יסוד כימי · דף עיון
54Xe

קסנון

קסנון הוא יסוד כימי שמספרו האטומי 54 וסמלו Xe. הוא נמצא במחזור 5, קבוצה 18 ובבלוק p. מצבו הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא גז, ותצורת האלקטרונים שלו היא [Kr] 4d10 5s2 5p6.

מספר אטומי54
משקל אטומי תקני131.293(6)
קבוצה18
מחזור5
בלוקp
תצורת אלקטרונים[Kr] 4d10 5s2 5p6
מבנה אלקטרוני

מה קובע את הכימיה שלו?

לקסנון קליפת ערכיות מלאה או כמעט מלאה, ולכן תגובתיותו נמוכה בהרבה מזו של רוב היסודות. הגזים האצילים הכבדים יכולים ליצור מספר מצומצם של תרכובות בתנאים מתאימים.

תצורת האלקטרונים של קסנון היא [Kr] 4d10 5s2 5p6. יציבות הקליפה החיצונית מסבירה את אנרגיית היינון הגבוהה ואת הנטייה של בני הקבוצה הקלים להופיע כאטומים בודדים במצב הגזי.

צורות כימיות

תרכובות, יונים וחומרים

קסנון מופיע בדרך כלל כאטומים בודדים בעלי תגובתיות נמוכה. הגזים האצילים הכבדים מסוגלים ליצור מספר קטן של תרכובות עם יסודות אלקטרושליליים מאוד, אך הכימיה שלהם עדיין מצומצמת יחסית.

התנהגות פיזיקלית

מצב ושינויי פאזה

המצב הפיזיקלי הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא גז. הצפיפות המופיעה היא 5.894 g/L. נקודת ההתכה היא 161.4 K (-111.7 °C). נקודת הרתיחה היא 165.1 K (-108.1 °C). לחץ, טוהר, מבנה גבישי ואלוטרופים יכולים לשנות ערכים נמדדים, ולכן תנאי המדידה הם חלק חשוב מקריאת הנתונים הפיזיקליים.

הימצאות ושימושים

איפה נמצא קסנון וכיצד משתמשים בו?

בפועל, קסנון מופיע ביישומים כגון תאורה, ציוד דימות רפואי והנעה יונית. התכונה המנוצלת יכולה להגיע מן היסוד הטהור, מסגסוגת, מתרכובת או מאיזוטופ מסוים, ולכן חשוב תמיד להבחין בין היסוד לבין הצורה הכימית שמשמשת בפועל.

בפועל

דוגמאות לשימושים ממשיים

תאורה

בתחום תאורה, קסנון או תרכובות שלו מסייעים לשלוט בבליעה, בפליטה, בשבירה או בהחזרה של אור בטווחי אורכי גל מוגדרים.

ציוד דימות רפואי

קסנון משמש בחומרים מגנטיים או בסגסוגות כאשר המבנה האלקטרוני שלו מאפשר מגנטיות חזקה, יציבה או נשלטת.

הנעה יונית

אפשר ליינן את קסנון ולהאיץ את היונים בשדה חשמלי כדי ליצור דחף יעיל במערכות הנעה יונית.

מיקום מחזורי

מה מספרים היסודות השכנים?

קסנון נמצא במחזור 5 ובקבוצה 18. היסודות הסמוכים המוצגים כאן הם: ברום; קריפטון; יוד; אסטטין; רדון. המיקום הזה מאפשר להשוות ישירות גודל אטומי, אנרגיית יינון, מצבי חמצון ומגמות בקשרים כימיים עם יסודות קרובים בטבלה המחזורית.

נתוני ייחוס

תכונות פיזיקליות ואטומיות

סיווגגז אציל
מצב בטמפרטורת החדרגז
קליפות אלקטרונים2 · 8 · 18 · 18 · 8
צפיפות5.894 g/L
נקודת התכה161.4 K (-111.7 °C)
נקודת רתיחה165.1 K (-108.1 °C)
אלקטרושליליות לפי פאולינג2.6
אנרגיית יינון ראשונה1 170 kJ/mol
זיקה אלקטרונית—

הערכים מתארים את היסוד או את האטום הנייטרלי כאשר הדבר רלוונטי. נתונים פיזיקליים עשויים להשתנות עם האלוטרופ, הלחץ, הטוהר ותנאי המדידה.

היסטוריה

גילוי וזיהוי

גילוי קסנון מזוהה עם עבודתו של ויליאם רמזי. התצפית הראשונה, הבידוד של דגימה טהורה והקביעה של המספר האטומי המודרני לא התרחשו בהכרח באותו זמן, ולכן להיסטוריה של היסוד יש כמה שלבים.

איזוטופים ומשקל אטומי

כיצד הרכב האיזוטופים משנה את המספרים?

המשקל האטומי התקני הרשום של קסנון הוא 131.293(6). ערך זה משקף את הרכב האיזוטופים בחומרים טבעיים על פני כדור הארץ, ולא את המסה של אטום יחיד מסוים.

לקסנון יש לפחות איזוטופ יציב אחד. לכל האיזוטופים אותו מספר פרוטונים ולכן אותה זהות כימית, אך מספר שונה של נייטרונים ומסה אטומית שונה.

בטיחות

טיפול וחשיפה

הגז אינו חייב להיות רעיל מבחינה כימית כדי להיות מסוכן: בחלל סגור הוא עלול לדחוק חמצן. לכן אוורור וניטור ריכוז החמצן חשובים כשמטפלים בכמות גדולה.