| Symbool | Xe |
|---|---|
| Atoomnummer | 54 |
| Atoommassa | 131,29 u |
| Categorie | Edelgas |
| Groep | 18 |
| Periode | 5 |
| Blok | p-blok |
| Fase bij 20 °C | gas |
| Smeltpunt | −111,75 °C |
| Kookpunt | −108,10 °C |
| Dichtheid | 5,894 g/L |
| Elektronenconfiguratie | [Kr] 4d10 5s2 5p6 |
| Elektronen per schil | 2, 8, 18, 18, 8 |
| Elektronegativiteit (Pauling) | 2,6 |
| Oxidatiegetallen | 0, +2, +4, +6 |
| Ontdekt | 1898 door William Ramsay en Morris Travers |
| Engelse naam | Xenon |
Eigenschappen van xenon
Xenon is ruim vier keer zo zwaar als lucht. Het is kleurloos en geurloos en kookt bij −108 °C. Een elektrische ontlading door xenongas geeft een fel, blauwwit licht dat sterk lijkt op daglicht. Hoewel xenon een gevulde buitenste elektronenschil heeft, zitten die elektronen vrij ver van de kern en zijn ze minder stevig gebonden dan bij lichtere edelgassen. Daardoor kan xenon met fluor en zuurstof verbindingen vormen. In 1962 maakte Neil Bartlett xenonhexafluoroplatinaat, en kort daarna volgden xenondifluoride (XeF2), xenontetrafluoride (XeF4) en xenonhexafluoride. Xenon heeft in die verbindingen oxidatiegetallen +2, +4, +6 en zelfs +8. Xenontrioxide is explosief. Xenon lost goed op in vetten en werkt verdovend. Natuurlijk xenon bestaat uit negen isotopen. Het radioactieve 135Xe, dat ontstaat in kernreactoren, vangt extreem veel neutronen in en kan een reactor tijdelijk afremmen.
Naam. De naam komt van het Griekse xenos, vreemdeling of vreemd.
Atoombouw en plaats in het periodiek systeem
Xenon staat in periode 5 en groep 18 (edelgassen) van het periodiek systeem, in het p-blok.
Een neutraal atoom heeft 54 protonen in de kern en 54 elektronen, verdeeld over 5 schillen: 2, 8, 18, 18, 8. Het periodenummer (5) is gelijk aan het aantal schillen.
Omdat het in groep 18 staat, heeft Xenon 8 valentie-elektronen in de buitenste schil; die bepalen hoe het reageert en bindingen vormt (zie chemische bindingen).
Buren in het systeem: links/ervoor: Jood (I, 53); rechts/erna: Cesium (Cs, 55); erboven in dezelfde groep: Krypton (Kr); eronder in dezelfde groep: Radon (Rn).
Andere elementen in groep 18: Helium, Neon, Argon, Krypton, Radon, Oganesson.
Voorkomen
Xenon is het zeldzaamste stabiele edelgas in de atmosfeer: lucht bevat ongeveer 0,087 ppm, ofwel één deel op elf miljoen. Het wordt gewonnen als bijproduct van luchtscheiding, waarbij vloeibare lucht wordt gedestilleerd en xenon samen met krypton in de zwaarste fractie overblijft. Omdat er enorm veel lucht moet worden verwerkt, is xenon duur. Kleine hoeveelheden komen ook voor in gas uit sommige minerale bronnen. In de atmosfeer van Jupiter en in meteorieten is xenon gevonden; de verhouding tussen de isotopen vertelt geologen veel over de vroege geschiedenis van de aarde.
Toepassingen
- Xenonkoplampen (HID) van auto's en lampen voor bioscoopprojectoren geven fel, daglichtachtig licht.
- Flitslampen voor fotografie en lasers gebruiken xenon voor korte, zeer felle lichtflitsen.
- Ionenmotoren van ruimtesondes, zoals NASA's Dawn, versnellen xenonionen om heel zuinig vooruit te komen.
- Xenon wordt gebruikt als narcosegas omdat het snel werkt en weinig bijwerkingen heeft, al is het duur.
- Grote tanks met vloeibaar xenon worden in diepe ondergrondse laboratoria gebruikt om naar donkere materie te zoeken.
Veelgestelde vragen
Kan xenon verbindingen vormen?
Ja. Lang dacht men dat edelgassen nooit reageren, maar in 1962 maakte Neil Bartlett de eerste xenonverbinding. Inmiddels zijn er honderden bekend, vooral met fluor en zuurstof, zoals xenondifluoride en xenontetrafluoride. Die stoffen zijn wel alleen onder speciale omstandigheden te maken.
Waarom zijn xenonkoplampen zo fel?
In een xenonkoplamp springt een vonk over tussen twee elektroden in een buisje gevuld met xenon en metaalzouten. Het xenon zorgt dat de lamp direct fel licht geeft, waarna de metaalzouten het overnemen. Het resultaat is een witblauw licht dat veel feller is en minder energie kost dan een halogeenlamp.
Waarom wordt xenon in ruimtevaart gebruikt?
Ionenmotoren schieten elektrisch geladen atomen met hoge snelheid naar achteren. Xenon is daarvoor ideaal: het is zwaar, makkelijk te ioniseren, niet giftig en reageert niet met de motor. Zo'n motor geeft weinig kracht, maar werkt maanden achter elkaar en verbruikt veel minder brandstof dan een raketmotor.