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氙娘

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萌娘百科化學元素萌化專題正在建設中,歡迎您參與完善本條目☆chemiluminescence~
自從看了元素娘,麻麻再也不用擔心我的化學成績啦~

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誒?什麼?有人在看我們的條目?
這裡是我們稀有氣體姐妹的地盤,我們懶得摻和軍政府王室那些破事(註)稀有氣體元素幾乎不參與化學反應
也懶得寫什麼一二三四條族規(註)稀有氣體曾經被稱作「惰性氣體」,愛幹什麼幹什麼——
好啦!不要打擾我們睡覺!記得把燈開着(註)稀有氣體元素通電發光的性質常常被用來做燈具
He Ne Ar Kr Xe Rn
054-Xe.jpg
基本資料
本名
Xenon
暱稱化學符號
Xe
身高原子半徑
190pm(范德華半徑)
體重原子量
131.29
熔點 -111.8℃
沸點 -108.1℃
密度 5.8971 kg/m3 (STP)
化合價 0,+2,+4,+6,+8
存在
8.7*10-6 %(大氣)


相關人士元素

氙娘是原子序數為54的元素的擬人化萌娘。

家族,外貌,社會關係

家族

氙娘屬於稀有氣體姐妹。家族情況如下:
1.氦娘He
2.氖娘Ne
3.氬娘Ar
4.氪娘Kr
5.氙娘Xe
6.氡娘Rn
7.鿫娘Og

外貌

無色外觀,氙娘具有幾乎連續的光譜,在通上電流時會發出極為明亮、類似日光的光線。在放電管中甚至可以呈現藍色綠色

社會關係

習慣於獨處(單原子分子),和他的姐妹們一樣在空氣中游離,日常生活極其規律,不習慣與其他元素娘搞百合(在在化學上顯惰性),因此可以做為大部分反應的保護氣(特別是連傳統保護氣氮娘都搞定不了的時候),但是在碰到強氧化劑(比如氟老大)時,就會在高溫下被直接推倒,形成的化合物同時也具有很強的氧化性。

氙娘是家族中最活躍的一個(儘管和眾多元素娘比起來已經相當的沉默),儘管和其他姐妹們同屬惰性氣體,但氙娘的使魔是最多的,在氙娘有了第一個使魔過後姐妹們似乎對她很有意見。

喜歡泡溫泉(在溫泉的氣體中也發現有氙娘的身影)氙娘本身是無色的呦,所以你想看也看不見

由於氙氣燈光度極高,所以人們稱譽它為「人造小太陽」。

發現

氙娘於1898年7月由拉姆齊(William Ramsay)和特拉維斯(Morris W.Travers)在倫敦大學學院發現。在此之前,他們從液態空氣中提取了氖娘氬娘氪娘,並且疑惑它是否包含其它氣體。之後用液態空氣機經過多次蒸餾,他們終於分離出了一種更重的氣體。他們意識到它是氣體元素「惰性」組的又一個成員,因為其在化學上是惰性的。他選擇「ξένος(xenos)」這個希臘文命名氙,意為「陌生的」。

氙娘的主要用途

氙娘具有極高的發光強度,在照明技術上用來充填光電管、閃光燈和氙氣高壓燈。氙娘有麻醉性,它和氧的混合物(20%Xe,80%O2,體積)是對人體的一種麻醉劑。

使魔化合物

氙娘為稀有氣體娘,較穩定,一般不會直接和其它元素娘搞百合,但已經有發現氙娘與氯、氮、硼、金等元素娘發生關係成鍵成鍵關係不也是一種關係嗎的記錄,兩個氙娘之間也可以發生關係成鍵

起初,人們一直認為稀有氣體元素是「懶惰」的元素。懶得去飼養使魔,是完全化學惰性,但是隨着人類化學水平的提升,人們終於在偶然間發現了一個稀有氣體娘的使魔。

1962年,一位大魔法師化學家巴特列在研究鉑娘氟娘的反應時偶然發現了深紅色固體O2[PtF6]。他考慮到O2分子的第一電離能為12.2eV,而Xe的第一電離能為12.13eV,與O2分子的第一電離能相接近,提出了[PtF6]或許也能推倒氧化氙娘,產生Xe[PtF6]的大膽設想,並通過預測魔法熱力學計算,驗證了反應的可能性。然後,他精心設計實驗,用於涉足禁區, 召喚出了一隻橙黃色的Xe[PtF6]醬。

$$\ce{Xe + PtF6 -> Xe+[PtF6]-}$$

氙娘莫名其妙に憑藉着一己之力打開了稀有氣體化學的大門。

氙娘不再是一種「懶惰」的元素,它也開始勤快地為我們人類服務了。

氟化使魔

氙娘可以在和氟娘在高溫下直接百♀合,結♀晶取決於氟娘的含量、反應的溫度以及初始壓力百♀合前戲程度
若Xe:F2=2:1則生成XeF2
若Xe:F2=1:5則生成XeF4
若Xe:F2=1:20則生成XeF6
但是從右側圖中可以看出,用加熱法不可能得到很純的某一種氟化氙,產物總是一種混合物。

溫度與壓力對各氟化氙生成的影響

XeF2、XeF4、XeF6都是無色晶體,在室溫下能升華,在鎳的容器中可以無限期地貯存。在無水和無水氟化氫條件下也可以長期放置在適應和硬質玻璃儀器中。氙娘的氟化使魔的性質表現在下面幾個方面:

