Xénon

iso	AN	période	MD	Ed MeV	PD
¹²⁴Xe	0,1%	110x10^{15 ^ans}	2ε	-	¹²⁴Te
¹²⁶Xe	0,09%	stable avec 72 neutrons
¹²⁷Xe	{syn.}	36,4 jours	ε	0,662	¹²⁷I
¹²⁸Xe	1,91%	stable avec 74 neutrons
¹²⁹Xe	26,4%	stable avec 75 neutrons
¹³⁰Xe	4,1%	stable avec 76 neutrons
¹³¹Xe	21,29%	stable avec 77 neutrons
¹³²Xe	26,9%	stable avec 78 neutrons
¹³³Xe	{syn.}	5,243 jours	β^-	0,427	¹³³Cs
¹³⁴Xe	10,4%	stable avec 80 neutrons
¹³⁶Xe	8,9%	2,36x10^{21 ^ans}	β^-	-	¹³⁶Ba

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le xénon est un élément chimique, de symbole Xe et de numéro atomique 54. Le xénon est un gaz rare, inodore et incolore. Dans une lampe à décharge, il émet une belle lumière bleue.

Le xénon est le plus rare et le plus cher des gaz rares.

Le nom dérive du mot grec « xenos » (étranger). Ce nom vient du fait que le xénon a été découvert sous forme de « gaz inconnu/étranger » dans le krypton lors des identifications successives des gaz rares (argon, krypton, xénon) à la fin du XIX^e siècle. Le xénon a été découvert en 1898 par Sir William Ramsay et par Morris William Travers par analyse spectrale de « résidus » de l'air dont on avait éliminé l'oxygène et l'azote.

On prépare le xénon par distillation fractionnée de l'air liquide.

[modifier] Composés

Pendant longtemps, la principale qualité du xénon a été son inactivité chimique. Mais du fait de la massivité de son noyau et, par conséquent, de l'éloignement relatif de sa couche la plus externe d'électrons, cette dernière est théoriquement plus facile à dissocier que pour les autres gaz inertes. Cela permet de créer des liaisons avec d'autres atomes, condition à la réalisation de molécules.

La première molécule synthétisée a été l'hexafluoroplatinate de xénon préparé par Neil Bartlett en 1962, puis le difluorure XeF₂, le tétrafluorure XeF₄, l'hexafluorure XeF₆, et, récemment, le perxénate de sodium Na₄XeO₆*8H₂O, oxydant puissant, et le trioxyde XeO₃ explosif. Les premières molécules organiques (HXeCCH et HXeCCXeH) ont été fabriquées au début des années 2000, ouvrant la voie à une polymérisation qui n'a cependant pas encore été réalisée.

Deux sortes d'hydrate existent. Il est connu depuis longtemps que le xénon forme un clathrate de formule Xe·5.75 H₂O, dans laquelle des atomes de xénon sont piégés au réseau cristallin de la glace, ainsi que son analogue deutéré Xe·5.75 D₂O. Plus récemment, le groupe finlandais de M. Räsänen a effectué la synthèse d'un hydrate moléculaire HXeOH et de ses analogues deutérés HXeOD et DXeOH.

Toutes ces molécules ont pour caractéristique commune d'être assez peu stables à température ambiante.

[modifier] Utilisations

Lampes à incandescence : pour limiter l'évaporation du filament on remplit l'ampoule de gaz rares. Le xénon est le plus efficace et... le plus cher. On lui préfère donc le krypton ou l'argon pour les produits grand public. En projection cinéma, il est en revanche le seul standard officiel (avec l'halogène en semi-pro).
Lampes et Tube fluorescent : remplis avec du xénon, ils émettent de la lumière bleue et ultraviolette. Ces tubes sont utilisés dans les bancs solaires. La lumière émise a des longueurs d'ondes comprises entre 337 et 415 nm et, sous réserve des précautions d'usage, serait peu offensive pour la peau.
Lampe au xénon : utilisés depuis peu pour les phares d'automobile. Ce sont des lampes à décharge qui donnent un éclairage puissant avec une lumière très blanche légèrement bleutée. Ce type de phares reste très onéreux, car ils nécessitent une alimentation haute tension et un système d'asservissement en azimut pour éviter l'éblouissement des conducteurs venant en sens inverse.
Laser excimère : ces lasers pulsés utilisent des halogénures de gaz rares pour produire un rayonnement ultraviolet. Ils mettent en œuvre le fluorure de xénon qui émet à 354 nm, le chlorure de xénon (à 308 nm) et le bromure de xénon (à 282 nm) ainsi que le fluorure de krypton (248 nm).
Chambre à fils : détecteur de particules sous forme d'un fin réseau de fils dans une atmosphère de xénon.
Moteurs ioniques : pour les satellites et sondes spatiales les moteurs ioniques accélèrent du xénon ionisé.
Anesthésiant gazeux en médecine, actuellement à l'essai dans 2 hôpitaux (CHU Nîmes et Bordeau) pour utilisation en anesthésie générale inhalatoire. Il ne semble cependant pas utilisable pour les patients fragiles sur le plan respiratoire du fait qu'il n'a de propriétés anesthésiques qu'à des concentrations élevées (supérieurs à 60%) ce qui du coup, limite à 40% l'apport en dioxygène (insuffisant pour certaints patients). C'est une méthode d'anesthésie avec peu d'effets secondaires (pas de baisse de pression artérielle, réveil et retour à la conscience plus rapide), mais ce gaz est cependant très cher, ce qui limite pour l'instant son utilisation. En 2008, seuls 2 hôpitaux étaient équipés en France^[1]^[2];
Utilisé en produit de contraste pour les poumons en imagerie par résonance magnétique.

[modifier] Notes

↑ Journal de la santé, france 5, émission du 26 mai 2008
↑ Dossier de presse Air Liquide

B. Gerber, La surprenante chimie des gaz inertes, Pour la Science, mars 2006, p. 68-74.

Agents anesthésiques : Anesthésiques volatils
Chloroforme • Desflurane • Enflurane • Éther • Halothane • Isoflurane • Méthoxyflurane • Protoxyde d'azote • Sévoflurane • Xénon