Chapitres
- 01. Présentation
- 02. Un peu d’histoire
- 03. Présence à l’état naturel
- 04. Propriétés physiques et chimiques
- 05. Utilisations
- 06. Toxicité
- 07. Écotoxicité
Présentation
Le xénon est un élément chimique qui porte le numéro 54 dans la classification périodique des éléments. 
| Informations générales | |
|---|---|
| Symbole | Xe |
| Numéro atomique | 54 |
| Famille | Gaz noble |
| Groupe | 18 |
| Période | 5 |
| Bloc | p |
| Masse volumique | 5,887 g.L-1 |
| Dureté | |
| Couleur | Incolore |
| Propriétés atomiques | |
| Masse atomique | 131,293 u |
| Rayon atomique | 108 pm |
| Configuration électronique | [Kr] 5s2 4d10 5p6 |
| Électrons par niveau d'énergie | 2 | 8 | 18 | 18 | 8 |
| Oxyde | Acide |
| Propriétés physiques | |
| État ordinaire | Gaz |
| Point de fusion | - 111,74°C |
| Point d'ébullition | - 108,09°C |
Définitions
- Numéro atomique : Le numéro atomique d'un atome représente le nombre de protons de ce dernier
- Famille : L'UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée) a regroupé en 10 familles les éléments chimiques qui présentent des propriétés physiques et chimiques semblables
- Groupe : Chaque groupe correspond aux éléments chimiques présents dans une même colonne du tableau périodique des éléments
- Période : Chaque période correspond aux éléments chimiques présents dans une même ligne du tableau périodique des éléments. Ils partagent également le même nombre de couches électroniques. On en compte 7 au maximum
- Bloc : Les éléments périodiques sont classés par bloc selon leurs propriétés et selon les couches électroniques jusqu’auxquelles elles sont remplies
- Dureté : La dureté d'un matériau représente la résistance qu'il oppose à la pénétration. On peut la mesurer selon plusieurs méthodes : la méthode par pénétration, la méthode par rayage ou encore la méthode par rebondissement
- Point de fusion : Le point de fusion correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l'élément chimique fond, passant ainsi de l'état solide à l'état liquide
- Point d'ébullition : Le point d'ébullition correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l'élément chimique bout, passant ainsi de l'état liquide à l'état gazeux
Rappel : La classification périodique des éléments, aussi appelée tableau de Mendeleïev, du nom de son créateur. C'est un chimiste russe qui en 1869 créa un tableau dont le but était de regrouper tous les éléments chimiques connus par points communs (groupes et familles par exemple). Il a souvent été ajusté et mis à jour depuis cette époque. Sa dernière révision date de 2016 par l'UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée), une ONG suisse qui a pour but l'évolution de la physique-chimie. Le tableau périodique compte à ce jour 118 éléments.
L’UICPA, l’Union Internationale de Chimie Pure et Appliquée est une organisation non gouvernementale ayant son siège à Zurich, en Suisse. Créée en 1919, elle s’intéresse au progrès de la chimie, de la chimie physique et de la biochimie. Ses membres sont les différentes sociétés nationales de chimie et elle est membre du Conseil International pour la Science. L’UICPA est une autorité reconnue dans le développement des règles à adopter pour la nomenclature, les symboles et autres terminologie des éléments chimiques et leurs dérivé via son Comité Interdivisionnel de la Nomenclature et des Symboles. Ce comité fixe la nomenclature de l’UICPA.
Un peu d’histoire
Étymologie
Le nom de l'élément 54, le xénon, est un nom emprunté au terme d'origine anglais xenon dérivé lui même du grec ξένος, xenos signifiant étranger. En effet, le nom de cet élément, découvert par William Ramsay et Morris William Travers, a été choisi en 1898 pour rappeler que ce gaz a été découvert en tant que gaz étranger contenu dans le krypton suite à l'identification successive de l'argon, du krypton puis du xénon.
Découverte
Comme expliqué précédemment, le xénon a été découvert par William Ramsay et Morris Travers en juillet 1898. La découverte s'est faite suite à la découverte du krypton et du néon en tant que résidu issu de l'évaporation sélective des différents éléments constitutifs de l'air liquide. Ramsay estimait alors que l'atmosphère terrestre contenait environ 1 partie pour 20 millions. Durant les années 1930 et durant ses études sur la lumière stroboscopiques, l'ingénieur Harold Edgerton inventa un stroboscope au xénon capable de générer des flashs d'une microseconde en injectant une décharge électrique très brève dans un tube rempli de xénon. Plus tard, en 1939 et suite à ses études sur l'ivresse des profondeurs chez les plongeurs, Albert R. Behnke Jr. tenta de changer la composition de l'air contenu dans les bouteilles et s'aperçut que l'organisme réagissait alors différemment. Ainsi, il supposa que le xénon pouvait être utilisé en tant qu'anesthésiant. Chose que testa le Russe Lazharev en 1941 chez la souris. La première utilisation chirurgicale fut en 1951 avec l'opération de deux patients par Stuart C. Cullen.
