Xenon

Xenon (ooltgreeksch: ξένος „frömd“) is en cheemsch Element mit dat Atomteken Xe un de Atomtall 54. So as Helium, Neon, Argon, Krypton un Radon is dat en Eddelgas. Dat bedüüt, dat Xenon nich so licht mit annere Elementen oder sik sülvst reageren kann. Man kennt blots en paar Verbinnen mit Xenon, wovon aver de meisten blots bi ganz siete Temperaturen bestännig blievt. Xenon kummt in de Natur nich as Molekül vör, man blifft en enkelt Atom.

Dat Gas is dat roorste Element op de Eer, dat nicht radioaktiv is un is in lütte Mengden in de Atmosphäär to finnen. Ofschoonst dat roor is, wat dat op männige Oort un Wies insett, so to’n Bispeel as Füllgas vun Xenon-Gasentladungslampen, de ünner annern in Autolüchten („Xenonlicht“) insett warrt, oder as Narkoosmiddel to’n Inaten.

Historie John William Strutt, 3. Baron Rayleigh, un William Ramsay harrn 1894 Argon as dat eerste Eddelgas opdeckt. Een Johr later hett Ramsay dat bit dorhen blots ut dat Sünnspektrum bekannte Helium ut Uranierz isoleert un weer ut de Gesetten vun’t Periodensystem gewohr, dat dat noch annere Elementen von disse Oort geven müss. He hett dorüm siet 1896 eerst mol verschedene Mineralen un Meteoriten un de Gasen, de bi’t Hitt maken oder Oplösen afgeven weern, ünnersöcht. Ramsay un sien Mitarbeiter Morris William Travers harrn dormit aver keen Spood. Se fünnen blots Helium un roor ok Argon. Ok dat Ünnersöken vun hitte Gasen ut Cauterets in Frankriek un ut Iesland hebbt keen Resultaten bröcht.William Ramsay: The Rare Gases of the Atmosphere. Nobelpriesreed vun’n 12. Dezember 1904.

Denn füngen se an, 15 l Rohargon to ünnersöken un dör Verfletigen un frakschoneerte Destillatschoon optosplitten. Bi’t Verdampen vun’t Rohargon bleev wat torüch, wat se ünnersöken deen. Dorbi hebbt se dat ne’e Element Krypton opdeckt. Nadem se ok Neon opdeckt harrn, füngen Ramsay un Travers in’n September 1898 dormit an, Krypton dör frakschoneerte Destillatschoon wieter to ünnersöken. Dorbi sünd se op en Element stött, dat en högeren Kaakpunkt harr as Krypton. Dat hebbt se denn Xenon nöömt na dat ooltgreeksche xénos (ξένος) för „frömd“.

1939 hett Albert R. Behnke opdeckt, dat Xenon anästhetisch wirken deit. He ünnersöch verscheden Gasen un Gasmischen op Dukers un vermodt ut sien Resultaten, dat Xenon ok bi Normaldruck en narkotisch Wirken hebben müss. Man, he harr nich noog vun dat Gas, üm dat natowiesen. Bestätigt weer dat 1946 an Müüs dör J. H. Lawrence. De eerste Operatschoon ünner Xenon-Narkoos hett Stuart C. Cullen 1951 maakt.T. Marx, M. Schmidt, U. Schirmer, H. Reinelt: Xenon anaesthesia. In: Journal of the Royal Society of Medicine. 93, 10, 2000, S. 513–517, (PDF).

Neil Bartlett hett 1962 mit Xenonhexafluoroplatinat to’n eersten mol en Xenonverbinnen opdeckt, wat de eerste Eddelgasverbinnen överhaupt weer.Neil Bartlett: Xenon Hexafluoroplatinate(V) Xe+[PtF]−. In: Proceedings of the Chemical Society. 1962, S. 218, doi:10.1039/PS9620000197. Blots wenigen Maanden later sünd in’n August 1962 meist to glieken Tiet Xenon(II)-fluorid vun Rudolf Hoppe un Xenon(IV)-fluorid vun en Grupp üm de US-Amerikaner C. L. Chernick un H. H. Claassen synthetiseert worrn.R. Hoppe: Die Valenzverbindungen der Edelgase. In: Angewandte Chemie. 76, 11, 1964, S. 455–463, doi:10.1002/ange.19640761103.

Vörkamen In’t Weltall is Xenon nich roor un kann vun sien Männigkeit mit de vun Barium, Rubidium un Nickel vergleken warrn.A. G. W. Cameron: Abundances of the elements in the solar system. In: Space Science Reviews. 15, 1970, S. 121–146; (PDF) Op de Eer tellt dat Element dorgegen to de, de an’n wenigsten vörkamt. Dat is dat roorste bestännige Element. Blots en Reeg vun radioaktive Elementen, de sünners as Twüschenprodukten in Verfallsregen vörkamt, sünd noch roorer.

