氙元素参数 | |
原子半径 | 4.05Å |
共价半径 | 209pm;1.31Å |
沸点 | -108.10℃(101.325kpa) |
三相点 | 16.130K |
气体密度 | 5.89kg/m³(273.15K,101.325kpa) |
液体密度 | 3057kg/m³(-108.10℃,101.325kpa); |
气液体积比 | 518.9 |
介电常数 | 1.001238(298K,101.325kpa) |
磁化率 | -43×10⁻¹cgs·mol⁻¹(298K,101.325kpa) |
折射率 | 1.000702(g,273K,101.325KPa,5893A) |
比容 | 0.180m³·kg⁻¹(294.3K,101.325kPa) |
临界温度 | 289.74K |
临界压力 | 5764kPa |
临界密度 | 1100.0kg·m⁻³ |
熔化热 | 17.49kJ·kg⁻¹(161.4K,81.6kPa) |
气化热 | 96.30KJ·kg⁻¹(165.1K,101.325kpa) |
比热容 | Cp=160.03J/(kg·K)(g,298K,101.325kpa);Cv=96.41J/(kg·K)(g,298K,101.325kpa); |
比热比 | Cp/Cv=1.67(g,298K,101.325kpa) |
蒸气压 | 2634kPa(253K);4175kPa(273K);5147kPa(283K); |
粘度 | 0.02110mPa·S(g,273K,101.325kPa);0.528mPa·S(l,289.74k); |
表面张力 | 18.7mN·m⁻¹(163K) |
导热系数 | 0.005192W·m⁻¹·K⁻¹(273K,101.325kPa);165.014kh0.07322W·m⁻¹·K⁻¹(l); |
氙气产品参数 | |||||||||
序号 | 名称 | 符号 | 纯度(%) | 钢瓶容积(L) | 压力(Mpa) | 充装量(m³) | 螺纹出口 | 钢瓶尺寸(mm) | 钢瓶皮重(kg) |
1 | 高纯氙气 | Xe | 99.999 | 8L | 6±0.5 | 1.0 | W21.8 | 140×880 | 10 |
2 | 40L | 6±0.5 | 5.5 | G5/8 | 232×1430 | 50 | |||
3 | 50L | 6±0.5 | 6.0 | CGA580 | 320×1650 |
氙气技术指标(GB/T 5828-2006) | ||||
项目 | 指标 | |||
高纯氙 | 纯氙 | |||
一等品 | 合格品 | 一等品 | 合格品 | |
氙气Xe纯度(体积分数)/10^(-2) ≥ | 99.9995 | 99.999 | 99.995 | 99.99 |
氮气N2含量(体积分数)/10^(-6) ≤ | 1.5 | 2.5 | 8 | 20 |
氧气O2氩气Ar含量(O2+Ar)(体积分数)/10^(-6) ≤ | 0.5 | 1.5 | 4 | 5 |
氢气H2含量(体积分数)/10^(-6) ≤ | 0.5 | 0.5 | 1 | 2 |
一氧化碳CO含量(体积分数)/10^(-6) ≤ | 0.1 | 0.2 | 0.4 | 1 |
二氧化碳CO2含量(体积分数)/10^(-6) ≤ | 0.1 | 0.3 | 0.8 | 1 |
甲烷CH4含量(体积分数)/10^(-6) ≤ | 0.1 | 0.3 | 0.8 | 1 |
水分H2O含量(体积分数)/10^(-6) ≤ | 1 | 2 | 3 | 3 |
氪气Kr含量(体积分数)/10^(-6) ≤ | 1 | 2 | 20 | 50 |
氧化亚氮N2O含量(体积分数)/10^(-6) ≤ | 0.1 | 0.2 | 1 | 1 |
氟化物C2F6含量(体积分数)10^(-6) ≤ | 0.1 | 0.5 | 10 | 15 |
点击查询氙气MSDS(化学品安全说明书)
电子排布:[Kr]5s²5p⁶;
电负性:2.60(泡林标度);
化学键能:Xe-O:84kJ ·mol⁻¹;
氧化态:Xe(0), Xe(II), Xe(IV), Xe(VI), Xe(VIII);
晶体结构:面心立方晶胞;a = 620.23 pm;
电离能(kJ /mol):I₁:1170.4;I₂: 2046;I₃: 3097;I₄: 4300;I₅: 5500;I₆: 6600;I₇: 9300;I₈: 10600;I₉:19800;I₁₀: 23000。
氙的电子构型非常稳定,且它的电离能相对较大,因此在化学上显惰性,只与强的氧化剂反应。
