ksenon ne demek?

<table> <tbody> <tr class="odd"> <td><table> <tbody> <tr class="odd"> <td style="text-align: center;"><p><span style="font-size:120%; font-weight:bold">54</span></p></td> <td style="text-align: center;"><p><span style="font-size: 95%"><a href="iyot" title="wikilink">iyot</a></span> ← <span style="font-size: 120%">ksenon</span> → <span style="font-size: 95%"><a href="sezyum" title="wikilink">sezyum</a></span></p></td> </tr> <tr class="even"> <td style="text-align: center;"><p><span style="font-size:95%"><a href="Kripton" title="wikilink">Kr</a></span> ↑ <span style="font-size:120%; font-weight:bold"><strong>Xe</strong></span> ↓ <span style="font-size: 95%"><a href="radon" title="wikilink">Rn</a></span></p></td> <td style="text-align: center;"><table> <tbody> <tr class="odd"> <td><div align="center"> <p><a href=":Şablon:Periyodik_tablo" title="wikilink">Periyodik tablo</a></p> </div></td> </tr> </tbody> </table></td> </tr> </tbody> </table></td> </tr> <tr class="even"> <td><p>Genel</p></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p>Adı, Sembolü, <a href="Atom_numarası" title="wikilink">Atom numarası</a></p></td> </tr> <tr class="even"> <td><p><a href="Grup_(kimya)" title="wikilink">Element serisi</a></p></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p><a href="Grup_(kimya)" title="wikilink">grup</a>, <a href="Periyot_(element)" title="wikilink">periyot</a>, <a href="Periyodik_tablo" title="wikilink">blok</a></p></td> </tr> <tr class="even"> <td><p><a href="renk" title="wikilink">Görünüş</a></p></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p><a href="Atom" title="wikilink">Atom ağırlığı</a></p></td> </tr> <tr class="even"> <td><p><a href="Elektron_dizilimi" title="wikilink">Elektron dizilimi</a></p></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p><a href="Enerji_seviyesi" title="wikilink">Enerji seviyesi</a> başına <a href="Elektron" title="wikilink">Elektronlar</a></p></td> </tr> <tr class="even"> <td><p>Fiziksel özellikleri</p></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p><a href="Maddenin_hali" title="wikilink">Maddenin hali</a></p></td> </tr> <tr class="even"> <td><p><a href="Yoğunluk" title="wikilink">Yoğunluk</a></p></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p><a href="Erime_noktası" title="wikilink">Erime noktası</a></p></td> </tr> <tr class="even"> <td><p><a href="Kaynama_noktası" title="wikilink">Kaynama noktası</a></p></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p><a href="Üçlü_nokta" title="wikilink">Üçlü nokta</a></p></td> </tr> <tr class="even"> <td><p><a href="Kritik_nokta_(termodinamik)" title="wikilink">Kritik nokta</a></p></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p><a href="Ergime_ısısı" title="wikilink">Ergime ısısı</a></p></td> </tr> <tr class="even"> <td><p><a href="Buharlaşma_ısısı" title="wikilink">Buharlaşma ısısı</a></p></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p><a href="Isı_kapasitesi" title="wikilink">Özgül ısı kapasitesi</a></p></td> </tr> <tr class="even"> <td><table> <caption><a href="Buhar_basıncı" title="wikilink">Buhar basıncı</a></caption> <tbody> <tr