氙气

简介

氙是一种化学元素，化学符号为Xe，原子序为54。氙是一种无色、无味的惰性气体。地球大气层中含有痕量的氙。虽然氙的化学活性很低，但是它仍然能够进行化学反应，例如形成六氟合铂酸氙──首个被合成的稀有气体化合物。自然产生的氙由7种稳定同位素组成。氙还有40多种能够进行放射性衰变的不稳定同位素。氙同位素的相对比例对研究太阳系早期历史有重要的作用。

发现历史

英国化学家威廉middot拉姆齐和莫里斯middot特拉弗斯（Morris Travers）在发现了氪和氖后，于1898年7月12日在蒸发液态空气后的残留物中发现了氙。拉姆齐建议把这一新元素命名为ldquoxenonrdquo，源自希腊语ldquoxiέnuomicronnurdquo（xenon），即ldquoxiέnuomicronsigmafrdquo（xenos）的中性单数形，意为外来者、陌生人或异客。1902年，拉姆齐估算氙在地球大气中的含量为2千万分之一。

来源

氙是地球大气层中的一种微量气体，含量约为10亿分之87plusmn1（nL/L），亦即1150万分之一。某些天然矿泉也会释放出含有氙的气体。氙是空气氮氧分离过程的副产品。

应用

氙可应用于以下方面：

1.可用在闪光灯和弧灯中

2.用作全身麻醉药

3.最早的准分子激光设计以氙的二聚体分子（Xe2）作为激光介质，而早期激光设计亦用氙闪光灯作激光抽运。

4.氙还可以用来寻找大质量弱相互作用粒子，或作航天器离子推力器的推进剂。

制备

氙可通过液化和分馏从空气中获得。首先液化空气，分馏出液氧，稀有气体即富集于其中，通过进一步分馏，提纯可分离出稀有气体的混合液。173K时使用活性炭吸附，Ar，Kr与Xe被吸附，通过改变温度及其他条件，可以获得氙。

安全信息

氙气是一种惰性气体，几乎都是惰性气体，无毒，不可燃。 它的某些化合物是有毒的，并且可能具有爆炸性，但每天与它们接触的可能性很小。

化学性质

无色气体，不能燃烧，也不助燃。能吸收X射线。气体相对密度5.887±0.009，液态相对密度3.52(100℃)，固体相对密度2.7(-140℃)。临界温度16.6℃，临界压力58.2×100 Pa，临界密度1.155。是相对原子质量最大、密度最大的天然稀有气体。在稀有气体中，目前已制得的化合物以氙最多，如六氟铂酸氙(XePtF6)、六氟磷酸氙(XePFA6)、六氟铑酸氙(XeRhF7)、二氟化氙(XeF2)、氧化氙等。有极高的发光强度。

用途

广泛用于电子、电光源工业。用氙气充填的灯泡与相同功率的充氩灯泡相比，具有发光率高、体积小、寿命长、省电等优点。由于它的透雾能力特别强，常用作有雾导航灯，广泛用于机场、车站、码头。氙灯凹面聚光后可生成2500℃高温，可用于焊接或切割难熔金属如钛、钼等。在医学方面，氙是一种没有副作用的深度麻醉剂，X光摄影的造影剂。

生产方法

空分法从空分装置中提取氪、氙混合气，经精馏提取贫氪、清除碳氢化合物、二氧化碳、分离、精制，制得99.99%的纯氙。
由合成氨尾气中提取氙，在尾气提氩工艺流程中，甲烷塔的液甲烷中含有的氪、氙再经精馏、洗涤、除氧、吸附、解吸后可制得95%氙。

类别

有害气体

毒性分级

低毒

急性毒性

吸入-小鼠 TCL0 67000 ppm

爆炸物危险特性

钢瓶高热可爆

可燃性危险特性

不燃 可令人窒息

储运特性

库房通风低温干燥 轻装轻卸

灭火剂

水, 二氧化碳, 干粉, 泡沫