ქსენონი

ქსენონიდოლიძე ვ., ციციშვილი ვ., „ოთხენოვანი ქიმიური ლექსიკონი“, თბ., 2004, გვ. 120 ( < ; ქიმიური სიმბოლო — Xe) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მეხუთე პერიოდის, მეთვრამეტე ჯგუფის (ძველი კლასიფიკაციით — მერვე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის, VIIIა) ქიმიური ელემენტი. მისი ატომური ნომერია 54, ატომური მასა — 131.29, tდნ — (−111.75) °C, tდუღ — (−108.099) °C, სიმკვრივე — 5.894 გ/ლ. ქსენონი ერთატომიანი უფერული და უსუნო აირია. მიეკუთვნება ინერტულ აირებს. გვხვდება ძირითადად ატმოსფეროში. ბუნებრივი ქსენონი შედგება 9 იზოტოპისაგან: შვიდი (^{126}Xe, ^{128}Xe, ^{129}Xe, ^{130}Xe, ^{131}Xe, ^{132}Xe და ^{134}Xe) სტაბილური და ორი (^{124}Xe და ^{136}Xe) სუსტად რადიოაქტიული. 1898 წელს აღმოაჩინეს ინგლისელმა მკვლევარებმა უ. რამზაიმ და მ. ტრევერზმა. ქსენონი ერთობ იშვიათი ელემენტია. ნორმალურ პირობებში 1000 მ3 ჰაერი შეიცავს დაახლოებით 87 სმ3 ქსენონს. შესწავლილია ქსენონის ნაერთები ფთორთან: XeF2, XeF4, XeF6, XeF8; ცნობილია სხვა ნაერთებიც XeO3, BaXeO6, XeO4 და სხვა.

 ისტორია 
აღმოჩენილია 1898 წელს ინგლისელი მეცნიერის უილიამ რამზაის და უ. რელეის მიერ როგორც კრიპტონის მცირე მინარევი.

 სახელწოდების წარმომავლობა 
მომდინარეობს  — სხვისი. აღმოაჩინეს 1898 წ. ინგლისელმა მეცნიერებმა უ. რამზაიმ და მ. ტრავერსიმ, რომლებმაც თხევადი ჰაერი ნელ-ნელა ააორთქლეს და ძნელად აქროლადი ფრაქციები გამოიკვლიეს სპექტროსკოპიული მეთოდით. ქსენონი იყო აღმოჩენილი როგორც კრიპტონის მინარევი, საიდანაც მოდის მისი სახელწოდებაც. ქსენონი — ძალიან იშვიათი ელემენტია. ნორმალურ პირობებში 1000 მ3 ჰაერი შეიცავს მიახლოებით 87 სმ3 ქსენონს.

 გავრცელებულია 

 მზის სისტემაში 
მზის ატმოსფეროში, დედამიწაზე, ასტეროიდების და კომეტების შემადგენლობაში ქსენონი შედარებით იშვიათია. მარსის ატმოსფეროში ქსენონის კონცენტრაცია დედამიწის ანალოგიურია: 0.08 მემილიონე ნაწილი, თუმცა 129Xe-ის არსებობა მარსზე უფრო მაღალია, ვიდრე დედამიწაზე ან მზეზე. რადგანაც მოცემული იზოტოპი წარმოიქმნება რადიოაქტიური დაშლის შედეგად, მიღებული მონაცემები ცხადყოფენ მარსის მიერ პირველადი ატმოსფეროს დაკარგვას, შესაძლებელია, პლანეტის ფორმირების შემდეგ პირველი 100 მილიონი წლის განმავლობაში. იუპიტერზე კი, პირუკუ, ქსენონის ყველაზე მაღალი კონცენტრაციაა ატმოსფეროში — და თითქმის ორჯერ მაღალია, ვიდრე მზეზე.

 თვისებები 

 ფიზიკური 
დნობის ტემპერატურა −112 °C, დუღილის ტემპერატურა −108 °C, განმუხტვისას ანათებს იისფრად.

