氙 Xe

发现历史

1898年，威廉·拉姆齐和莫里斯·特拉弗斯从液态空气中分离出氪之后，又对氪进行分馏，发现了一种更重的成分。它的光谱显示出新的蓝色谱线，他们宣布发现了一种新元素，这是他们那一年发现的最后一种稀有气体。

此后六十多年里，人们一直认为稀有气体完全不会发生反应。1962年，不列颠哥伦比亚大学的尼尔·巴特利特注意到，强氧化剂六氟化铂甚至能从氧分子中夺走一个电子。由于氙的电离能与之相近，他用氙尝试了同样的反应。

结果得到了一种橙黄色固体，这是第一种稀有气体化合物。二氟化氙、四氟化氙等化合物接踵而至，化学教科书不得不改写。

名称由来

名称来自希腊语 xenos，意为“陌生人”或“外来者”。元素符号为 Xe。中文“氙”以气字头加“山”字，取“仙”（xiān）的读音。

主要用途

• 照明：氙弧灯发出强烈的、接近日光的白光，用于电影放映机、太阳模拟器、高强度气体放电汽车前灯和相机闪光灯。
• 太空推进：氙原子重、易电离，是许多卫星和探测器上离子推进器的推进剂，例如NASA前往小行星带的“黎明号”任务。
• 医学：氙是一种副作用很少的有效全身麻醉剂，但成本限制了它的使用。超极化氙-129被用于肺部MRI研究。
• 半导体与激光：氯化氙准分子激光器和芯片刻蚀工艺都要用到氙。
• 基础物理：装有数吨液氙的探测器被用来寻找暗物质粒子。

同位素

天然氙有九种同位素，含量最多的是氙-132和氙-129。氙-124和氙-136的衰变极其缓慢；2019年，XENON1T实验直接观测到了氙-124的双电子俘获，其半衰期约为1.8 × 10²²年。

放射性的氙-135半衰期约9小时，它贪婪地吸收中子，引起抑制反应堆功率的“氙中毒”。氙-133（半衰期约5天）用于肺通气扫描。

日常生活中

空气中的氙只有约百万分之0.09，因此必须在空气分离厂处理巨量的空气才能得到少量的氙，这使它成为最昂贵的稀有气体之一。

氙无毒，但由于密度比空气大得多，在密闭空间中泄漏时会积聚在地面附近，排挤氧气。吸入氙气会让声音变得低沉，与氦正好相反，但这有窒息的危险，不应尝试。