化学元素 · 参考页
54Xe

氙

氙(Xe)是原子序数为 54 的化学元素,位于第 5 周期、第 18 族、p 区。室温下为气态。 原子序数等于原子核中的质子数,因此能够唯一确定元素。

原子序数54
标准原子量131.293(6)
族18
周期5
区p
电子排布[Kr] 4d10 5s2 5p6
电子结构

决定其化学性质的因素

“氙”原子的最外电子层接近或达到闭壳层,因此失去、得到或共享电子的倾向较小,这解释了稀有气体较低的反应性。

电子排布 [Kr] 4d10 5s2 5p6 清楚体现了这一规律。不过较重的稀有气体并非绝对惰性,在特定条件下也能形成化合物。

化学形态

化合物、离子与材料

“氙”的单质在通常条件下以单原子形式存在。由于价电子层接近闭壳层,稳定化合物远少于邻近族元素。

物理性质

状态与相变

室温下单质为气态。密度为 5.894 g/L。熔点为 161.4 K (-111.7 °C)。沸点为 165.1 K (-108.1 °C)。实际测得的物理量还会受到压力、纯度、同素异形体或晶体结构等条件影响。

存在与应用

氙在哪里出现,又有哪些用途?

“氙”或其化合物的实际用途包括照明、医学成像设备、离子推进。具体作用取决于所使用的化学形态,以及需要利用的物理、化学或核性质。

实际应用

实际用途示例

照明

含“氙”材料与光的相互作用可用于产生、转换、传输或控制电磁辐射。

医学成像设备

“氙”的特定化合物、材料或同位素可用于医学、诊断、植入材料或相关生理过程。

离子推进

在这一领域中,“氙”或其化合物因相应的化学、物理或同位素性质而得到应用;具体作用取决于材料和装置。

周期表位置

相邻元素说明了什么

“氙”位于第 5 周期、第 18 族、p 区,分类为稀有气体。与同族元素比较可以看出价电子结构的相似性,而沿周期移动则能观察原子半径、电离能、电负性和成键性质的规律变化。

参考数据

物理与原子性质

分类稀有气体
室温下状态气态
电子层2 · 8 · 18 · 18 · 8
密度5.894 g/L
熔点161.4 K (-111.7 °C)
沸点165.1 K (-108.1 °C)
鲍林电负性2.6
第一电离能1 170 kJ/mol
电子亲和能—

这些数值在适用时描述元素本身或中性原子。实际物理量可能随同素异形体、压力、纯度和测量条件而变化。

历史

发现与鉴定

“氙”的发现史包括认识其独立的化学性质、分离或制备相应物质,并最终把它准确描述为原子序数 54 的元素。

同位素与原子量

同位素组成如何影响数值

标准原子量为 131.293(6)。它不是某一个原子的质量,而是根据天然物质中典型同位素组成得到的加权平均。

“氙”至少有一种稳定同位素。所有同位素的质子数相同,但中子数和原子质量不同。

安全

操作与暴露

“氙”单质通常不是强烈的化学毒物,但高浓度气体可以置换空气中的氧。大量使用时应注意通风和氧浓度监测。