Présence à l’état naturel
Le xénon est un produit de gaz noble ou inerte dans l'atmosphère dans une faible mesure. En effet, son clarke est relativement bas. Le xénon est présent dans l'atmosphère martienne à environ 0,08 ppm.
Le clarke d’un élément chimique définit sa présence moyenne dans la croûte terrestre . Il s’exprime sous la forme d’une fraction massique en pourcentage, ppm (partie par million), ou ppb (partie par milliard)
Propriétés physiques et chimiques
Le xénon sous forme de corps simple
On appelle couche de valence d’un atome la dernière couche électronique remplie. Ce sont les électrons qui composent cette dernière couche de valence qui interviennent dans les réactions chimiques
Les ions du xénon en solution aqueuse
La structure électronique de l'atome de xénon correspond à un état de stabilité maximal qui ne permet pas l'existence d'ions xénon.
Composés à base de xénon
En raison de la stabilité qui lui confère sa structure électronique, le xénon n’établit ni de liaison covalente ni de liaison ionique. Le xénon ne se présente donc jamais sous forme de composé mais toujours sous forme de corps pur.
Isotopes
Des isotopes sont des atomes qui possèdent le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons
L'élément 54, le xénon, est un élément chimique possédant 8 isotopes sables dont le nombre de masse est compris entre 124 et 134. Il faut noter que le xénon et l'étain font parti des deux seuls éléments à posséder plus de 7 isotopes stables.
Le nombre de masse d’un atome est le nombre de nucléons qu’il contient. Il s’agit donc de la somme du nombre de protons et du nombre de protons qui constituent le noyau de l’atome
Il est supposé, mais non observé, que les isotopes 124 et 134 devraient subir une double désintégration avec émission de rayonnement bêta.
La radioactivité bêta est un type de désintégration radioactive où une particule bêta (électron ou positron) est émise. On parle de radioactivité bêta + quand un positron est émis mais on parle de radioactivité – quand c’est un électron qui est émis
En plus de ses 8 isotopes, plus de 40 isotopes instables et isomères nucléaires ont été étudiés.
Des isomères nucléaires sont des atomes qui partagent le même noyau mais dans états énergétiques différents. C’est à dire qu’ils comportent un spin et une énergie d’excitation spéciaux. Dans leur état d’énergie le plus bas, on dit qu’ils atteignent l’état fondamental
Utilisations
Toxicité
Le xénon, gaz inerte considéré comme agent asphyxiant non toxique, peut alors d’inhalation s’il est présent dans des concentrations excessives provoquer des vertiges, la nausée, des vomissements et des pertes de conscience. L’inhalation peut également provoquer la mort suite à des erreurs de jugement, des confusion ou même la perte de conscience suite à des sur-accidents. La perte de conscience puis la mort peuvent se produire en quelques secondes sans aucun symptômes si la concentration en oxygène est basse. Ceci est expliqué car les effets des gaz asphyxiants non toxiques sont proportionnel à la diminution d’oxygène présent dans l’air. Cela signifie que, plus l’oxygène est présent dans l’air, moins le gaz sera asphyxiant et, inversement, moins il y a d’oxygène dans l’air, plus celui-ci sera mortel. Globalement, les premiers symptômes d’asphyxie par un agent simple non toxiques sont des respirations rapides et un manque d’air. Suite à cela, la vigilance mentale est diminuée et la coordination musculaire est fortement altérée provoquant des erreurs de jugement, une instabilité émotionnelle et des sensations diminuées. Une forte fatigue s’installera et, alors que l’asphyxie progresse, des nausées, des vomissements et d’autres symptômes tels que la prostration, la perte de conscience puis finalement des convulsions et un coma profond vont s’installer jusqu’à ce que résulte la mort.
Écotoxicité
On dit d’un objet qu’il est écotoxique lorsqu’il est toxique pour l’environnement, c’est-à-dire polluant.
Puisque le xénon est un gaz atmosphérique rare, non toxique et chimiquement inerte, il ne présente aucun effet écologique sur le long terme bien que, à des températures froides, il puisse geler des organisme à son contact. On vous conseille cependant de ne pas garder de cylindre contenant des gaz résiduels chez vous, renvoyez-les au fournisseur avec de la pression résiduelle et la valve de cylindre étroitement fermée.
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