class="odd"> <td><p><em>P</em>(Pa)</p></td> <td><p>1</p></td> <td><p>10</p></td> <td><p>100</p></td> <td><p>1 k</p></td> <td><p>10 k</p></td> <td><p>100 k</p></td> </tr> <tr class="even"> <td><p><em>T</em>(K)'de</p></td> <td><p>83</p></td> <td><p>92</p></td> <td><p>103</p></td> <td><p>117</p></td> <td><p>137</p></td> <td><p>165</p></td> </tr> </tbody> </table></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p>Atom özellikleri</p></td> </tr> <tr class="even"> <td><p><a href="Kristal" title="wikilink">Kristal yapısı</a></p></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p><a href="Yükseltgenme_seviyesi" title="wikilink">Yükseltgenme seviyesi</a></p></td> </tr> <tr class="even"> <td><p><a href="Elektronegatiflik" title="wikilink">Elektronegatifliği</a></p></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p><a href="İyonlaşma_enerjisi" title="wikilink">İyonlaşma enerjileri</a></p></td> </tr> <tr class="even"> <td><p>2.: 2046,4 kJ/mol</p></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p>3.: 3099,4 kJ/mol</p></td> </tr> <tr class="even"> <td><p>Atom yarıçapı (calc.)</p></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p><a href="Kovalent_yarıçap" title="wikilink">Kovalent yarıçap</a></p></td> </tr> <tr class="even"> <td><p><a href="Van_der_Waals_yarıçapı" title="wikilink">Van der Waals yarıçapı</a></p></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p>Diğer özellikleri</p></td> </tr> <tr class="even"> <td><p><a href="manyetizma" title="wikilink">Manyetik durum</a></p></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p><a href="Isıl_iletkenlik" title="wikilink">Isıl iletkenlik</a></p></td> </tr> <tr class="even"> <td><p><a href="Ses_hızı" title="wikilink">Ses hızı</a></p></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p><a href="CAS_kayıt_numarası" title="wikilink">CAS kayıt numarası</a></p></td> </tr> <tr class="even"> <td><p>Seçilmiş izotoplar</p></td> </tr> <tr class="odd"> <td><table> <thead> <tr class="header"> <th><p><a href="İzotop" title="wikilink">izo</a></p></th> <th><p><a href="Tabii_bolluk" title="wikilink">TB</a></p></th> <th><p><a href="Yarı_ömür" title="wikilink">YÖ</a></p></th> <th><p><a href="Bozunma_modu" title="wikilink">BM</a></p></th> <th><p><a href="Bozunma_enerjisi" title="wikilink">BE</a> <small>(<a href="elektronvolt" title="wikilink">MeV</a>)</small></p></th> <th><p><a href="Bozunma_ürünü" title="wikilink">BÜ</a></p></th> </tr> </thead> <tbody> <tr class="odd"> <td><p>{{#if: | <a href="{{{link}}}" title="wikilink"><sup></sup></a> | <sup>124</sup>Xe }}</p></td> <td><p>0.095%</p></td> <td><p><sup>124</sup>Xe 70 <a href="nötron" title="wikilink">nötronlu</a> <a href="kararlı_izotop" title="wikilink">kararlı</a> bir izotoptur</p></td> <td></td> <td></td> <td></td> </tr> <tr class="even"> <td><p>{{#if: | <a href="{{{link}}}" title="wikilink"><sup></sup></a> | <sup>125</sup>Xe }}</p></td> <td><p><a href="yapay_radyoizotop" title="wikilink">yap</a></p></td> <td><p>16,9 <a href="Saat_(zaman)" title="wikilink">s.