 ქიმიური 
ქსენონი არის პირველი კეთილშობილი ინერტული აირი, რომლისთვისაც მიღებული იქნა ნამდვილი ქიმიური ნაერთები. ნაერთების მაგალითებს წარმოადგენენ ქსენონის დიფტორიდი, ქსენონის ტეტრაფტორიდი, ქსენონის ჰექსაფტორიდი, ქსენონის ტრიოქსიდი.

ქსენონის პირველი ნაერთი მიღებულ იქნა ნილ ბარტლეტის მიერ ქსენონისა და პლატინის ჰექსაფტორიდის რეაქციით 1962 წ. ამ მომენტიდან ორი წლის განმავლობაში მიღებულ იქნა უკვე რამდენიმე ათეული ნაერთი, მათ შორის ფტორიდები, რომლებიც წარმოადგენენ პირველად ნივთიერებებს ქსენონის დანარჩენი ყველა წარმოებულის სინთეზისათვის.

ბოლო დროს აღწერიალია ქსენონის ფტორიდები და მათი სხვადასხვა კომპლექსები, ოქსიდები, ქსენონის ოქსიფტორიდები, მჟავების ნაკლებადმდგრადი კოვალენტური წარმოებულები, შენაერთები ბმებით Xe-N, ქსენონორგანული ნაერთები. შედარებით ბოლო დროს მიღებული იქნა ოქროს საფუძველზე არსებული კომპლექსი. ადრე აღწერილი სტაბილური ქსენონის ქლორიდების არსებობა არ დადასტურდა (მოგვიანებით აღწერილი იქნა ექსიმერული ქსენონის ქლორიდები).

 იზოტიპები 
ქსენონისათვის ცნობილია იზოტოპების არსებობა რომელთა მასური რიცხვებია 110-დან 147-მდე და 12 ბირთვული იზომერი. მათ შორის სტაბილურს წარმოადგენენ იზოტოპები მასური რიცხვით 124, 126, 128, 129, 130, 131, 132, 134, 136. დანარჩენი იზოტოპები რადიოაქტიურნი არიან, ყველაზე გრძელვადიანი -- 127Xe (ნახევრადდაშლის პერიოდი 36.345 დღეღამე) და 133Xe (5,2475 დღეღამე), დანარჩენი იზოტოპების ნახევრად დაშლის პერიოდი არ აღემატება 20 საათს. ბირთვულ იზომერებს შორის ყველაზე სტაბილურია 131Xem ნახევრადდაშლის პერიოდით 11,84 დღეღამე, 129Xem (8.88 დღეღამე) და 133Xem (2.19 დღეღამე)

ქსენონის იზოტოპს მასური რიცხვით 135 (ნახევრად დაშლის პერიოდი 9,14 საათი) აქვს სითბური ნეიტრონების მოტაცების მაქსიმალური ბირთვული ეფექტური განიკვეთი ყველა ცნობილ ნივთიერებას შორის — მიახლოებით 3 მილიონი ბარნი ენერგიისათვის 0,069 ევ, მისი დაგროვება ბირთვულ რეაქტორებში ტელურ-135-ის და იოდ-135-ის ბირთვების β-დაშლის ჯაჭვის შედეგად მიდის ე.წ. რეაქტორის მოწამლვამდე ქსენონით (იხ. ასევე იოდის ორმო).

 მიღება 
ქსენონს მიიღებენ მეტალურგიულ საწარმოებში როგორც თხევადი ჟანგბადის წარმოების თანაურ პროდუქტს.

მეწველობაში ქსენონს მიიღებენ როგორც თანაური პროდუქტს ჰაერის გაყოფისას ჟანგბადად და აზოტად. ასეთი გაყოფის შემდეგ, რომელიც ჩვეულებრივ მიმდინარეობს რექტიფიკაციის მეთოდით, მიღებული თხევადი ჟანგბადი შეიცავს კრიპტონისა და ქსენონის მცირე რაოდენობას. თხევად ჟანგბადს შემდგომი რექტიფიკაცია ამდიდრებს კრიპტონ-ქსენონის ნარევის შემცველობას 0.1-0.2 %-მდე, რომელიც გამოიყოფა სილიკაგელზე ადსორბციით ან დისტილაციით. საბოლოოდ, ქსენონ-კრიპტონის კონცენტრატი შეიძლება გაყოფილ იქნას დისტილაციით ცალ-ცალკე კრიპტონად და ქსენონად.

