キセノンの実体と用途 – 原子番号54の元素記号Xe

キセノンは、原子番号54、元素記号Xeの化学元素です。 この元素は希ガスであるため、不活性で、無色、無臭、無味、無毒である。 キセノンは高出力ランプに使用されていることで知られている。 ここでは、キセノンの興味深い事実、発見の歴史、用途、出所を紹介します。

キセノン元素の事実

Name: Xenon
原子番号: 54
元素記号: Xe
外観。 無色の気体
グループ。 18族（希ガス）
周期: 周期5
ブロック：p-ブロック
元素ファミリー。 希ガス
原子質量。 131.293(6)
電子配置: 4d10 5s2 5p6
1シェルあたりの電子数：2, 8, 18, 18, 8
発見。
発見：ウィリアム・ラムジーとモリス・トラバース（1898年）
名前の由来。

発見の経緯

スコットランドの化学者ウィリアム・ラムジーとイギリスの化学者モリス・トラバースは、1898年9月にキセノンを単離して発見しました。 彼らは実業家ルートヴィヒ・モンドから贈られた液体空気装置を使って、すでにクリプトンやネオンの希ガスを発見していた。 彼らは、液化した空気を蒸発させ、その残渣を調べることでキセノンを得た。 この気体を真空管に入れると、青く輝くのが観察された。 ラムジーは、この新元素の名前を、ギリシャ語で「奇妙な」という意味の「xenos」から提案した。

キセノンの同位体

天然のキセノンは、7 つの安定同位体から構成されています。 Xe-126、Xe-128、Xe-129、Xe-130、Xe-131、Xe-132、およびXe-134です。 Xe-126とXe-134は理論的には二重ベータ崩壊を起こすが、これまで観測されたことはない。 40を超える放射性同位元素が報告されている。 最も長寿命の放射性同位体は Xe-124 で、半減期は 1.8 × 1022 年です。

生物学的役割と毒性

元素のキセノンは無毒で、生物学的には何の役割も果たしません。 しかし、キセノンは血液に溶け、血液脳関門を通過し、麻酔薬として作用します。 キセノンは酸素より重いので、キセノン-酸素の混合ガスを吸うと窒息する可能性があります。

キセノンの発生源

キセノンは地球大気中の希ガスで、1150 万分の 1 (0.087 ppm) の濃度で存在しています。 希少でありながら、この元素の最も良い供給源は、液体の空気からの抽出である。 キセノンは火星の大気中にもほぼ同じ濃度で存在する。 この元素は、太陽、隕石、木星でも発見されている。 長い間、地球上のキセノンの源は大気だけだと考えられていたが、大気中の濃度は地球で予測される量と一致しなかった。 しかし、大気中のキセノンの濃度は、地球上で予測される量と一致しませんでした。研究者たちは、このガスがいくつかの鉱泉から放出されていることを発見し、キセノンは地球内にも存在することがわかりました。

キセノンの用途

キセノンは、写真のフラッシュ、自動車のヘッドランプ、ストロボ、殺菌灯 (スペクトルに強い紫外線成分が含まれているため) など、ガス放電ランプで使用されています。 また、スペクトルが自然光に近いため、映画の映写機用ランプや高級懐中電灯にも使用されている。 近赤外線を放射するため、暗視装置に使用される。

最初のエキシマレーザーは、キセノンダイマー（Xe2）を使用していました。

医学では、キセノンは全身麻酔薬、神経保護薬、心筋保護薬として使用されています。

医療では、キセノンは全身麻酔薬、神経保護薬、心臓保護薬であり、スポーツドーピングでは赤血球の生産とパフォーマンスを高めるために使用されています。 同位体であるXe-133はシングルフォトンエミッションコンピュータ断層撮影に、Xe-129は磁気共鳴イメージング（MRI）の造影剤として使用される。

キセノンは、核磁気共鳴 (NMR) にも使用され、表面の特性判定を助けます。

キセノンはまた、表面特性を調べるために核磁気共鳴 (NMR) で使用され、バブル チャンバー、熱量計、およびイオン推進剤の推進剤として使用されます。

希ガスは比較的不活性ですが、いくつかの化合物を形成しています。 ヘキサフルオロプラチン酸キセノンは、これまでに合成された最初の希ガス化合物でした。

密度 (STP): 5.894 g/L
融点: 161.40 K (-111.75 °C、-169.0 °C)。15 °F）
沸点：165.051 K（-108.099 °C, -162.578 °F）

三重点：161.405 K, 81.77 kPa
臨界点：289.733 K, 5.842 MPa
State at 20ºC: gas
Heat of Fusion: 2.27 kJ/mol
Heat of Vaporization.L>

Heet of Vaporization: 2.5 kJ/mol
Heet of Fusion: 2.5 kJ/mol
Heat of Fusion: 1.5 kJ/molr 12.64 kJ/mol
モル熱容量：21.01 J/（mol-K）

熱伝導率：5.65×10-3 W/（m・K）
結晶構造：面心立方（fcc）
磁気秩序：反磁性

原子データ

共有結合半径：140±9 pm
ファンデルワールス半径：216 pm
電子陰性度。
第1イオン化エネルギー：1170.4 kJ/mol
第2イオン化エネルギー：046.4 kJ/mol
第3イオン化エネルギー：3099.4 kJ/mol
よくある酸化状態です。 通常0だが、+1、+2、+4、+6、+8もありうる

楽しいキセノンの事実

• キセノンは空気より密なので、深い音のする声を出すのに使用できる（ヘリウムの反対）。
• 同様に、風船をキセノンガスで満たすと、それは床に沈みます。
• キセノンのガス、液体、固体は無色ですが、スカイブルーの金属固体状態の元素が存在します。

• Bartlett, Neil (2003)は、ヨウ素-135 がベータ崩壊してキセノン-135 という放射性同位体を生成します。 “希ガス”. Chemical & Engineering News. アメリカ化学会。 81 (36): 32-34. doi:10.1021/cen-v081n036.p032
• Brock, David S.; Schrobilgen (2011).を参照してください。 “キセノンのミッシング酸化物XeO2の合成と地球のミッシングキセノンへの示唆”. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 16, 6265-6269. doi:10.1021/ja110618g
• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0-08-037941-9.
• Meija，J.；他（2016）． “Atomic Weights of the Elements 2013 (IUPAC Technical Report)”. ピュア・アンド・アプライド・ケミストリー. 88 (3): 265-91. doi:10.1515/pac-2015-0305

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