</a></p></td> <td><p><a href="elektron_yakalama" title="wikilink">ε</a></p></td> <td><p>1,652</p></td> <td><p><sup>125</sup><a href="iyot" title="wikilink">I</a></p></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p>{{#if: | <a href="{{{link}}}" title="wikilink"><sup></sup></a> | <sup>126</sup>Xe }}</p></td> <td><p>0.089%</p></td> <td><p><sup>126</sup>Xe 72 nötronlı kararlı bir izotoptur</p></td> <td></td> <td></td> <td></td> </tr> <tr class="even"> <td><p>{{#if: | <a href="{{{link}}}" title="wikilink"><sup></sup></a> | <sup>127</sup>Xe }}</p></td> <td><p>yap</p></td> <td><p>36,345 <a href="gün" title="wikilink">g.</a></p></td> <td><p><a href="elektron_yakalama" title="wikilink">ε</a></p></td> <td><p>0,662</p></td> <td><p><sup>127</sup><a href="iyot" title="wikilink">I</a></p></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p>{{#if: | <a href="{{{link}}}" title="wikilink"><sup></sup></a> | <sup>128</sup>Xe }}</p></td> <td><p>1.91%</p></td> <td><p><sup>128</sup>Xe 74 nötronlu kararlı bir izotoptur</p></td> <td></td> <td></td> <td></td> </tr> <tr class="even"> <td><p>{{#if: | <a href="{{{link}}}" title="wikilink"><sup></sup></a> | <sup>129</sup>Xe }}</p></td> <td><p>%26,4</p></td> <td><p><sup>129</sup>Xe 75 nötronlu kararlı bir izotoptur</p></td> <td></td> <td></td> <td></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p>{{#if: | <a href="{{{link}}}" title="wikilink"><sup></sup></a> | <sup>130</sup>Xe }}</p></td> <td><p>%4,07</p></td> <td><p><sup>130</sup>Xe 76 nötronlu kararlı bir izotoptur</p></td> <td></td> <td></td> <td></td> </tr> <tr class="even"> <td><p>{{#if: | <a href="{{{link}}}" title="wikilink"><sup></sup></a> | <sup>131</sup>Xe }}</p></td> <td><p>%21,2</p></td> <td><p><sup>131</sup>Xe 77 nötronlu kararlı bir izotoptur</p></td> <td></td> <td></td> <td></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p>{{#if: | <a href="{{{link}}}" title="wikilink"><sup></sup></a> | <sup>132</sup>Xe }}</p></td> <td><p>%26,9</p></td> <td><p><sup>132</sup>Xe 78 nötronlu kararlı bir izotoptur</p></td> <td></td> <td></td> <td></td> </tr> <tr class="even"> <td><p>{{#if: | <a href="{{{link}}}" title="wikilink"><sup></sup></a> | <sup>133</sup>Xe }}</p></td> <td><p>yap</p></td> <td><p>5,247 <a href="gün" title="wikilink">g.</a></p></td> <td><p><a href="Beta_emisyonu" title="wikilink">β<sup>–</sup></a></p></td> <td><p>0,427</p></td> <td><p><sup>133</sup><a href="Sezyum" title="wikilink">Cs</a></p></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p>{{#if: | <a href="{{{link}}}" title="wikilink"><sup></sup></a> | <sup>134</sup>Xe }}</p></td> <td><p>%10,4</p></td> <td><p><sup>134</sup>Xe 80 nötronlu kararlı bir izotoptur</p></td> <td></td> <td></td> <td></td> </tr> <tr class="even"> <td><p>{{#if: | <a href="{{{link}}}" title="wikilink"><sup></sup></a> | <sup>135</sup>Xe }}</p></td> <td><p>yap</p></td> <td><p>9,14 <a href="Saat_(zaman)" title="wikilink">s.</a></p></td> <td><p><a href="Beta_emisyonu" title="wikilink">β<sup>–</sup></a></p></td> <td><p>1,16</p></td> <td><p><sup>135</sup><a href="Sezyum" title="wikilink">Cs</a></p></td> </tr> <tr class="odd"> <td><p>{{#if: | <a href="{{{link}}}" title="wikilink"><sup></sup></a> | <sup>136</sup>Xe }}</p></td> <td><p>%8,86</p></td> <td><p><sup>136</sup>Xe 82 nötronlu kararlı bir izotoptur</p></td> <td></td> <td></td> <td></td> </tr> </tbody> </table></td> </tr> <tr class="even"> <td></td> </tr> </tbody> </table>