თავისი მცირე გავრცელების გამო, ქსენონი შედარებით უფრო ძვირია ვიდრე უფრო მჩატე ინერტული აირები.

 გამოყენება 
მიუხედავად მისი მაღალი ღირებულებისა, ქსენონი შეუცვლელია მთელ რიგ შემთხვევებში:

 ქსენონს გამოიყენებენ გახურების ნათურების შესავსებად, მძლავრ ქსენონის გაზოდამუხტვის ნათურაში და შუქის იმპულსურ წყაროებში (აირის მაღალი ატომური მასა ნათურის კოლბაში ხელს უშლის ვოლფრამის აორთქლებას გახურების სპირალის ზედაპირიდან).
 რადიოაქტიური იზოტოპები (127Xe, 133Xe, 137Xe, და სხვა) გამოიყენება როგორც გამოსხივების წყარო რადიოგრაფიაში და მედიცინაში დიაგნოსტიკისათვის, გაჟონვის აღმოსაჩენად ვაკუუმის დანადგარებში.
 ქსენონის ფტორიდები გამოიყენებიან ლითონების პასივაციისათვის.
 ქსენონი წმინდა სახით, და ცეზიუმ-133-ის ორთქლის მცირედი დამატებით, წარმოადგენს მაღალეფექტურ მუშა სხეულს ელექტრორეაქტიულ (უმთავრესად - იონური და პლაზმური) ძრავებისათვის კოსმოსურ აპარატებში.
 XX საუკუნის ბოლოს შემუშავებულ იქნა ქსენონის გამოყენების მეთოდი საერთო ნარკოზისათვის და გაუმტკივნებლობისათვის. ქსენონის ნარკოზის ტექნიკის შესახებ პირველი დისერტაცია გაჩნდა რუსეთში 1993 წელს. 1999 წელს ქსენონი დაშვებულ იქნა მედიცინაში როგორც საერთო ინგალაციური ნარკოზი.

 ბოლო დროს ქსენონი გადის აპრობაციას დამოკიდებული დაავადებების მკურნალობაზე.
 თხევადი ქსენონი ზოგჯერ გამოიყენება როგორც ლაზერების მუშა გარემო.
 ქსენონის ფტორიდები და ოქსიდები წარმოდგენილნი არიან როგორც რაკეტის საწვავის უძლიერესი მჟანგავები, ასევე ლაზერებში აირების ნარევების კომპონენტი.
 იზოტოპ 129Xe-ში შეიძლება ბირთვული სპინების ნაწილის პოლარიზება - ე.წ. ჰიპერპოლარიზაციის მდგომარეობამდე.
 ქსენონი გამოიყენება გოლეას უჯრედის კონსტრუქციაში როგორც კატალიზატორი. 
 გამოიყენება ფტორის ტრანსპორტირებისათვის, რომელიც ავლენს ძლიერ ელექტროუარყოფითობას, ჟანგვით თვისებებს.

 ბიოლოგიური როლი 
ქსენონი არ თამაშობს არავითარ ბიოლოგიურ როლს.

 ფიზიოლოგიური ქმედება 
 აირი ქსენონი მავნე არ არის, მაგრამ იწვევს ქსენონის ნარკოზს (ფიზიკური მექანიზმით), ხოლო დიდი კონცენტრაციით (80 %-ზე მეტი) იწვევს ასფიქსიას.
 ქსენონში ბგერის დაბალი სიჩქარის გამო, ვიდრე ჰაერში, ქსენონით შევსებული ფილტვები და ლაპარაკის დროს ამოსუნთქვა იწვევს ხმის ტემბრის დაწევას (ჰელიუმის უკუეფექტით).
 ქსენონის ფტორიდები საწამლავებია, ზღვრული დასაშვები კონცენტრაცია ჰაერში 0,05 მგ/მ³.

 რესურსები ინტერნეტში 
 ქსენონი ქიმიური ელემენტების პოპულარულ ბიბლიოთეკაში 
 ქსენონის გაყიდვა და ქსენონის დანადგარები და სხვა 
 ქსენონის ნაერთები 

სქოლიო