Xenon – Steckbrief

Stellung im Periodensystem

Zum ganzen Periodensystem

Vorkommen und Gewinnung

Xenon ist eines der seltensten Gase der Luft. Etwa eines von elf Millionen Teilchen der Atmosphäre ist ein Xenonatom. Es wird deshalb nur als Nebenprodukt bei der Luftverflüssigung gewonnen. Dabei trennt man die Luft durch Destillation in ihre Bestandteile. Sauerstoff, Stickstoff und Argon fallen in großen Mengen an, Xenon nur in kleinen. Das macht es teuer.

Entdeckt wurde Xenon im Jahr 1898 von den britischen Chemikern William Ramsay und Morris Travers. Sie ließen flüssige Luft verdampfen und untersuchten den schwersten Rest, der zuletzt übrig blieb. Im Spektrum fanden sie neue Linien und erkannten ein weiteres Edelgas. Den Namen Xenon leiteten sie vom griechischen xenos ab, das „der Fremde“ bedeutet. Kurz zuvor hatten sie auf demselben Weg Krypton und Neon gefunden.

Eigenschaften und Reaktionen

Xenon steht in Periode 5 und Gruppe 18, unter dem Krypton und über dem Radon. Links davon steht in der Periode das Iod. Die Elektronenkonfiguration ist [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁶, die Elektronegativität beträgt 2,6. Das Element hat 8 Valenzelektronen, die Außenschale ist also voll. Die Dichte liegt bei 5,89 g/L, der Schmelzpunkt bei -111,79 °C und der Siedepunkt bei -108,12 °C. Xenon ist ein einatomiges Gas und leitet den Strom nicht, solange es nicht ionisiert wird.

Dank der vollen Außenschale reagiert Xenon kaum. Weil seine Atome groß sind und die äußeren Elektronen locker sitzen, ist es aber unter den stabilen Edelgasen das reaktionsfähigste. 1962 gelang dem Chemiker Neil Bartlett mit Platinhexafluorid die erste Verbindung eines Edelgases. Kurz darauf entstanden die Xenonfluoride XeF₂, XeF₄ und XeF₆, wenn Xenon mit Fluor reagiert. Diese Entdeckung widerlegte die Annahme, Edelgase gingen keine Verbindungen ein. Auch Xenonoxide sind bekannt, das Xenontrioxid ist explosiv. Fluor ist das reaktionsfähigste Nichtmetall, daher bindet es auch Xenon.

Xenon ist nicht giftig. In hohen Mengen verdrängt es aber den Sauerstoff aus der Atemluft und kann ersticken lassen. In hoher Konzentration wirkt es betäubend, darauf beruht seine Verwendung als Narkosegas.

Verwendung in Alltag und Technik

Wird elektrischer Strom durch Xenon geleitet, strahlt das Gas ein helles, bläulich weißes Licht aus, das dem Tageslicht ähnelt. Daraus entstehen Xenon-Bogenlampen für Filmprojektoren und Scheinwerfer, außerdem Blitzröhren für Fotoblitze und Stroboskope. Xenon-Scheinwerfer in Autos erzeugen weißes Licht, werden aber zunehmend durch LEDs ersetzt.

Raumsonden nutzen Xenon als Treibstoff im Ionenantrieb. Dabei werden Xenonatome elektrisch aufgeladen und durch ein elektrisches Feld stark beschleunigt. Der Schub ist klein, aber der Antrieb arbeitet sehr sparsam und über Monate. Die Sonde Dawn flog so zum Asteroiden Vesta und zum Zwergplaneten Ceres. Xenon eignet sich dafür, weil es schwer, ungiftig und reaktionsträge ist.

In der Medizin dient Xenon als Narkosegas. Es wirkt schnell und schont den Kreislauf, ist aber so teuer, dass es nur selten eingesetzt wird. Zur Bildgebung der Lunge in der Kernspintomografie wird außerdem Xenon-129 eingesetzt, dessen Atomkerne zuvor mit Laserlicht ausgerichtet wurden.

In der Chemie ist Xenondifluorid ein Reagenz, das Fluor überträgt, und es dient zum Ätzen von Silicium in der Mikrotechnik.

Kurz gefragt

Edelgase haben sehr hohe Ionisierungsenergien, also reagieren sie nie - warum trifft das fuer Xenon (Xe) trotzdem nicht zu?

Häufige Fragen