زينون Xe

الاكتشاف

في عام 1898، بعد أن فصل ويليام رامزي وموريس ترافرز الكريبتون من الهواء السائل، قطّرا ذلك الكريبتون تقطيرًا تجزيئيًا مرة أخرى فوجدا مكوّنًا أثقل. وأظهر طيفه خطوطًا زرقاء جديدة، فأعلنا عنصرًا جديدًا، آخر الغازات النبيلة التي اكتشفاها ذلك العام.

وطوال أكثر من ستين عامًا بعد ذلك ظُن أن الغازات النبيلة خاملة تمامًا. وفي عام 1962 لاحظ نيل بارتليت في جامعة كولومبيا البريطانية أن المؤكسد القوي سادس فلوريد البلاتين يستطيع انتزاع إلكترون حتى من الأكسجين الجزيئي. ولأن طاقة تأين الزينون مماثلة، جرّب التفاعل نفسه مع الزينون.

فكانت النتيجة مادة صلبة برتقالية صفراء، أول مركب لغاز نبيل. وسرعان ما تلته ثنائي فلوريد الزينون ورابع فلوريد الزينون ومركبات أخرى، واضطرت كتب الكيمياء إلى إعادة الكتابة.

أصل التسمية

يأتي الاسم من اليونانية xenos «الغريب» أو «الأجنبي». والرمز Xe.

أهم الاستخدامات

• الإنارة: تنتج مصابيح الزينون القوسية ضوءًا أبيض شديدًا قريبًا من ضوء النهار لأجهزة العرض السينمائي ومحاكيات الشمس ومصابيح السيارات الأمامية عالية الكثافة ومصابيح الوميض.
• الدفع الفضائي: لأنه ثقيل وسهل التأين، فالزينون هو الوقود الدافع في كثير من المحركات الأيونية على الأقمار الاصطناعية والمسابير، مثل بعثة «داون» التابعة لناسا إلى حزام الكويكبات.
• الطب: الزينون مخدّر عام فعال قليل الآثار الجانبية، لكن تكلفته تحد من استخدامه. ويُستخدم الزينون-129 المستقطب فرطيًا في بحوث التصوير بالرنين المغناطيسي للرئتين.
• أشباه الموصلات والليزر: تستخدم ليزرات الإكسيمر بكلوريد الزينون وعمليات نقش الرقائق الزينون.
• الفيزياء الأساسية: تبحث كواشف مملوءة بأطنان من الزينون السائل عن جسيمات المادة المظلمة.

النظائر

للزينون الطبيعي تسعة نظائر، أوفرها الزينون-132 والزينون-129. ويضمحل الزينون-124 والزينون-136 ببطء شديد، وقد رصدت تجربة XENON1T عام 2019 رصدًا مباشرًا الأسر الإلكتروني المزدوج للزينون-124، بعمر نصف يبلغ نحو 1.8 × 10²² سنة.

أما الزينون-135 المشع، وعمر النصف له نحو تسع ساعات، فيلتهم النيوترونات بشراهة ويسبب «التسمم بالزينون» الذي يكبح قدرة المفاعل. ويُستخدم الزينون-133 (عمر النصف نحو خمسة أيام) في فحوص تهوية الرئتين.

في الحياة اليومية

لا يحتوي الهواء إلا على نحو 0.09 جزء في المليون من الزينون، لذا يجب معالجة أحجام هائلة في مصانع فصل الهواء للحصول على كميات صغيرة، ما يجعله من أغلى الغازات النبيلة.

وهو غير سام، لكن لأنه أكثف من الهواء بكثير فقد يتجمع عند مستوى الأرض إذا تسرب في مكان مغلق ويزيح الأكسجين. واستنشاق الزينون يجعل الصوت أعمق، على عكس الهيليوم، لكنه ينطوي على خطر الاختناق ولا ينبغي تجربته.