1.氙娘的氟化使魔都可以和水娘反應,但是對水娘的關係好壞不一。
XeF2在水中的溶解度為0.15mol/L(0℃),該溶液有很特徵的刺激臭味,並且易揮發。有氧化性,在酸性條件和鹼性條件下都能與水反應:

$$\ce{2XeF2 + 2H2O -> 2Xe + 4HF + O2}$$

$$\ce{2XeF2 + 4OH- -> 2Xe + 4F- + O2 + 2H2O}$$

XeF4也能和XeF2一樣,能氧化水,並且自身會發生歧化反應:

$$\ce{XeF4 + 2H2O -> Xe + 4HF + O2}$$

$$\ce{6XeF4 + 12H2O -> 2XeO3 + 4Xe + 24HF + 3O2}$$

由於XeF4與水娘百合過程較為複雜,所以現在仍未完全弄清楚。
XeF6與H2O的反應是水解反應,可以生成XeOF4(部分水解)/XeO3(完全水解):

$$\ce{XeF6 + H2O -> XeOF4 + 2HF}$$

$$\ce{XeF6 + 3H2O -> XeO3 + 6HF}$$

在鹼性條件下發生歧化反應,同時也氧化水,證明了自己的強烈的抖s性格:

$$\ce{2XeF6 + 12OH- -> 2Xe + 12F- + 3O2 + 6H2O}$$

$$\ce{4XeF6 + 36OH- -> 3XeO_6^4- + Xe + 24F- + 18 H2O}$$

2.氙娘的氟化使魔都是強氧化劑。
如:

$$\ce{XeF2 + H2 -> Xe + 2HF}$$

3.氙娘的氟化使魔都是優良且溫和的氟化劑,她們能將許多化合物氟化。
她們的氟化性按XeF2、XeF4、XeF6的順序遞增。

$$\ce{XeF4 + 2C3F6 -> Xe + 2C3F8}$$

在工業上一些有機物的氟化,使用的就是XeF2

4.氙的氟化使魔能與共價的氟化物(像鑰匙和門的關係)生成配合物。
她們生成配合物的能力XeF6>XeF2>XeF4

$$\ce{XeF2 + SbF5 -> [XeF]+[SbF6]-}$$

氧化使魔及含氧酸使魔

XeO3由XeF4和XeF6與水反應製得。
XeO4先由XeF6在Ba(OH)2中歧化製得高氙酸鋇(Ba2XeO6),高氙酸鋇再與硫酸反應製得:

$$\ce{Ba2XeO6(s) + 2H2SO4(aq) -> 2BaSO4(s) + XeO4(g) + 2H2O(l)}$$

XeO3是一個有些暴躁的氧化使魔,是一種無色、易潮解、易爆炸的晶狀固體,溶於水,不導電,在中性溶液中很穩定但在鹼性溶液中以HXeO4-形式存在。HXeO4-不穩定,易分解和歧化。 XeO3水溶液也是強氧化劑。
XeO4是極其暴躁的恐怖分子,常溫下就能狂躁地分解踢走氧娘。只有在-36℃以下才能安撫住她,讓她成為無色的液體;低溫下收起翅膀呈現黃色。XeO4比XeO3更渴♀求電子。

除了這幾個常見的氧化使魔,最近在固態的氬娘牆壁中(溫度為12K)觀測了新的氧化使魔XeO2+陽離子娘,而她形成的原因尚不明確。

氙酸娘H2XeO4和她外表上的兩個氫娘不同,她只能調遣一位氫離子娘來工作,是一個一元酸娘。她按照以下方式電離:

$$\ce{H2XeO4->H+ +HXeO4-}$$

和高氙酸娘一樣,她不安於現狀。而她容易通過歧化精分的方式變成高氙酸娘,同時踢走氧娘:

$$\ce{2 HXeO4- + 2 OH− → XeO_6^4- + Xe + O2 + 2 H2O}$$

而她精分的激烈程度足以把氧氣變為臭氧娘,所以也有一部分臭氧娘生成。

高氙酸鹽通式為M4XeO6,她可以通過臭氧娘和三氧化氙娘反應製得。

$$\ce{XeO3 + O3 + 4OH- -> XeO_6^4- + O2 + 2H2O}$$

高氙酸娘是氧化性最強的含氧酸,她手下的四個氫離子娘都可以用出來。能把Mn2+直接氧化成MnO4-。 她是由四氧化氙娘溶於水形成,但是她脾氣也不太好,濃度高於8mol/L時會不顧一切的爆炸,踢走氧娘(氧娘:怎麼又是我!)並變成她更穩定的氙酸妹妹。她平時也會這樣分解,但是不會像在高濃度下那樣狂躁。

$$\ce{2 H4XeO6 → O2 + 2 H2XeO4 + 2 H2O}$$

她和其他的氙娘的氧化使魔一樣,都因為她們無害的分解產物而在有機實驗室中長期在職氧化劑的崗位。

召喚方式

雖然氙娘在每1000m3大氣中僅有86cm3的存在感,但是從大型空氣分餾裝置所獲得的與氪娘一同作為副產品的氙娘仍是很可觀的。

來自鈾娘裂變的核廢料

元素娘趣事

  • 「Xenon」的希臘文本義有「外來者,陌生人」的意思。
  • 鮮有人知,氙娘實際是高級麻醉師,不過佣金太高少有人聘請。(氙麻醉劑)
  • 眾所周知,稀有氣體家族的元素娘個個都很不活潑,與其他元素娘少有接觸。然而氙娘似乎是相較下最活躍其實氡娘更活躍,但她很快就掛了的一個了,氙-氟使魔是最先被發現的稀有氣體娘使魔。
  • 捕捉暗物質的實驗需要大量液氙。