元素家族

氙，元素周期表第54号元素。

1898年7月，化学家拉姆齐与特拉维斯在伦敦大学学院研究空气中的成分，从液态空气中提取氖、氩和氪后，希望能找到更多稀有气体，于是利用当时最先进的液态空气机制取了更多稀有气体氪，经过反复蒸馏终于分离出一种更重的气体，并且在真空管中发出了漂亮的蓝色光芒，这就是氙。

在惰性气体中，氙的化学性质比较活泼，它的化合物是最早被发现的，如今已制造出了超过100种氙的化合物，其中一些含氙化合物还能在常温下稳定存在，包括三种氙的氟化物。除了可以和氟、氧化合外，科学家们还发现氙可以与碳、氮形成共价键，还有的科学家合成出含金化合物，说明氙具有与金属离子形成配位键的能力。

由于稳定性和漂亮的蓝光，人们将氙广泛用于电子、光电源工业，用氙气充的灯泡与同等功率的充氩灯泡相比，体积更小、寿命更长、更省电、效率更高，用于制作汽车的前大灯，能比充入其他稀有气体的发光强度还要好。一盏6万瓦的氙灯亮度，相当于900只100瓦的普通灯泡，而且在高压电弧放电作用下还可产生类似日光的明亮白光。这种氙灯也被称为“人造小太阳”，透雾能力强，可用作有雾导航灯或广场灯。氙灯还可以放出紫外线，用于医疗凹面聚光后可生成2500℃高温，用于焊接或切割难熔金属，如钛、钼等。

氙是很好的麻醉剂，没有副作用，人体吸入后以原形排出，能溶于细胞质的油脂中，使细胞膨胀和麻醉，从而使神经末梢的作用暂时停止，形成深度麻醉。1939年，氙的麻醉作用被科学家们发现；1951年，氙第一次用于外科手术的麻醉；2007年，氙基麻醉剂正式市场化。

最激动人心的是，在太空旅行中氙离子喷气式发动机的应用。美国宇航局2007年发射了一颗“黎明号”探测器，用于研究远距离小行星。在“黎明号”上，氙阳离子以大约每小时106公里的排气速度加速向带负电的网格运动，从而产生一定推动力，刚开始氙的推动力可能很小，但是几个月后可以逐渐使宇宙飞船的速度增加到每小时1.5万公里，这样就可以减少飞船对更重化学燃料的需求，降低发射成本，增加旅行距离。

长久以来，科学家们对氙在地球上的存在量一直很疑惑。按道理来说，氙的化学性质很稳定，密度也比其他的稀有气体，如氦、氖、氩、氪等要大，很难从地球飘到外太空去，可为什么氙在空气中的含量还是那么少，仅是其他稀有气体十万分之一到十分之一。也有科学家经过X射线衍射研究后猜测，由于氙在高温高压下能取代石英中的硅，或许“失踪”的氙会与氧结合隐藏在地壳的某个地方。有没有更多的氙，更多的氙究竟在哪儿，还有待进一步考证。 

（作者系武汉市第二十中学化学教师、武汉市科学家科普团成员）