Xénon

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 . 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.

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.

On sait maintenant préparer l'hydrate Xe_5,75H₂O, le deutérate (formule inconnue...).

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.

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

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 pulsésss utilisent des halogénure 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.
• Utilisé en produit de contraste pour les poumons en imagerie par résonance magnétique.

Référence

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