Xenon Xe

Entdeckung

1898 destillierten William Ramsay und Morris Travers, nachdem sie Krypton aus flüssiger Luft abgetrennt hatten, dieses Krypton erneut fraktioniert und fanden einen schwereren Bestandteil. Sein Spektrum zeigte neue blaue Linien, und sie verkündeten ein neues Element – das letzte der Edelgase, die sie in jenem Jahr entdeckten.

Danach hielt man die Edelgase mehr als sechzig Jahre lang für völlig reaktionsträge. 1962 bemerkte Neil Bartlett an der University of British Columbia, dass das starke Oxidationsmittel Platinhexafluorid sogar molekularem Sauerstoff ein Elektron entreißen konnte. Da die Ionisierungsenergie von Xenon ähnlich ist, versuchte er dieselbe Reaktion mit Xenon.

Das Ergebnis war ein orangegelber Feststoff, die erste Edelgasverbindung. Xenondifluorid, Xenontetrafluorid und weitere Verbindungen folgten bald, und die Chemielehrbücher mussten umgeschrieben werden.

Herkunft des Namens

Der Name kommt vom griechischen xenos, „Fremder“. Das Symbol ist Xe.

Wichtigste Verwendungen

• Beleuchtung: Xenon-Bogenlampen erzeugen intensives, tageslichtähnliches weißes Licht für Kinoprojektoren, Sonnensimulatoren, Xenon-Scheinwerfer von Autos und Kamerablitze.
• Raumfahrtantriebe: Schwer und leicht ionisierbar, ist Xenon der Treibstoff vieler Ionentriebwerke von Satelliten und Sonden, etwa der NASA-Mission Dawn zum Asteroidengürtel.
• Medizin: Xenon ist ein wirksames Narkosemittel mit wenigen Nebenwirkungen, doch die Kosten begrenzen seinen Einsatz. Hyperpolarisiertes Xenon-129 wird in der Forschung zur Lungen-MRT verwendet.
• Halbleiter und Laser: Xenonchlorid-Excimerlaser und Ätzprozesse für Chips nutzen Xenon.
• Grundlagenphysik: Detektoren mit Tonnen flüssigen Xenons suchen nach Teilchen der Dunklen Materie.

Isotope

Natürliches Xenon hat neun Isotope, am häufigsten Xenon-132 und Xenon-129. Xenon-124 und Xenon-136 zerfallen extrem langsam; der doppelte Elektroneneinfang von Xenon-124 wurde 2019 vom Experiment XENON1T direkt beobachtet, mit einer Halbwertszeit von etwa 1,8 × 10²² Jahren.

Radioaktives Xenon-135 mit einer Halbwertszeit von etwa neun Stunden absorbiert Neutronen gierig und verursacht die „Xenonvergiftung“, die die Reaktorleistung drückt. Xenon-133 (Halbwertszeit etwa fünf Tage) wird für Lungenventilationsszintigrafien eingesetzt.

Im Alltag

Luft enthält nur etwa 0,09 ppm Xenon; um kleine Mengen zu gewinnen, müssen in Luftzerlegungsanlagen riesige Volumina verarbeitet werden, was es zu einem der teuersten Edelgase macht.

Es ist ungiftig, doch weil es viel dichter als Luft ist, kann es sich bei einem Leck in engen Räumen am Boden sammeln und Sauerstoff verdrängen. Das Einatmen von Xenon macht die Stimme tiefer – das Gegenteil von Helium –, birgt aber Erstickungsgefahr und sollte nicht ausprobiert werden.