キセノン

同位体	NA	半減期	DM	DE/M eV	DP
¹²⁴Xe	0.1%	1.1×10¹⁷ 年	ε		¹²⁴Te
¹²⁵Xe	{syn.}	16.9 時間	ε	1.652	¹²⁵I
¹²⁶Xe	0.09%	中性子72個で安定
¹²⁷Xe	{syn.}	36.4 日	ε	0.662	¹²⁷I
¹²⁸Xe	1.91%	中性子74個で安定
¹²⁹Xe	26.4%	中性子75個で安定
¹³⁰Xe	4.1%	中性子76個で安定
¹³¹Xe	21.29%	中性子77個で安定
¹³²Xe	26.9%	中性子78個で安定
¹³³Xe	{syn.}	5.243 日	β-	0.427	¹³³Cs
¹³⁴Xe	10.4%	中性子80個で安定
¹³⁵Xe	{syn.}	9.1 時間	β-	1.16	¹³⁵Cs
¹³⁶Xe	8.9%	2.36×10²¹ 年	β		¹³⁶Ba

注記がない限り国際単位系使用及び標準状態下。

キセノン（Xenon）は原子番号 54 の元素。元素記号は Xe。希ガス元素のひとつ。ラムゼー(W.Ramsay)とトラバース(M.W.Travers)によって1898年に発見された。ギリシャ語で「奇妙な」「なじみにくいもの」を意味する xenos が語源。

※英語圏ではゼノン(ˈzɛnɒn, ˈziːnɒn)と発音されることが多い。

常温常圧では無色無臭の気体。融点 -111.9 ℃、沸点 -108.1 ℃。空気中にもごく僅かに(約0.087ppm)含まれる。固体では安定な面心立方構造をとる。

一般に希ガスは最外殻電子が閉殻構造をとるため、反応性はほとんど見られない。しかし、キセノンの最外殻（5s²5p⁶）は原子核からの距離がはなれているため、他の電子による遮蔽効果によって束縛が弱まっており、比較的イオン化しやすい(イオン化エネルギーが他の希ガス元素に比べて相対的に低い)。このため、反応性の強いフッ素や酸素と反応して、フッ化物や酸化物を形成する。

[編集] 用途

キセノンランプやイオン推進エンジンの推進剤に使用される。断熱性能が空気よりも高く、二層ガラス等の断熱材としても有効である。

麻酔作用を有するため、一部病院では試験的に導入されている。ただし純粋なキセノン自体が高価なこともあり、一般にはまだ普及していない^[1]。

キセノン135は中性子を吸収する能力(中性子吸収能)があり、原子力発電の分野では「毒物質」として働く。核分裂生成物として発生したキセノン135によるキセノンオーバーライドは原子炉の制御に大きな影響を与える。地下核実験では時間が経つにつれて大気中にキセノン133が放出されるので実験の成功・失敗の判断の一部にキセノン133の大気中への放出を調べることがある。

XMASS検出器では、ダークマターを検出するために－100℃の液体キセノンで満たしたセンサーが用いられる。ダークマターがキセノン原子核とぶつかって放つシンチレーション光を光電子増倍管で補足する仕組みで、東京大学の神岡宇宙素粒子研究施設で2010年春から稼動予定である。^[2]^[3]

[編集] 化合物

化学結合を備えた最初の希ガス化合物として、1962年5月、カナダのブリティッシュコロンビア大学のネイル・バートレットとD.H.ローマンによってヘキサフルオロ白金酸キセノン (XePtF₆) が合成された^[4]。酸素分子O₂を酸化するヘキサフルオロ白金酸の反応から類推し、O₂ (12.2eV) とほぼ同じイオン化エネルギーを持つキセノン (12.13eV) を酸化できるのではと考えたことが成功の鍵であった。8月にはXeF₄が、同年末はXeF₂とXeF₆も合成された。

[編集] ハロゲン化物

キセノンはフッ素単体の混合比を調節してニッケル管中で加熱し、急冷すると四フッ化キセノンXeF₄あるいは二フッ化キセノンXeF₂を生成し、加圧条件化で同様に加熱すると六フッ化キセノンXeF₆を与える。

いずれのフッ化物も水に容易に加水分解される。またXeF₆、XeF₄は強力なフッ素化試剤である。また、XeF₂は温和なフッ素化試剤として利用される。

[編集] 酸化物

六フッ化キセノンXeF₆または四フッ化キセノンXeF₄は水と反応し、三酸化キセノンXeO₃を与える。

$\rm 6XeF_6 + 12H_2O \longrightarrow 2XeO_3 + 4Xe + 24HF$

XeO₃は三角錐型の構造を持ち、爆発性の化合物である。XeO₃はアルカリ条件下、Xe^VIIとXe⁰に不均化する。

$\rm 2XeO_3 + 4OH^- \longrightarrow XeO^{4-}_6 + Xe + O_2 + 2H_2O$

また、77Kで等モルのXe₆ニッケル管内で反応させるとオキソフッ化物XeOF₄を生成する。他の例として、XeO₃とXeOF₄からXeO₂F₂が、XeF₆とNaXeO₆からXeO₃F₂が生成する。低温で水と混合し、紫外線を照射するとキセノン2原子を含む分子 HXeOXeH が生成する^[5]。

[編集] 有機キセノン化合物

C₆F₅BF₂とXeF₄をジクロロメタン中混合することにより、[C₆F₅XeF₂]⁺[BF₄]^-が合成されている。^[6]

[編集] 同位体

詳細は「キセノンの同位体」を参照

[編集] 参考文献

^ http://www.med.teikyo-u.ac.jp/~anestuih/Xenon/Xe-Anesthesia.html
^ http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/xmass/index.html
^ http://www.yomiuri.co.jp/space/news/20100212-OYT1T00164.htm
^ N. Bartlett, Proc. Chem. Soc. 1962, 218.
^ Leonid Khriachtchev et al., "A Small Neutral Molecule with Two Noble-Gas Atoms: HXeOXeH", J. Am. Chem. Soc., 130 (19), 6114–6118, 2008. DOI: 10.1021/ja077835v
^ H.-J.Frohn et al., Angew.Chem.Int.Ed., 39, 391 (2000)

	1	元素の周期表																18
1	H	2											13	14	15	16	17	He
2	Li	Be											B	C	N	O	F	Ne
3	Na	Mg	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	Al	Si	P	S	Cl	Ar
4	K	Ca	Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
5	Rb	Sr	Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
6	Cs	Ba	*	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
7	Fr	Ra	**	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Uut	Uuq	Uup	Uuh	Uus	Uuo
8	...

			*	La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu
			**	Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr

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Linki: Strona g��wna

[0] ttp://www.med.teikyo-u.ac.jp/~anestuih/Xenon/Xe-Anesthesia.html

[1] ttp://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/xmass/index.html

[2] ttp://www.yomiuri.co.jp/space/news/20100212-OYT1T00164.htm

[3] N. Bartlett, Proc. Chem. Soc. 1962, 218.

[4] Leonid Khriachtchev et al., "A Small Neutral Molecule with Two Noble-Gas Atoms: HXeOXeH", J. Am. Chem. Soc., 130 (19), 6114–6118, 2008. DOI: 10.1021/ja077835v

[5] H.-J.Frohn et al., Angew.Chem.Int.Ed., 39, 391 (2000)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]