Ksenon, Xe sembolü ile gösterilen 54 atom numaralı kimyasal elementtir. Renksiz, ağır, kokusuz bir soy gaz olan ksenon Dünya atmosferinde eser miktarda bulunur.1 Genellikle reaktif olmayan element, sentezlenen ilk soy gaz bileşiği olan ksenon heksafloroplatinatın oluşumu gibi birkaç kimyasal reaksiyona maruz kalabilir.234

Ksenonun tabiattaki varoluşu dokuz kararlı izotoptan ibarettir. Ayrıca kırkın üzerinde radyoaktif bozunuma uğrayan kararsız izotop bulunur. Ksenonun izotop oranları Güneş Sistemi'nin ilk tarihinin araştırılmasında önemli bir araçtır.5 Ksenon-135 nükleer fisyonun sonucu olarak açığa çıkar ve nükleer reaktörlerde nötron soğurucu görevini yapar.6

Ksenon flaş lambalarında7 ve ark lambalarında kullanılır,8 ve tıpta genel anestezik olarak kullanılır.9 İlk excimer lazer modelin lazer aktif ortamında ksenon dimer molekülü (Xe<sub>2</sub>) 10 ve ilk lazer modellerinde de pompa olarak ksenon flaş lamba kullanıldı.11 Ksenon ayrıca kuramsal zayıf etkileşimli ağır parçacıkların (WIMP) araştırılmasında 12 ve uzay gemilerindeki iyon iticilerde kullanılır.13

Tarih

Ksenon 12 Temmuz 1898'de William Ramsay ve Morris Travers tarafından yine kendi keşifleri olan kripton ve neon'un ardından keşfedildi. Ramsay ve Travers elementi sıvı havanın buharlaşan bileşenlerinden arta kalan kalıntılarda buldular.1415 Ramsey bu gaz için Yunancada 'yabancı' veya 'ziyaretçi' anlamlarına gelen ξένον [xenon] sözcüğünün geçişsiz tekil formu ξένος [xenos] adını önerdi.1617 1902'de Ramsay ksenonun Dünya atmosferindeki oranını 20 milyonda bir olarak tahmin etti.18

1930'larda mühendis Harold Edgerton yüksek hızlı fotoğrafçılık için çakar lamba (strobe light) teknolojisini araştırmaya başladı. Bu araştırma onu, ışığın ksenon ile dolu bir tüpte kısa elektrik akımının gönderilmesiyle elde edildiği ksenon flaş lambasının keşfine götürdü. 1934'te Edgerton bu yöntemle bir mikrosaniye kadar kısa flaşlar üretebildi.192021

1939'da Albert R. Behnke Jr. derin su dalgıçlarında meydana gelen sarhoşluğu araştırmaya başladı. Behnke çalışmasında çeşitli solunum karışımlarının etkilerini test etti ve bunun dalgıçların derinlikteki değişimi algılamalarına sebep olduğunu keşfetti. Bu sonuçlardan sonra ksenon gazının anestetik olarak kullanılabileceği görüşüne vardı. 1941'de Rusya'da Lazharev'in görünüşte ksenon anestezisi üzerine çalışmış olmasına rağmen 1946'da ksenon anestezisini teyit eden yayımlanmış ilk raporu yazan kişi deneylerini fareler üzerinde yapan J. H. Lawrence'dır. Ksenon ilk kez 1951'de, iki hastasını başarılı bir şekilde ameliyat eden Stuart C. Cullen tarafından cerrahi anestezik olarak kullanıldı.22

1960'ta fizikçi John H. Reynolds, aşırı ksenon-129 bolluğunda belli başlı göktaşlarının izotopik anormallik içerdiğini keşfetti. Reynolds bunun radyoaktif iyot-129'un bir bozunum ürünü olduğu sonucuna vardı. Bu izotop cosmic ray spallation ve nükleer fisyon ile yavaşça üretilir ancak sadece süpernova patlamalarında nicel olarak üretilir. <sup>129</sup>I izotopunun yarı ömrü kozmolojik zaman skalasında nispeten kısadır (16 milyon yıl). Bu da süpernovalar ile göktaşlarının <sup>129</sup>I izotopunu katılaştırıp tuzakladığı zaman arasında çok kısa bir süre geçtiğinin ispatıdır. Bu iki olay (süpernova ve gaz bulutunun katılaşması) Güneş Sistemi'nin ilkel tarihi esnasında neler olduğunu göstermektedir. <sup>129</sup>I izotopu büyük ihtimalle Güneş Sistemi oluşmadan önce üretildi (ancak uzun süre önce değil) ve ikinci bir kaynaktan gelen izotoplar ile güneş gazı bulutunu tohumladı. Bu süpernova kaynağı aynı zamanda güneş gazı bulutunun çöküş sebebi de olabilir.2324

