氙 (正體)

氙的特性
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氙在元素周期表中的位置
总体特性
名称, 符号, 序号 氙、Xe、54
系列 稀有气体
, 周期, 元素分区 18族, 5, p
密度硬度 5.9 kg/m3(273K)、NA
颜色和外表 无色
Xe,54.jpg
大气含量 5×10−6%
地壳含量 无数据
原子属性
原子量 131.293 原子量单位
原子半径(计算值) 无数据(108)pm
共价半径 130 pm
范德华半径 216 pm
价电子排布 []4d105s25p6
电子在每能级的排布 2,8,18,18,8
氧化价(氧化物) 0, +2, +4, +6, +8(弱酸,通常为0)
晶体结构 面心立方
物理属性
物质状态 气态
熔点 161.4 K(-112 °C
沸点 165.1 K(-108 °C)
摩尔体积 35.92×10−6m3/mol
汽化热 12.636 kJ/mol
熔化热 2.297 kJ/mol
临界气压 5.84 MPa
临界温度 16.6 °C
蒸气压 无数据
声速 1090m/s
其他性质
电负性 2.6(鲍林标度
比热 15.8 J/(kg·K)
电导率 无数据
热导率 0.00569 W/(m·K)
第一电离能 1170.4 kJ/mol
第二电离能 2046.4 kJ/mol
第三电离能 3099.4 kJ/mol
最稳定的同位素
同位素 丰度 半衰期 衰变模式 衰变
能量

MeV
衰变
产物
124Xe 0.1 % 稳定
126Xe 0.09 % 稳定
128Xe 1.91 % 稳定
129Xe 26.4 % 稳定
130Xe 4.1 % 稳定
131Xe 21.29 % 稳定
132Xe 26.9 % 稳定
133Xe 人造 5.243天 β衰变 0.427 133Cs
134Xe 10.4 % 稳定
136Xe 8.9 % 2.36×1021 β衰变 无数据 136Ba
在没有特别注明的情况下使用的是
国际标准基准单位单位和标准温度和压强

(旧译作)是一种化学元素,它的化学符号Xe,它的原子序数是54,是一种无色的稀有气体,把它放电时呈蓝色。

已知的氙的同位素有32种,包括氙113、氙115至氙145。见氙的同位素

氙与其他同族元素,本来称为惰性气体(现改作稀有气体),不易与其他物质产生化学作用,但自从1962年起,陆续发现了氙的化合物。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。

目录

化合物

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年英国化学家巴特利特(N.Bartlett)在研究六氟化铂(PtF6)时发现,强氧化性能把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,后来有人直接把气和氙气直接混合,就产生了最简单的氟化物——XeF2

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。

化学性质

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。

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

参考资料

  1. .《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
  2. .《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。

参见

参考文献


外部链接


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