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Xénon

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Pour les articles homonymes, voir Xenon.
Données  v · d · m 
Iode - Xénon - Césium
Kr
Xe
Rn
 
 
 
 
54
Xe
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               

Table complète - Table étendue

Général
Nom, Symbole, Numéro Xénon, Xe, 54
Série chimique Gaz rare
Groupe, Période, Bloc 18 (VIIIA), 5, p
Masse volumique 5,9 kg/m3
Couleur aucune
Propriétés atomiques
Masse atomique 131,293 u
Rayon atomique (calc) ND (108) pm
Rayon de covalence 130 pm
Rayon de van der Waals 216 pm
Configuration électronique [Kr] 4d10 5s2 5p6
Électrons par niveau d'énergie 2, 8, 18, 18, 8
État(s) d'oxydation 0
Oxyde inconnu
Structure cristalline Cubique face centrée
Propriétés physiques
État ordinaire Gaz
Température de fusion 161,4 K
Température de vaporisation 165,1 K
Énergie de fusion 2,297 kJ/mol
Énergie de vaporisation 12,636 kJ/mol
Volume molaire 22,26399 ×10-3 m3/mol
Pression de la vapeur inapplicable
Vélocité du son 1090 m/s à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling) 2,6
Chaleur massique 158 J/(kg·K)
Conductivité électrique NA S/m
Conductivité thermique 0,00569 W/(m·K)
1er potentiel d'ionisation 1170,4 kJ/mol
2e potentiel d'ionisation 2046,4 kJ/mol
3e potentiel d'ionisation 3099,4 kJ/mol
Isotopes les plus stables
iso AN période MD Ed MeV PD
124Xe 0,1% 110x1015 ans 2ε - 124Te
126Xe 0,09% stable avec 72 neutrons
127Xe {syn.} 36,4 jours ε 0,662 127I
128Xe 1,91% stable avec 74 neutrons
129Xe 26,4% stable avec 75 neutrons
130Xe 4,1% stable avec 76 neutrons
131Xe 21,29% stable avec 77 neutrons
132Xe 26,9% stable avec 78 neutrons
133Xe {syn.} 5,243 jours β- 0,427 133Cs
134Xe 10,4% stable avec 80 neutrons
136Xe 8,9% 2,36x1021 ans β- - 136Ba
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le xénon est un élément chimique, de symbole Xe et de numéro atomique 54. Le xénon est un gaz rare, inodore et incolore. Dans une lampe à décharge, il émet une belle lumière bleue.

Le xénon est le plus rare et le plus cher des gaz rares.

Le nom dérive du mot grec « xenos » (étranger). Ce nom vient du fait que le xénon a été découvert sous forme de « gaz inconnu/étranger » dans le krypton lors des identifications successives des gaz rares (argon, krypton, xénon) à la fin du XIXe siècle. Le xénon a été découvert en 1898 par Sir William Ramsay et par Morris William Travers par analyse spectrale de « résidus » de l'air dont on avait éliminé l'oxygène et l'azote.

On prépare le xénon par distillation fractionnée de l'air liquide.

[modifier] Composés

Pendant longtemps, la principale qualité du xénon a été son inactivité chimique. Mais du fait de la massivité de son noyau et, par conséquent, de l'éloignement relatif de sa couche la plus externe d'électrons, cette dernière est théoriquement plus facile à dissocier que pour les autres gaz inertes. Cela permet de créer des liaisons avec d'autres atomes, condition à la réalisation de molécules.

La première molécule synthétisée a été l'hexafluoroplatinate de xénon préparé par Neil Bartlett en 1962, puis le difluorure XeF2, le tétrafluorure XeF4, l'hexafluorure XeF6, et, récemment, le perxénate de sodium Na4XeO6*8H2O, oxydant puissant, et le trioxyde XeO3 explosif. Les premières molécules organiques (HXeCCH et HXeCCXeH) ont été fabriquées au début des années 2000, ouvrant la voie à une polymérisation qui n'a cependant pas encore été réalisée.

Deux sortes d'hydrate existent. Il est connu depuis longtemps que le xénon forme un clathrate de formule Xe·5.75 H2O, dans laquelle des atomes de xénon sont piégés au réseau cristallin de la glace, ainsi que son analogue deutéré Xe·5.75 D2O. Plus récemment, le groupe finlandais de M. Räsänen a effectué la synthèse d'un hydrate moléculaire HXeOH et de ses analogues deutérés HXeOD et DXeOH.

Toutes ces molécules ont pour caractéristique commune d'être assez peu stables à température ambiante.

[modifier] Utilisations

  • Lampes à incandescence : pour limiter l'évaporation du filament on remplit l'ampoule de gaz rares. Le xénon est le plus efficace et... le plus cher. On lui préfère donc le krypton ou l'argon pour les produits grand public. En projection cinéma, il est en revanche le seul standard officiel (avec l'halogène en semi-pro).
  • Lampes et Tube fluorescent : remplis avec du xénon, ils émettent de la lumière bleue et ultraviolette. Ces tubes sont utilisés dans les bancs solaires. La lumière émise a des longueurs d'ondes comprises entre 337 et 415 nm et, sous réserve des précautions d'usage, serait peu offensive pour la peau.
  • Lampe au xénon : utilisés depuis peu pour les phares d'automobile. Ce sont des lampes à décharge qui donnent un éclairage puissant avec une lumière très blanche légèrement bleutée. Ce type de phares reste très onéreux, car ils nécessitent une alimentation haute tension et un système d'asservissement en azimut pour éviter l'éblouissement des conducteurs venant en sens inverse.
  • Laser excimère : ces lasers pulsés utilisent des halogénures de gaz rares pour produire un rayonnement ultraviolet. Ils mettent en œuvre le fluorure de xénon qui émet à 354 nm, le chlorure de xénon (à 308 nm) et le bromure de xénon (à 282 nm) ainsi que le fluorure de krypton (248 nm).
  • Chambre à fils : détecteur de particules sous forme d'un fin réseau de fils dans une atmosphère de xénon.
  • Moteurs ioniques : pour les satellites et sondes spatiales les moteurs ioniques accélèrent du xénon ionisé.
  • Anesthésiant gazeux en médecine, actuellement à l'essai dans 2 hôpitaux (CHU Nîmes et Bordeau) pour utilisation en anesthésie générale inhalatoire. Il ne semble cependant pas utilisable pour les patients fragiles sur le plan respiratoire du fait qu'il n'a de propriétés anesthésiques qu'à des concentrations élevées (supérieurs à 60%) ce qui du coup, limite à 40% l'apport en dioxygène (insuffisant pour certaints patients). C'est une méthode d'anesthésie avec peu d'effets secondaires (pas de baisse de pression artérielle, réveil et retour à la conscience plus rapide), mais ce gaz est cependant très cher, ce qui limite pour l'instant son utilisation. En 2008, seuls 2 hôpitaux étaient équipés en France[1][2];
  • Utilisé en produit de contraste pour les poumons en imagerie par résonance magnétique.

[modifier] Notes

  1. Journal de la santé, france 5, émission du 26 mai 2008
  2. Dossier de presse Air Liquide
  • B. Gerber, La surprenante chimie des gaz inertes, Pour la Science, mars 2006, p. 68-74.


Agents anesthésiques : Anesthésiques volatils

Chloroforme • Desflurane • Enflurane • Éther • Halothane • Isoflurane • Méthoxyflurane • Protoxyde d'azote • Sévoflurane • Xénon