氙气与氟气直接混合,可以得到无色的XeF₂,XeF₄与XeF₆晶体,氙与氟的比例不同,得到的主产物不同:Xe:F₂=2:1,1273K,1.03×10⁵Pa或298K,紫外线光照:Xe:F₂=1:5,873K,6.18×10⁵Pa:Xe:F₂=1:20,573K,6.18×10⁵Pa:
若使用镍、钴和钙的氟化物作为催化剂能显著提高上述反应速率,使用Ag₂O或Ni₂O₃则可以在零度时引起氟和氙的爆炸反应。一些氟化物则对反应催化具有选择性,例如在Xe:F₂=1:10,温度为120℃时,使用氟化镁作为催化剂,产物只有XeF₂,若使用二氟化镍作为催化剂,产物则只有XeF₆。氙的三种氟化物在室温下都能稳定存在。若将XeF₂溶于水中,则与水缓慢反应,又得到氙气:XeF₄与水反应时,一半发生反应,另一半则歧化为Xe(0)与Xe(VI):,反应过程中有疑似XeOF₂的黄色中间产物。
XeF₆与水发生的是水解反应:生成的XeOF₄则进一步与水反应,直到完全水解:。生成的XeO₃可以溶解于水并稳定存在,不会进一步氧化水。碱性时,XeF₆会歧化为不溶解的高氙酸盐与氙气。氙的氟化物都是强的氧化剂与氟化剂,在工业生产上有实际用途,例如一些有机物的氟化,使用的就是XeF₂。
2、含氧化合物
氙的氧化物有XeO₃与XeO₄,对应的酸根为氙酸根(HXeO₄⁻)与高氙酸根(XeO₆⁴⁻)。
XeO₃可用XeF₄或XeF₆与水反应制得,XeO₃在酸性与中性溶液中稳定,在碱性溶液中以HXeO₄⁻形式存在,并且不稳定,易分解或歧化。
XeO₄可由高氙酸钡与硫酸复分解制得:XeO₄是一种稳定性差,易爆炸的黄色固体,氧化性极强。
除上边所述的XeF₆歧化制法,高氙酸盐亦可通过XeO₃的碱溶液与臭氧反应制得。
3、复合氟化物
在氙的化合物的发现史上,复合氟化物占有重要的地位。氙的第一个真正意义上的化合物正是复合氟化物氟铂酸氙(Xe⁺PtF₆⁻),它是用Xe与强氧化剂PtF₆混合产生的。随着Xe与PtF₆的用量的不同,氟铂酸氙的组成可以在Xe⁺:PtF₆⁻=0.5:1之间变化。氟铂酸氙是一种发粘的橙黄色固体,在室温下稳定,遇水分解出氙,氧气,氟化氢和二氧化铂(IV)。其他一些金属的六氟化物也可以与氙反应生成形如XeMF₆的化合物。将氙、氟和固态PF₅混合并辉光放电,可以生成不稳定的XePF₆,同时氙、氟和玻璃仪器反应产生Xe₂SiF₆。将二氟化氙和一些金属的五氟化物反应也可以生成XeMF₆型的化合物。
4、其它化合物
含有Xe-N键与Xe-C的化合物均被发现,典型代表是FXeN(SO₂F)₂与[Xe(C₆F₅)]·[C₆F₅BF₃]。
氙还有氢醌包合物形式的化合物,其中氙被捕集至氢醌的晶格之中。
氙的同位素中,¹¹⁰Xe至¹⁴⁷Xe均被实验室制得,其中能稳定存在的是¹²⁴Xe,¹²⁶Xe,¹²⁸Xe~¹³²Xe,¹³⁴Xe与¹³⁶Xe,自然界中丰度最大的是¹³²Xe。
1、空气中含量:约90ppm;
2、地壳中含量:2×10⁻⁶ppm;
3、元素在海水中的含量:1×10⁻⁴ppm;
4、大气中的Xe主要来自原始生成,岩石圈、小行星、陨石通过风化作用释放出其中的稀有气体。宇宙射线和其他高能粒子的核反应也能产生少量Xe。
氙在空气中的储量达到19.5亿吨,因此通过分馏液态空气是制取氙的良好途径。氙是空分工业的副产物。
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。
1、氙广泛用于电子、光电源工业,还用于气体激光器和等离子流中。
2、用氙气充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。氙气灯有极高的发光强度,一盏六万瓦的氙灯的亮度,相当于九百只一百瓦的普通灯泡。
3、由于氙具有几乎连续的光谱,因此可以在高压电弧放电作用下产生类似日光的明亮白光,这种长弧氙灯俗称“人造小太阳”,由于透雾能力特别强,可用作有雾导航灯。
4、氙闪光灯的色彩好,用于拍摄彩色电影。
5、氙灯可以放出紫外线,医疗上对此有所应用。
6、氙的同位素被用于测量脑血流量与研究肺功能、计算胰岛素分泌量等。
7、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。
8、氙还是一种没有副作用的深度麻醉剂,它能溶于细胞质的油脂中,引起细胞的膨胀和麻醉,从而使神经末梢的作用暂时停止。人们曾试用4/5的氙气和1/5的氧气组成混合气体,作为麻醉剂,效果很好。只是由于氙气很少,所以这种方法不能广泛应用。
9、由于可以吸收X射线,氙也被用作X射线的屏蔽。
10、此外,氙在原子核反应堆和高能物理方面也有很多用途。