Xénon Xe

Découverte

En 1898, William Ramsay et Morris Travers, après avoir séparé le krypton de l'air liquide, distillèrent à nouveau ce krypton par fractionnement et y trouvèrent un constituant plus lourd. Son spectre montrait de nouvelles raies bleues, et ils annoncèrent un nouvel élément, le dernier des gaz nobles qu'ils découvrirent cette année-là.

Pendant plus de soixante ans, les gaz nobles furent considérés comme totalement non réactifs. En 1962, Neil Bartlett, à l'université de la Colombie-Britannique, remarqua que le puissant oxydant hexafluorure de platine pouvait arracher un électron même à la molécule d'oxygène. L'énergie d'ionisation du xénon étant voisine, il tenta la même réaction avec le xénon.

Le résultat fut un solide jaune orangé, le premier composé d'un gaz noble. Le difluorure de xénon, le tétrafluorure de xénon et d'autres composés suivirent bientôt, et les manuels de chimie durent être réécrits.

Origine du nom

Le nom vient du grec xenos, « étranger ». Le symbole est Xe.

Principales utilisations

• Éclairage : les lampes à arc au xénon produisent une lumière blanche intense proche de la lumière du jour pour les projecteurs de cinéma, les simulateurs solaires, les phares automobiles à décharge et les flashs d'appareils photo.
• Propulsion spatiale : lourd et facile à ioniser, le xénon est l'ergol de nombreux propulseurs ioniques de satellites et de sondes, comme la mission Dawn de la NASA vers la ceinture d'astéroïdes.
• Médecine : le xénon est un anesthésique général efficace avec peu d'effets secondaires, mais son coût en limite l'usage. Le xénon 129 hyperpolarisé est utilisé dans la recherche en IRM pulmonaire.
• Semi-conducteurs et lasers : les lasers à excimère au chlorure de xénon et certains procédés de gravure des puces utilisent le xénon.
• Physique fondamentale : des détecteurs remplis de tonnes de xénon liquide recherchent les particules de matière noire.

Isotopes

Le xénon naturel compte neuf isotopes, les plus abondants étant le xénon 132 et le xénon 129. Le xénon 124 et le xénon 136 se désintègrent extrêmement lentement ; la double capture électronique du xénon 124 a été observée directement par l'expérience XENON1T en 2019, avec une demi-vie d'environ 1,8 × 10²² ans.

Le xénon 135 radioactif, de demi-vie d'environ neuf heures, absorbe voracement les neutrons et provoque « l'empoisonnement au xénon », qui fait chuter la puissance d'un réacteur. Le xénon 133 (demi-vie d'environ cinq jours) est utilisé pour les scintigraphies de ventilation pulmonaire.

Dans la vie quotidienne

L'air ne contient qu'environ 0,09 partie par million de xénon ; il faut donc traiter d'énormes volumes dans les usines de séparation de l'air pour en obtenir de petites quantités, ce qui en fait l'un des gaz nobles les plus chers.

Il n'est pas toxique, mais comme il est bien plus dense que l'air, une fuite dans un espace confiné peut s'accumuler au niveau du sol et chasser l'oxygène. Respirer du xénon rend la voix plus grave, à l'inverse de l'hélium, mais cela comporte un risque d'asphyxie et ne doit pas être tenté.