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Steckbrief: Xenon

Informationen zum Element:

Bezeichnung

131,29

Symbol: Xe

Internationale Bezeichung (IUPAC): Xenon

Ursprung: Xenon (von altgriechisch xénos fremd) ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Xe und der Ordnungszahl 54. Das farb- und geruchlose Gas gehört zu den chemisch extrem reaktionsträgen Edelgasen. Xenon ist beispielsweise für seinen Einsatz in Autoscheinwerfern und Ionenantrieben bekannt.
Xenon wurde am 12. Juli 1898 durch William Ramsay und Morris William Travers aus Rohkrypton abgetrennt. Die gesamte Gruppe wurde 1962 in Edelgase umbenannt, nachdem einige mögliche chemische Verbindungen von Fluor und von Xenon gefunden wurden. Xenon selbst ist das schwerste stabile Gas dieser Gruppe und das einzige mit anästhetischen Eigenschaften unter normobaren Bedingungen. Mit Ausnahme des Edelgases Radon ist Xenon das seltenste Edelgas. Das Vorkommen ist mit 0,0000087% in der Atmosphäre extrem gering.

Bedeutung: xénos = fremd

Daten Periodensystem

Periode: 5

Gruppe: 18 (VIII A)

Gruppenname: Edelgase

Oxidationszahl: 2

Atommasse [u]: 131,29

Elektronegativität

Elektronegativität (nach Allred):

Elektronegativität (nach Pauling):

Physikalische Daten

Aggregatzustand (20°C): gasförmig

Dichte [g/cm²]: 0,005887

Radioativ: n

Schmelztemperatur [°C]: -112

Siedetemperatur [°C]: -108

Kristallstruktur: kubisch - flächenzentriert

Verwendung im Alltag

Eigenschaften: Xenon lässt sich zu einer farblosen Flüssigkeit kondensieren. Als Feststoff ist es kristallin. Die kritischen Daten lauten: Druck 58,4 bar, Temperatur 16,4 °C (289,5&nbps;K), Dichte 1,11 g/ml. Unter Druck von mehreren hundert Kilobar lässt sich Xenon in eine metallische Struktur überführen. Die Löslichkeit in Wasser ist mit etwa 230 ml/l recht hoch. Auch Klathrate (Gaseinschlussverbindungen) können aus Wasser und Xenon hergestellt werden.
Als Füllung in Gasentladungsröhren erzeugt Xenon je nach dem inneren Gasdruck unterschiedliche Farben: violett, blau, himmelblau und olivgrün.
- Füllung von Thyratron-Röhren
- Narkosegas
- Blasenkammern
- Ionenantrieb
- Plasmafernseher
- Kryogene Wärmeröhre (Heatpipes)
- die radioaktiven Xenon-Isotope ¹²⁷Xenon und ¹³³Xenon werden in der Nuklearmedizin zur Lungenszintigrafie verwendet
- Herstellung von ¹²³Iod mittels Protonenbeschusses (Zyklotron)
- Xenon-Isotope entstehen bei Atombombenexplosionen und dienen so als deren Nachweis. So lassen sich selbst unterirdische Atomexplosionen an den durch die Erdschichten diffundierenden Xenonspuren erkennen.
Verbindungen: Vor 1962 galten alle Edelgase als inert, als chemische Stoffe, die keine Verbindungen eingehen. Auch diatomare Elementverbindungen, wie sie von den gasförmigen Nichtmetallen Sauerstoff, Chlor oder Stickstoff bekannt sind, gehen die Edelgase nicht ein, und die niedrigen Siede- und Schmelzpunkte weisen auf Einzelatome hin.
Anfang 1962 versuchte Neil Bartlett Xenon mit dem stärksten damals bekannten Oxidationsmittel Platinhexafluorid PtF₆ zu oxidieren. Es bildete sich eine gelbe bis rote Substanz in nicht stöchiometrischer Zusammensetzung (keine definierte chemische Verbindung). Seine Motivation war wie folgt begründet: er kannte die klassische Redoxreaktion PtF₆⁺ O₂ --> O₂PtF₆. Da Sauerstoff und Xenon etwa die gleiche Ionisierungsenergie besitzen, schloss er, dass diese Reaktion auch mit Xenon möglich sein sollte und sagte das Reaktionsprodukt XePtF₆ voraus. Im gleichen Jahr führte Rudolf Hoppe in Münster die Synthese von Xenon(II)-fluorid durch Umsetzung der Elemente unter Kühlung in einer elektrischen Entladung durch.
Zwischenzeitlich sind viele weitere Verbindungen bekannt, von denen die meisten allerdings nur in der Nähe des absoluten Nullpunktes existieren.

Vorkommen und Häufigkeit

Vorkommen: 1 m³ Luft enthält etwa 0,08 ml Xenon. Xenon ist mit 0,03 ppb in der kontinentalen Erdkruste vertreten. Es steht hinter Rhenium und Krypton an der 83 Stelle der Elementhäufigkeit. Es ist somit das seltenste nicht radioaktive Element.

Häufigkeit: 2,00 ⋅ 10^-9 % (prozentualer Massenanteil der Erdhülle, d.h. der Erdkruste/Ozeane bis 16 km Tiefe)