Úvod
Xenon (Xe) je chemický prvek s protonovým číslem 54. Řadí se mezi vzácné plyny do 18. skupiny periodické tabulky. Za normálních podmínek je to bezbarvý, velmi těžký plyn bez chuti a zápachu. Pokud je vystaven elektrickému výboji, například ve výbojkách, září charakteristickým, jasně modrofialovým světlem. V zemské atmosféře se vyskytuje pouze ve stopovém množství a pro komerční účely je získáván jako vedlejší produkt při frakční destilaci zkapalněného vzduchu. Pro svou nízkou reaktivitu se využívá například v osvětlovací technice, laserech nebo jako anestetikum.
Vlastnosti
Xenon, chemická značka Xe a protonové číslo 54, je vzácný plyn patřící do 18. skupiny periodické tabulky prvků. Za standardních podmínek se jedná o bezbarvý plyn bez chuti a zápachu, který je však pozoruhodně hustý, přibližně 5,3krát hustší než zemský vzduch. Ačkoliv byl dlouho považován za absolutně nereaktivní, v roce 1962 se podařilo syntetizovat jeho první sloučeninu. Od té doby bylo prokázáno, že může tvořit chemické vazby především s vysoce elektronegativními prvky jako fluor a kyslík. V elektrickém výboji září intenzivním, jasně modrým až levandulovým světlem, což se využívá v osvětlovací technice.
Vznik názvu
Původ názvu xenon pochází z řeckého slova ‚xenos‘ (ξένος), které v překladu znamená ‚cizí‘ nebo ‚cizinec‘. Objevitelé William Ramsay a Morris Travers tak prvek pojmenovali, protože ho našli jako neznámou, ‚cizí‘ stopovou složku, která zbyla po oddělení argonu a kryptonu ze zkapalněného vzduchu.
Objev
Objev xenonu je spjat se jmény skotského chemika Williama Ramsaye a jeho anglického kolegy Morrise Traverse, kteří jej izolovali v roce 1898. Po úspěšné izolaci argonu, neonu a kryptonu z kapalného vzduchu se zaměřili na nejtěžší frakci, kde nalezli nový, dosud neznámý plyn. Kvůli jeho cizorodosti a nečekanému výskytu ho pojmenovali „xenon“ podle řeckého slova „xenos“, což v překladu znamená cizí, cizinec nebo host. Zásadní zlom v chápání jeho vlastností nastal až v roce 1962, kdy chemik Neil Bartlett připravil první stabilní sloučeninu vzácného plynu, čímž vyvrátil mýtus o jejich absolutní netečnosti.
Výskyt v přírodě
Xenon je jedním z nejvzácnějších stabilních prvků na Zemi, jehož primárním zdrojem je zemská atmosféra. Zde se nachází ve stopovém množství, s koncentrací přibližně jedné částice na jedenáct a půl milionu částic vzduchu. Komerčně se získává výhradně jako vedlejší produkt při velkovýrobě kapalného kyslíku a dusíku metodou frakční destilace zkapalněného vzduchu. Díky svému vysokému bodu varu ve srovnání s ostatními plyny zůstává xenon v kapalné frakci a je následně oddělen v posledních stupních destilačního procesu. Tato energeticky velmi náročná a komplexní procedura činí z xenonu mimořádně drahý komerční plyn.
Využití
Xenon nachází široké uplatnění v moderních technologiích. Díky své schopnosti produkovat intenzivní, dennímu světlu podobné bílé světlo, je klíčovou součástí xenonových výbojek v automobilových světlometech, filmových projektorech a fotografických blescích. V medicíně slouží jako vysoce účinné a bezpečné inhalační anestetikum s rychlým nástupem i odezněním účinku. V kosmickém průmyslu je využíván jako palivo pro iontové motory satelitů a sond, kde umožňuje efektivní a dlouhodobý pohon. V přírodě se vyskytuje v atmosféře jen ve stopovém množství a jeho izotopy slouží vědcům jako důležitý nástroj pro datování meteoritů a hornin.
Sloučeniny
Ačkoliv byl xenon dlouho považován za zcela inertní, vědci v laboratořích připravili celou řadu jeho sloučenin, zejména po přelomovém objevu v roce 1962. Nejběžnější jsou fluoridy jako difluorid, tetrafluorid a hexafluorid xenonu, které jsou extrémně silnými oxidačními a fluoračními činidly. Existují také nestabilní a výbušné oxidy, například oxid xenonový, a komplexnější oxyfluoridy. V přírodě na Zemi se xenonové sloučeniny přirozeně nevyskytují kvůli jeho nízké reaktivitě. Vědecké modely však naznačují, že za extrémních tlaků v jádru planet by mohl tvořit stabilní sloučeniny například s železem.
Zajímavosti
Vdechnutí malé směsi xenonu s kyslíkem způsobí dočasné a dramatické zhlubnutí hlasu, což je opačný jev k efektu helia a je dán vysokou hustotou plynu, která zpomaluje rychlost zvuku. V jaderných reaktorech je izotop xenon-135 vedlejším produktem štěpení a působí jako takzvaný neutronový jed, protože silně pohlcuje neutrony a může zkomplikovat nebo i dočasně zastavit řetězovou reakci. Díky své vysoké atomové hmotnosti je také jedním z nejlepších propelentů pro iontové pohony vesmírných sond, kde dosahuje vysoké účinnosti paliva.