Uzun bir süre boyunca ksenon ve diğer soy gazların tamamen kimyasal süreduran oldukları ve herhangi bir bileşik oluşturamayacakları düşünülüyordu. Ancak British Columbia Üniversitesi'nden Neil Bartlett araştırmaları esnasında platinyum heksaflorid (PtF<sub>6</sub>) gazının, dioxygenyl hexafluoroplatinate (O<sub>2</sub><sup>+</sup>[PtF<sub>6</sub>]<sup>-</sup>) oluşturulması için oksijen gazını (O<sub>2</sub>) okside edebilen güçlü bir aracı yükseltici olduğunu keşfetti.25 O<sub>2</sub> ve ksenonun birinci iyonizasyon potansiyeli neredeyse aynı olduğundan, Bartlett platinyum heksafloridin de ksenonu oksitleyebileceğini fark etti. 23 Mart 1962'de o iki gazı birleştirdi ve bilinen ilk soy gaz bileşiği ksenon heksafloroplatinatı elde etti.2627 Bartlett bileşiğinin Xe<sup>+</sup>[PtF<sub>6</sub>]<sup>-</sup> olduğunu düşündü ancak daha sonraki çalışmaları bunun muhtemelen ksenon içeren çeşitli tuzların karışımı olduğunu gösterdi.282930 Bunun sonrasında başka birçok soy gaz bileşiği daha keşfedildi31 ve argon florohidrür (HArF)32, kripton diflorid (KrF<sub>2</sub>)3334 ve radon florid35 gibi bazı argon, kripton ve radon bileşikleri de tanımlandı.

Bulunuş

Ksenon Dünya atmosferindeki eser gazlardandır 0.087±0.001 ppm (μL/L) veya bir başka ifadeyle yaklaşık 11.5 milyonda bir parça şeklinde bulunur.36 ve ayrıca bazı mineral kaynaklarından çıkarılan gazlarda da bulunur. Ksenonun <sup>133</sup>Xe ve <sup>135</sup>Xe gibi bazı radyoaktif türleri, nükleer reaktörlerdeki bölünebilir malzemelerin nötron ışınlaması ile üretilir.37

Ksenon havanın oksijen ve azota ayrılması işleminde yan ürün olarak elde edilir. Genellikle çift aşamalı tesiste ayrımsal damıtma ile yapılan bu işlemden sonra sıvı oksijen küçük miktarda kripton ve ksenon içerir. İlave damıtma aşamaları ile sıvı oksijen %0,1–0,2 kripton/ksenon karışımı içerecek şekilde zenginleştirilebilir. Bu karışım silika jel üzerine adsorpsiyon veya damıtma yoluyla çıkarılır. Son olarak kripton/ksenon karışımı damıtma yöntemi ile ksenon ve kriptona ayrılabilir.3839 Bir litre ksenonun atmosferden eldesi 220 kilowatt saat enerji gerektirir.40 1998 yılı içinde Dünya çapında 5,000–7,000 m³ ksenon üretildi.41 Ksenon nadir bulunuşu sebebi ile diğer hafif soy gazlardan çok daha pahalıdır. 1999 yılı itibarı ile küçük miktarlar için bu gazların Avrupa piyasasındaki değerleri; ksenon için 10 /L, kripton için 1 €/L ve neon için 0.20 €/L şeklindedir.42

Ksenon Güneş atmosferinde, Dünya'da ve asteroidlerde ve kuyrukluyıldızlarda göreli olarak seyrek bulunur. Mars atmosferinde ksenonun bulunuşu Dünya'dakine benzerdir: yaklaşık olarak milyonda 0.08 parça.43 Yine de <sup>129</sup>Xe'nin Mars'taki oranı Dünya ve Güneş'tekinden daha yüksektir. Bu izotopun radyoaktif bozunma ile oluştuğu düşünülürse, bu sonuç muhtemelen Mars'ın, gezegen formuna geldiği ilk 100 milyon yıl içinde, ilkel atmosferini yitirdiğinin belirtisi olabilir.4445 Bunların aksine Jüpiter gezegeni atmosferinde olağandışı derecede ksenon bulunur; yaklaşık olarak Güneş'tekinden 2.6 kat daha fazladır.46 Bu yüksek bolluk solar nebula ısınmaya başlamadan önce, küçük gezegenlerin (planetesimal) erken ve ani artışından kaynaklanıyor olabilir47 (aksi durumda ksenon, planetesimal buzullarda tuzaklanamazdı), ancak bu durumun sebebi hâlen açıklanamamış durumdadır. Güneş Sistemi içinde bütün ksenon izotopları için nükleon fraksiyonu 1.56 × 10<sup>−8</sup> veya toplam kütle içinde 64 milyonda bir parçadır.48

