氙

氙
	54Xe
	碘 ← 氙 → 铯
外观
	无色气体,在高压放电管中呈现蓝色; ; ; 氙的光谱线
概况
名称 · 符号 · 序数	氙 · Xe · 54
元素类别	稀有气体
族 · 週期 · 区	18 · 5 · p
标准原子质量	131.293(6)
电子排布	[氪] 5s2 4d10 5p6; 2, 8, 18, 18, 8
历史
发现	威廉·拉姆齊以及莫里斯·特拉弗斯（1898年）
首次得到单质	威廉·拉姆齊以及莫里斯·特拉弗斯（1898年）
物理性质
状态	气态
密度	（0 °C, 101.325 kPa）; 5.894 g/L
沸点时液体密度	3.057 g·cm−3
熔点	（101.325 kPa）161.4 K，-111.7 °C，-169.1 °F
沸点	（101.325 kPa）165.03 K，-108.12 °C，-162.62 °F
三相点	161.405 K（-112°C），81.6 kPa
临界点	289.77 K，5.841 MPa
熔化热	（101.325 kPa）2.27 kJ·mol−1
汽化热	（101.325 kPa）12.64 kJ·mol−1
比热容	5R/2 = 20.786 J·mol−1·K−1
蒸汽压
原子性质
氧化态	0, +1, +2, +4, +6, +8; （很少大于0); (弱酸性）
电负性	2.6（鲍林标度）
电离能	第一：1170.4 kJ·mol−1
	第二：2046.4 kJ·mol−1
	第三：3099.4 kJ·mol−1
共价半径	140±9 pm
范德华半径	216 pm
杂项
晶体结构	面心立方
磁序	抗磁性
热导率	5.65×10-3 W·m−1·K−1
声速	(液态) 1090 m/s; (气态) 169 m·s−1
CAS号	7440-63-3
最稳定同位素
	主条目：氙的同位素
	查; 论; 编;

氙（舊譯作氠、氥）是一种化学元素，它的元素符号是Xe，它的原子序数是54，是一种无色无味的稀有气体，放电时呈蓝色。在地球大气层中存在痕量的氙。^[6]氙与其他同族元素，本来由于不易与其他物质产生化学作用被称为惰性气体（现改作稀有气体），但自从1962年起，陆续发现了氙的化合物。第一种氙的化合物是巴特列特制得的六氟合铂酸氙。^[7]^[8]^[9]目前已知氙有80多种化合物，包括氟化物（二氟化氙、四氟化氙、六氟化氙）、氢化物及氘化物、以及高氙酸钠。三氧化氙具有高度爆炸性。除了个别化合物外，氙化合物都是无色的。

已知的氙的稳定同位素有9种（参见氙的同位素）。它还有40种不稳定的放射性同位素。氙的放射性同位素是研究太阳系早期历史的重要工具。^[10]氙-135是核裂变的产物之一，并用作核反应堆的中子吸收剂。^[11]

氙可以用于制造氙光灯^[12]和氙弧灯，^[13]也是一种全身麻醉剂。^[14]第一台准分子激光器就使用了氙的激发二聚体Xe₂作为激光活性媒质，^[15]最早的激光器使用氙光灯作为激光泵。^[16]氙被用于搜寻假想的大质量弱相互作用粒子^[17]，它是新型航天器离子推进器中的推进剂。^[18]

历史 [编辑]

1962年以前，科学家只能在放电管里面观察到短寿命的化合物和不稳定的水合物、包合物。包合物是稀有气体原子被有机或无机化合物包含在晶体间隙之中，比如醌醇能把氙包含在晶体中。

一直到1962年，英国氟化学家巴特利特（N. Bartlett）在研究六氟化铂（PtF₆）时发现，它的强氧化性能把氧气分子氧化为二氧基阳离子（O₂⁺），形成O₂⁺[PtF₆]。考虑到氧分子的第一电离能与氙的第一电离能接近（氧为1175.7kJ/mol，氙为1171.5kJ/mol），氙有可能像氧气一样发生类似的化合反应。于是，他把PtF₆蒸汽与过量的氙在室温下混合，立即产生了红色的晶体：经X射线分析，证明这是氙的化合物，XePtF₆（在一些资料写作Xe⁺PtF₆⁻，比如现在人民教育出版社出版的高中化学教材）。然而有点讽刺的是，后来有人直接把氟气和氙气直接混合，在紫外线下就产生了最简单的氟化物：XeF₂。