De gröttste Deel vun’t Xenon is wohrschienlich in de Atmosphäär antofinnen, woneem sien Andeel ruchweg 0,09 ppm bedriggt.P. Häussinger, R. Glatthaar, W. Rhode, H. Kick, C. Benkmann, J. Weber, H.-J. Wunschel, V. Stenke, E. Leicht, H. Stenger: Noble Gases. In: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, Weinheim 2006, doi:10.1002/14356007.a17_485. Ok de Ozeanen, enkelte Stenen as Granit un Eerdgas-Borns bargt Xenon in lütte Andelen. Entstahn is dat ünner annern dör Spontanverfall vun Uran un Thorium, wat sik dör en afwieken Isotopentosammensetten vun dat atmosphäärsche Xenon nawiesen lett.H. Hintenberger: Xenon in irdischer und in extraterrestrischer Materie (Xenologie). In: Naturwissenschaften. 59, 7, 1972, S. 285–291, doi:10.1007/BF00593352. As Verfallsprodukt vun radioaktive Stoffen warrt Xenon dorüm vundaag ok as Indikater för Atomwapentests bruukt un dör de CTBTO weltwiet meten. Dat geiht över dat Anlagern an Sülverzeolithen in Xenonfallen. ORF.at vun’n 24. Juni 2013; afropen an’n 14. September 2017.

Meteoriten bargt Xenon, dat villicht al siet Entstahn vun’t Sünnsystem in Stenen inslaten is oder dör verschedene sekundäre Vörgäng entstahn sünd, so as de radioaktive Verfall vun’t Jodisotop 129I, Spallatschoonsreakschonen oder dat Karnsplitten vun swore isotopen as 244Pu. Ok op de Eer laat sik Xenon-Produkten vun disse Reakschonen nawiesen, wat anners rüm ok wat över’t Entstahn vun de Eer utseggt.Ichiro Kaneoka: Xenon’s Inside Story. In: Science. 280, 1998, S. 851–852, doi:10.1126/science.280.5365.851b. Op’n Maand is Xenon in’n Maandstoff funnen worrn, de woll dör den Sünnwind dor hen transporteert worrn is. In Maandstenen weer Xenon funnen, dat dör Spallatschoon oder Neutroneninfang ut dat Bariumisotop 130Ba stammt.

In Witte Dwargsteerns is Xenon nawiest worrn. Dorbi sünd in’n Vergliek to de Sünn 3800-facke Kunzentratschonen meten worrn. De Grund dorför is opstunns noch nich bekannt.Klaus Werner, Thomas Rauch, Ellen Ringat, Jeffrey W. Kruk: First detection of Krypton and Xenon in a white dwarf. In: The Astrophysical Journal. 753, 2012, S. L7, doi:10.1088/2041-8205/753/1/L7.

Winnen Xenon warrt opstunns eenzig mit dat Linde-Verfohren ut Luft wunnen. Bi’t Scheden vun Stickstoff un Suerstoff riekert sik dat Eddelgas wegen sien hoge Dicht tosamen mit Krypton in’n fletigen Suerstoff an, de sik in’n Sump vun de Kolonn finnt. De Mischen warrt in en Kolonn bröcht, in de dat op ruchweg 3% Krypton un Xenon anriekert warrt. Dat fletige Kunzentrat vun de Eddelgasen bargt blangen den Suerstoff noch gröttere Mengden an Kohlenwaterstoffen as Methan, fluoreerte Verbinnen as Swevelhexafluorid oder Tetrafluormethan un Sporen vun Kohlenstoffdioxid un Distickstoffmonoxid. Methan un Distickstoffmonoxid künnt över Verbrennen an Platin- oder Palladiumkatalysaters bi 500 °C to Kohlenstoffdioxid, Water un Stickstoff ümsett warrn, de dör Adsorpschoon an Molekularseven afscheedt warrn künnt. Patent: EP1752417 Process and apparatus for the production of krypton and/or xenon. Anmellt an’n 20. September 2005, publizeert an’n 14. Februar 2007, Anmellt vun: Linde AG, Utfinner: Matthias Meilinger.‌ Fluorverbinnen künnt op disse Wies aver nich ut de Mischen afscheedt warrn. Dorto kann dat Gas aver mit Mikrobülgen bestrahlt warrn, wobi die Fluor-Binnen opbroken un die Fluoratomen, de dorbi free warrt, in Natronkalk opfangen warrn künnt. Jean-Christophe Rostaing, Francis Bryselbout, Michel Moisan, Jean-Claude Parenta: Méthode d’épuration des gaz rares au moyen de décharges électriques de haute fréquence. In: Comptes Rendus de l’Académie des Sciences - Series IV - Physics. 1, 1, 2000, S. 99–105, doi:10.1016/S1296-2147(00)70012-6. De Gasmischen kann ok över en Titandioxid-Zirkondioxid-Katalysater bi 750 °C leidt warrn. Dorbi reageert de Flourverbinnen to Kohlenstoffdioxid, Fluorwaterstoff un annere afscheedbore Verbinnen.

