Úvod
Xenón (Xe) je vzácny, chemicky inertný plyn, ktorý je bezfarebný, bez zápachu a chuti. Jeho protónové číslo je 54, čím sa radí do 18. skupiny periodickej tabuľky medzi vzácne plyny. Hoci patrí k najmenej reaktívnym prvkom, je schopný tvoriť zlúčeniny, najmä s fluórom. Ako plyn je za normálnych podmienok neviditeľný. Jeho prítomnosť sa však stáva viditeľnou v elektrickom výboji, kde žiari intenzívnym modrým až fialovým svetlom, čo sa využíva v xenónových výbojkách. V prírode ho nájdeme v stopových množstvách v zemskej atmosfére, odkiaľ sa priemyselne získava frakčnou destiláciou skvapalneného vzduchu.
Vlastnosti
Xenón je chemický prvok s protónovým číslom 54, patriaci medzi vzácne plyny. Je to bezfarebný, veľmi ťažký plyn bez chuti a zápachu, ktorého hustota je výrazne vyššia ako hustota vzduchu. Elektrický výboj v xenóne produkuje charakteristické jasné modrofialové svetlo. Hoci je považovaný za inertný plyn, je schopný tvoriť chemické zlúčeniny, najmä s fluórom a kyslíkom, čo v roku 1962 dokázal Neil Bartlett syntézou hexafluoroplatičitanu xenónu, čím vyvrátil mýtus o úplnej nereaktivite vzácnych plynov. Jeho teplota varu je -108,12 °C a teplota topenia -111,7 °C.
Pôvod názvu
Názov prvku pochádza z gréckeho slova „xenos“ (ξένος), ktoré v preklade znamená „cudzí“ alebo „cudzinec“. Navrhli ho jeho objavitelia, William Ramsay a Morris Travers. Tento názov zvolili preto, lebo xenón bol neznámou, „cudzou“ zložkou, ktorá zostala po oddelení známejších plynov zo skvapalneného vzduchu.
Objav
Objav xenónu sa datuje do roku 1898 a je spojený s menami britských chemikov Sira Williama Ramsaya a Morrisa Traversa, ktorí ho objavili krátko po identifikácii kryptónu a neónu. Pri svojich experimentoch sa zamerali na skúmanie zvyškov, ktoré zostali po frakčnej destilácii skvapalneného vzduchu. Po oddelení ľahších zložiek ako dusík, kyslík a argón im zostala malá vzorka ťažšieho plynu s neznámym emisným spektrom. Ramsay navrhol pre tento nový, záhadný prvok názov xenón, ktorý pochádza z gréckeho slova „xenos“, čo v preklade znamená cudzí alebo hosť. Tento názov dokonale vystihoval jeho povahu neznámeho cudzinca ukrytého vo vzduchu a ich objav zavŕšil sériu identifikácií vzácnych plynov.
Výskyt v prírode
Xenón je extrémne vzácny prvok, ktorého hlavným zdrojom je zemská atmosféra. Jeho koncentrácia vo vzduchu je veľmi nízka, tvorí približne iba jeden diel na jedenásť a pol milióna dielov vzduchu, čo znamená, že patrí medzi najmenej zastúpené stabilné prvky v našom ovzduší. Okrem atmosféry sa v stopových množstvách nachádza aj v plynoch uvoľňovaných z niektorých minerálnych prameňov. Komerčne sa získava výlučne ako vedľajší produkt pri priemyselnej výrobe kyslíka a dusíka. Proces zahŕňa frakčnú destiláciu skvapalneného vzduchu, kde vďaka svojmu vysokému bodu varu zostáva xenón v kvapalnej fáze najdlhšie, čo umožňuje jeho efektívne oddelenie.
Využitie
Xenón má široké uplatnenie v moderných technológiách. Jeho najznámejším využitím sú vysokointenzívne výbojky v automobilových svetlometoch a filmových projektoroch, ktoré produkujú mimoriadne jasné biele svetlo veľmi podobné dennému. V medicíne sa používa ako inhalačné anestetikum s rýchlym nástupom účinku a minimálnymi vedľajšími účinkami, hoci jeho cena je vysoká. V kozmickom priemysle slúži ako hnací plyn pre iónové motory satelitov, umožňujúce efektívne manévrovanie vo vesmíre. Excimerové lasery s obsahom xenónu sa uplatňujú v očnej chirurgii. V prírode sa vyskytuje v atmosfére v stopových množstvách ako chemicky nereaktívny plyn.
Zlúčeniny
Hoci bol xenón dlho považovaný za úplne inertný, ľudia dokázali syntetizovať viacero jeho zlúčenín v kontrolovaných podmienkach. Najznámejšie sú fluoridy ako difluorid xenónový (XeF₂), tetrafluorid (XeF₄) a hexafluorid (XeF₆), ktoré sú silnými oxidačnými a fluoračnými činidlami. Pripraviť sa podarilo aj vysoko nestabilné a výbušné oxidy, napríklad oxid xenónový (XeO₃), a komplexné oxyfluoridy. V prírode sa však stabilné zlúčeniny xenónu za bežných podmienok na Zemi prakticky vôbec nevyskytujú. Jeho extrémna chemická nereaktivita a nízka koncentrácia bránia akejkoľvek spontánnej tvorbe chemických väzieb.
Zaujímavosti
Xenón je približne 4,5-krát hustejší ako vzduch, preto vdýchnutie jeho malého množstva spôsobuje výrazné a komické zníženie tónu hlasu, čo je opačný efekt ako pri héliu. Pri elektrickom výboji v trubici žiari charakteristickým a jasným modrofialovým svetlom. Má až deväť stabilných izotopov, čo je jeden z najvyšších počtov spomedzi všetkých prvkov periodickej tabuľky. Jeho anestetické vlastnosti sú takmer ideálne a pôsobí aj neuroprotektívne, čiže chráni mozgové tkanivo pred poškodením. Pri extrémne vysokom tlaku môže pevný xenón prejsť do kovového stavu, kedy sa stáva elektricky vodivým.
