发信人: willow (爱挑食的小蝎子和带帽帽的鱼), 信区: CCME
标 题: [元素的世界]——No.54 氙（Xe）
发信站: 北大未名站 (2005年09月19日00:00:39 星期一), 转信
今天的主角是排在第54位的氙（音“仙”）。
氙的发现史与昨天号称平淡无奇的碘相比更是显得平淡无奇。拉姆赛（Ramsay）等
人在1894—1898年间先后从矿物和空气中分离出了氩、氦、氪、氖，接下来氙的发现就
顺理成章了，尽管拉姆赛为此不得不动用一台工业用的大型空气液化机来分馏液态空气。
就这样，在把氪反复分次萃取之后他们从其中分出了这种新气体，拉姆赛把它命名为
Xenon，源自希腊文xenos，意为“陌生的”，即为人们所生疏的气体——因为它在空气
中的含量实在是少的可怜，仅占总体积的一亿分之8.6，也就是说每1000立方米的空气中
仅含有86mL（约1/6瓶矿泉水）那么多的氙气。
可是谁会想到，如此平凡的氙竟也能引发一场不大不小的革命。
现在我们所说的这一列“稀有气体元素”最初被称为“惰性元素”，因为那时的人
们发现这些元素无法与其他任何物质发生化学反应，显得“懒惰”又“迟钝”。即便是
1916—1919 年路易斯（G. N. Lewis）等人在玻尔的原子结构理论的基础上创立的化学
键的电子理论，也认为“化学变化中失去、得到或共用电子对，其目的都是要使其所生
成的化合物的原子以趋向于达到像惰性气体原子那样，具有外层8 电子的稳定结构”，
这一理论简称为“八隅律”。而这些惰性气体元素则被认为没有价电子，化合价为零，
于是在周期表中又被称为“零族元素”——这意味着它们是不可能发生化学反应的元素。
世上没有绝对的真理，惰性气体不参与化学反应是否绝对正确呢？1933年，伟大的
化学家 L. Pauling就曾根据离子半径的计算预言可以制成XeF6、KrF6、氙酸及其盐，
当时有很多人做了各种尝试但是均以失败告终，对它们化学性质的研究也就此陷入沉寂。
直到时隔三十年后的1962 年，巴特莱特（N. Bartlett）制得六氟铂酸氙才打破了
这一僵局，稀有气体化学也从此诞生并风风火火地发展起来。紧接着在巴特莱特发现之
后的同年8月，美国的化学家们在加热加压体积比为1：5 的氙与氟的混合物时，直接制
得XeF4。年底又得到XeF2、XeF6。在此后很短的时间内，陆续又有数十篇这方面的报告
发表，不仅制得了一系列不同价态的氙氟化合物、氙氯化合物、氙溴化合物、氙氧氟化
合物、氙氧化合物、氙的有机化合物以及氙的氟硼化合物等，而且还对其中多种化合物
的结构和化学键的性质进行了研究。之后，化学家们又进一步地合成出了另外两个稀有
气体元素的化合物：氟化氪(KrF2) 和氟化氡(RnF2) 。
很显然，再继续对这一族元素称之为“惰性”元素已经不科学了。考虑到这族元素
皆为气体且在地球上的含量都很低，一些化学家建议将“惰性元素”更名为稀有气体元
素，这一建议很快被普遍采用。
上面说了这么多，其实跟我们的生活距离比较遥远，可是你是不是也听说过生活中
有用到氙的地方呢？一时想不起来？那我们不妨google或者baidu一下“氙”——哦~
最近大家似乎比较关注“氙灯”，那我们就说说它吧。
氙灯是利用氙气放电而发光的电光源，它的特点是亮度大而且光谱的能量分布接近
于太阳光。常见的氙灯有以下几种：
A 超高压短弧氙灯是一种在椭球形石英泡壳内充有几十个大气压的氙气，极间距
离小于10mm的氙灯。超高压短弧氙灯亮度高、发光区域小、显色性好，光色接近日
光且光色稳定，广泛用于电影放映、太阳模拟器、电弧熔炼炉、模拟光源聚光器、
印刷制版、光学仪器、人工气候模拟等。
B 长弧氙灯是一种管状石英泡壳内充有适量高纯度氙气、两端封有极距大于
100mm的钍钨、钡钨或铈钨电极的氙灯。长弧氙灯有非常高的亮度，被称为“人造
小太阳”，适用于广场、体育场、飞机场等的大面积照明，也可用作电影摄影、彩
色照相制版、配色仪和褪色计等方面的光源。
C 脉冲氙灯是利用贮存的电能或化学能，在极短时间内发生高强度闪光的氙灯。
脉冲氙灯闪光重复频率为每分钟一到十万次，瞬时亮度可达10^11烛光每平方米，
是除激光外亮度最高的人造光源，可作为频闪观察仪、光化学反应、计算机或其它
自动装置的脉冲光源。
网络上讨论得十分火热的汽车用氙灯是1991年研制成功的一种充有氙气、少量
的水银蒸气和金属卤化物的“高压气体放电灯”（HID）。这种氙灯在1995-1996年
间首度成为奔弛车的标准配备，因而备受关注。后来这种氙灯又相继成为宝马/奥
迪/凌志/卡迪拉克等品牌一些年度新车的标准配备。它的特点是：高压快速启动，
非常高的亮度及色彩还原能力。
氙的另外一种重要用途是做麻醉剂。氙气能溶于细胞质的油脂里，引起细胞的麻醉
和膨胀，从而使神经末梢作用暂时停止。氙的血/气分配系数是目前使用的吸入麻醉剂
中最小的，因此可以迅速的麻醉诱导和苏醒；氙与其它药物几乎不产生相互作用及毒性
——所以除了价格比较昂贵之外，氙几乎是目前最为理想的麻醉剂。
原子序数 54
名称，符号 氙、Xe
位置 第五周期零族（或者18族）
密度 5.9 kg/m3 (273K)
颜色和外表 无色
原子量 131.293
原子半径计算值 108 pm
共价半径 130 pm
范德华半径 216 pm
氧化价 0，+2，+4，+6
晶体结构 面心立方
物质状态 气态
熔点 161.4 K（-112 °C）
沸点 165.1 K（-108 °C）
摩尔体积 35.92×10-6 m3/mol
汽化热 12.636 kJ/mol
熔化热 2.297 kJ/mol
临界气压 5.84 MPa
临界温度 16.6 °C
电负性 2.6（鲍林标度）
比热 15.8 J/(kg·K)
热导率 0.00569 W/(m·K)
第一电离能 1170.4 kJ/mol
第二电离能 2046.4 kJ/mol
第三电离能 3099.4 kJ/mol
--
FROM 162.105.96.*