Dorna warrt Krypton un Xenon in en wietere Kolonn, de baven hitt maakt un ünnen afköhlt warrt, scheedt. Wiel Krypton un Resten vun’n Suerstoff an’t bövere Enn vun de Kolonn rut geiht, sammelt sik dat Xenon an’n Bodden un kann afschöppt warrn. Vunwegen de hogen Nafraag un dat togliek rore Vörkamen is Xenon dat düerste Eddelgas. De Samtprodukschoonsmengde weer 1998 op 5000 bit 7000 m3 schätzt.

Egenschoppen Physikaalsch duum|kuubsch-dichtste Kugelpacken vun fast Xenon, a = 620 pm duum|In Gasentladungslampen lüücht Xenon blau duum|Sichtbor Spektrum vun Xenon

Ünner Normalbedingen is Xenon en eenatomig Gas ahn Klöör un Röök, dat bi 165,1 K (−108 °C) fletig warrt un bi 161,7 K (−111,45 °C) verklamt. Jüst so as de annern Eddelgasen – mit Utnahm vun Helium – kristalliseert Xenon in’t kuubsche Kristallsystem mit den Gidderparameter a = 620 pm.K. Schubert: Ein Modell für die Kristallstrukturen der chemischen Elemente. In: Acta Crystallographica. 30, 1974, S. 193–204.

As Eddelgas bargt Xenon blots afslatene Elektronenschalen. Se lett sik verkloren, worüm dat Gas jümmers eenatomig vörliggt und dat Gas so traag mit sik un annere Elementen reageert. Liekers is de Ionisatschoonsenergie vun de butensten Elektronen so siet, dat se sik in’n Gegensatz to de Valenzelektronen vun de lichteren Eddelgasen ok cheemsch afsplitten laat. So sünd ok Xenonverbinnen möglich.

Mit en Dicht vun 5,8982 kg/m3 bi 0 °C un 1013 hPa is Xenon düütlich sworer as de dörsnittliche Luft. In’t Phasendiagramm liggt de Tripelpunkt bi 161,37 K un 0,8165 bar,W. T. Ziegler, J. C. Mullins, A. R. Berqist: Calculation of the Vapor Pressure and Heats of Vaporization and Sublimation of Liquids and Solids below One Atmosphere Pressure. VIII. Xenon. In: Ga. Inst. Technol., Eng. Exp. Stn., Proj. A-764, Tech. Rep. No. 1. 1966 (NIST webbook). de kritische Punkt bi 16,6 °C, 5,84 MPa un en kritischen Dicht vun 1,1 g/cm3.Indrag to Xenon. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag; afropen an’n 18. September 2017. Ünner hogen Druck vun 33 GPa un bi en Temperatur vun 32 K verhollt sik Xenon as en Metall un leidt elektrischen Stroom.

Cheemsch Jüst as all Eddelgasen reageert Xenon kuum mit annere Elementen, liekers is Xenon tosamen mit Radon dat reaktivste Eddelgas. Wohrhaftig gifft dat en gröttere Tall vun Xenonverbinnen, sogor mehr as vun’t sworere Radon, dat woll de sietere Ionisatschoonsenergie opwiest, man wegen sien Radioaktivität mit korte Halfweertstieten vun sien Isotopen sünd de Radon-Verbinnen tomeist nich bestännig.

Xenon regeert blots mit Fluor direkt. Afhangig vun de Proportschoon vun Fluor un Xenon entstaht dorbi ünner exotherme Reakschoon bi högere Temperaturen Xenon(II)-fluorid, Xenon(IV)-fluorid oder Xenon(VI)-fluorid. Verbinnen mit en poor annere Elementen as Suerstoff oder Stickstoff sünd ok bekannt. Man, se sünd weniger bestännig un künnt blots dör Reakschoon vun Xenonfluoriden oder – as Xenon(II)-chlorid – bi deepe Temperaturen dör elektrisch Entladen wunnen warrn.A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Oplaag. de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 417–429.