechu i wytwarza niskie tony głosu (dźwięki o niskich częstotliwościach, ale podstawowa częstotliwość lub tonacja się nie zmienia), co jest efektem odwrotnym do wysokich tonów wytwarzanych w helu . W szczególności, gdy trakt głosowy jest wypełniony gazem ksenonowym, jego naturalna częstotliwość rezonansowa staje się niższa niż wtedy, gdy jest wypełniony powietrzem. W ten sposób niskie częstotliwości fali dźwiękowej wytwarzane przez tę samą bezpośrednią wibrację strun głosowych zostałyby wzmocnione, powodując zmianę barwy dźwięku wzmacnianego przez trakt głosowy. Podobnie jak hel, ksenon nie zaspokaja zapotrzebowania organizmu na tlen i jest zarówno prostym środkiem duszącym, jak i środkiem znieczulającym, silniejszym niż podtlenek azotu; w konsekwencji, a ponieważ ksenon jest drogi, wiele uniwersytetów zabroniło wykonywania sztuczek głosowych jako ogólnej demonstracji chemii. Sześciofluorek siarki gazowej jest podobny do ksenonu pod względem masy cząsteczkowej (146 w porównaniu z 131), tańszy i choć duszący, nietoksyczny ani znieczulający; często jest zastępowany w tych demonstracjach.
Gęste gazy, takie jak ksenon i sześciofluorek siarki, mogą być bezpiecznie wdychane po zmieszaniu z co najmniej 20% tlenem. Ksenon o stężeniu 80% wraz z 20% tlenem szybko powoduje utratę przytomności znieczulenia ogólnego (i był do tego używany, jak omówiono powyżej). Oddychanie bardzo skutecznie i szybko miesza gazy o różnej gęstości, dzięki czemu cięższe gazy są usuwane wraz z tlenem i nie gromadzą się na dnie płuc. Istnieje jednak niebezpieczeństwo związane z każdym ciężkim gazem w dużych ilościach: może on siedzieć niewidocznie w pojemniku, a osoba, która wejdzie w obszar wypełniony bezwonnym, bezbarwnym gazem, może zostać uduszona bez ostrzeżenia. Ksenon jest rzadko używany w wystarczająco dużych ilościach, aby stanowił problem, chociaż potencjalne zagrożenie istnieje za każdym razem, gdy zbiornik lub pojemnik z ksenonem jest przechowywany w niewentylowanym miejscu.