性质 [编辑]

作为稀有气体，氙单质非常稳定，常温下除了氟和一些强氧化物，几乎不与其他物质反应。

存在与制备 [编辑]

同位素与相关研究 [编辑]

化合物 [编辑]

目前发现的氙的主要化合物，包括XeF₂、XeF₄、XeOF₂、XeF₆、XeOF₄、XeO₃、XeO₄。其中，XeO₄中的Xe氧化数达到+VIII，如此高氧化数在化合物中不多见。另外，据闻有科学家合成出XeF₃，这是不常见的奇数化合价的稀有气体化合物。这些化合物在常温下多数是无色晶体，除了XeO₄是无色气体以外。其化学性质较稳定，但少数化合物，如XeF₃、XeO₃容易爆炸性分解。

卤化物 [编辑]

XeF₂

XeF₂溶于水，在稀酸溶液中缓慢水解，而在碱性溶液则迅速水解。

2XeF₂ + 4OH⁻ == 2Xe↑ + O₂↑ + 4F⁻ + H₂O

XeF₂具有强氧化性，能把Cl⁻氧化为Cl₂。Ce³⁺氧化为Ce⁴⁺。

XeF₄

XeF₄除了可以通过上述的平衡生成纯度较低的生成物以外，还可以通过Xe与F₂以1：5比例混合，在镍制反应器内以温度673K和压强2633.8kPa条件下加热数小时后迅速冷却制得。其性质类似于XeF₂，但能直接与水发生水解反应而不需要酸性或者碱性介质，而且这个水解反应是一个歧化反应。

6XeF₄ + 12H₂O == 2XeO₃ + 4Xe↑ +3O₂↑ +24HF

XeF₆

XeF₆的制备需要在大于5056kPa的压强和高于523K的温度下进行。这种常温下为无色晶体的物质在加热时会变成黄色，但性质不会有太大变化。

XeF₆与XeF₄一样会水解，但是水解程度不同生成物也不同。完全水解时会与XeF₄一样生成XeO₃。

XeF₆ + 3H₂O == XeO₃ + 6HF

不完全水解时，产物为XeOF₄

XeF₆ + H₂O == XeOF₄ + 2HF

氧化物和卤氧化物 [编辑]

其他化合物 [编辑]

包合物与准分子 [编辑]

应用 [编辑]

氙霓虹燈。

注意事项 [编辑]

化学性质 [编辑]

注释 [编辑]

参考文献 [编辑]

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外部链接 [编辑]

洛斯阿拉莫斯国家实验室
EnvironmentalChemistry.com —— 氙（英文）

《化学选修3物质结构与性质》第二版，第一章《原子结构与性质》。北京：人民教育出版社。
《无机化学》第二版上册，第九章《氢稀有气体》。北京：高等教育出版社。

[1] Krypton. Gas Encyclopedia. Air Liquide. 2009.

[2] Section 4 "Properties of the Elements and Inorganic Compounds; Melting, boiling, triple, and critical temperatures of the elements" in Lide, D. R.., CRC Handbook of Chemistry and Physics. 86th, Boca Raton (FL): CRC Press. 2005, ISBN 0-8493-0486-5

[3] Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Lide, D. R.., CRC Handbook of Chemistry and Physics. 86th, Boca Raton (FL): CRC Press. 2005, ISBN 0-8493-0486-5

[EXO-4] Ackerman, N.; et.al. Observation of Two-Neutrino Double-Beta Decay in ¹³⁶Xe with the EXO-200 Detector. Physical Review Letters. 2011, 107 (21): 212501. Bibcode:2011PhRvL.107u2501A. doi:10.1103/PhysRevLett.107.212501.

[5] . doi:10.1103/PhysRevLett.98.053003. 缺少或|title=为空 (帮助)

[6] Staff. Xenon. Columbia Electronic Encyclopedia 6th. Columbia University Press. 2007 [2007-10-23].

[lanl-7] Husted, Robert; Boorman, Mollie. Xenon. Los Alamos National Laboratory, Chemical Division. December 15, 2003 [2007-09-26].

[8] Rabinovich, Viktor Abramovich; Vasserman, A. A.; Nedostup, V. I.; Veksler, L. S. Thermophysical properties of neon, argon, krypton, and xenon English-language. Washington, DC: Hemisphere Publishing Corp. 1988 [2009-04-02]. ISBN 0891166750. —National Standard Reference Data Service of the USSR. Volume 10.

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