Introduction
Le xénon (symbole Xe, numéro atomique 54) est un élément chimique appartenant au groupe 18 du tableau périodique, celui des gaz nobles. Sa découverte a comblé un vide dans la famille des gaz rares et a ouvert la voie à la chimie des gaz nobles, longtemps considérés comme totalement inertes. Sa rareté dans l'atmosphère terrestre (environ 0,087 ppm) contraste avec son importance technologique et scientifique.
Description
Le xénon est un gaz monoatomique, lourd et dense dans les conditions normales. Dans la nature, il existe sous forme de neuf isotopes stables, ce qui est un record parmi les éléments chimiques. Il est produit commercialement par la distillation fractionnée de l'air liquide, un processus complexe et énergivore en raison de sa faible concentration. Bien que chimiquement inerte dans des conditions standards, sa couche électronique externe complète (configuration [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁶) peut être perturbée sous l'influence d'oxydants très puissants. Cette propriété a conduit à la création d'une chimie du xénon, avec des composés tels que le difluorure de xénon (XeF₂), le tétrafluorure de xénon (XeF₄) et l'oxyde de xénon (XeO₃).
Histoire
Le xénon a été découvert le 12 juillet 1898 par les chimistes écossais Sir William Ramsay et l'anglais Morris Travers à Londres, peu après leur découverte du krypton. En étudiant les fractions les plus lourdes et rares résultant de l'évaporation de l'air liquide, ils observèrent une nouvelle ligne spectrale d'un bleu profond, qu'ils nommèrent « xénon » du grec « xenos » (ξένος), signifiant « étranger » ou « hôte ». Sa réputation d'inerte a été durablement ébranlée en 1962, lorsque le chimiste britannique Neil Bartlett synthétisa le premier composé d'un gaz noble, l'hexafluoroplatinate de xénon (XePtF₆), révolutionnant la chimie inorganique.
Caracteristiques
Le xénon possède plusieurs propriétés physiques remarquables. Il a la masse atomique la plus élevée parmi les gaz nobles stables (131,29 u). Il est le seul gaz noble à former des composés stables à température ambiante. Sous haute pression, il peut même devenir métallique. Son point de fusion est de -111,75 °C et son point d'ébullition de -108,1 °C. Il est plus soluble dans l'eau que les autres gaz nobles. En médecine, le xénon-133 est un isotope radioactif utilisé en scintigraphie pulmonaire, tandis que le xénon-129 hyperpolarisé est un agent de contraste prometteur pour l'imagerie par résonance magnétique (IRM) des poumons. En anesthésiologie, le xénon est un anesthésique général puissant et sûr, avec des effets secondaires minimes et une récupération rapide.
Importance
L'importance du xénon dépasse largement sa rareté. Technologiquement, il est indispensable dans les lampes à décharge à arc (projecteurs de cinéma, phares automobiles) et les lampes flash (photographie, stroboscopes) où il produit une lumière blanche intense. Dans le domaine spatial, il est le propergol de choix pour les propulseurs ioniques et à effet Hall, utilisés pour la propulsion de satellites et de sondes interplanétaires (comme la sonde Dawn de la NASA) en raison de sa masse atomique élevée et de son inertie chimique. Scientifiquement, il est utilisé dans les détecteurs de particules comme les chambres à projection temporelle (TPC) pour la recherche sur la matière noire (comme dans l'expérience XENON) et les neutrinos. Sa capacité à former des composés a fondamentalement changé notre compréhension de la liaison chimique et de la réactivité.