Karakteristik

Bir ksenon atomunun çekirdeğinde 54 proton bulunur. Standart sıcaklık ve basınçta saf ksenon gazının yoğunluğu, (Dünya atmosferinin yüzey yoğunluğu 1.217 kg/m³'ten yaklaşık 3 kat fazla) 5.761 kg/m³'tür.49 Sıva haldeki ksenonun yoğunluğu 3.100 g/mL'ye kadar çıkabilir (maksimum yoğunluk üçlü noktada olur).50 Aynı koşullar altında katı ksenonun yoğunluğu 3.640 g/cm³'tür (2.75 g/cm³ olan granitin yoğunluğundan büyüktür).51 Gigapaskal seviyesinde basınç uygulandığında ksenon metalik faza geçiş yapar.52

Ksenon soy gaz veya asal gaz olarak isimlendirilen sıfır valanslı elementlerdendir. Element (örneğin yanma gibi) birçok kimyasal reaksiyona karşı süredurandır, çünkü en dış valans kabuğunda sekiz elektron bulunur. Bu durum sıkıca bağlı olan en dıştaki elektronların kararlı ve minimum enerji konfigürasyonunda olmasını sağlar.53 Yine de ksenon güçlü oksitleyiciler ile oksitlenebilir ve birçok ksenon bileşiği sentezlenebilir.

Gazlı tüplerde ksenon, gaz elektriksel boşalma ile uyarılırsa mavi ve eflatun ışık yayar.

İzotoplar

Doğal ksenon dokuz kararlı izotoptan oluşur. On kararlı izotopu bulunan kalay dışındaki tüm elementler içinde en fazla kararlı izotopa sahip elementtir. Elementler içinde sadece ksenon ve kalay yediden fazla izotopa sahiptir.54 <sup>124</sup>Xe, <sup>134</sup>Xe ve <sup>136</sup>Xe izotoplarının çift beta çözünmesine uğrayacakları öngörülür, ancak bu hiçbir zaman göslenmediği için, bu izotopların da kararlı oldukları kabul edilir.5556 Bu kararlı formların yanında, kırkın üzerinde kararsız izotop da incelenmiştir. Yarı ömrü 16 milyon yıl olan <sup>129</sup>Xe, <sup>129</sup>I'nin beta çözünmesi sonucunda üretilir. <sup>131m</sup>Xe, <sup>133</sup>Xe, <sup>133m</sup>Xe ve <sup>135</sup>Xe, <sup>235</sup>U ve <sup>239</sup>Pu'nun fisyon ürünlerinden bazılarıdır.57 Bu yüzden bu izotoplar nükleer patlamalarda indikatör olarak kullanılır. Çeşitli ksenon izotopları, süpernova patlamalarında,58 çekirdeklerindeki hidrojeni tükenen ve AGB yıldız haline gelen kırmızı dev yıldızlarında, klasik nova patlamalarında59 ve iyot, uranyum ve plütonyum gibi elementlerin bozunumu sonucunda oluşur.60

Yapay <sup>135</sup>Xe izotopu nükleer fisyon reaktörlerindeki işlemlerde dikkate değer bir öneme sahiptir. <sup>135</sup>Xe izotopunu termal nötronlar için büyük bir tesir kesitine sahiptir (2.6×10<sup>6</sup> barn),61 bu özelliği ile izotop nötron soğurucu olarak veya işlemden bir süre sonra, zincir reaksiyonu yavaşlatabilen ve durdurabilen "zehir" olarak kullanılır. Bu olay, ABD'de Manhattan Projesi çerçevesinde inşa edilen ilk nükleer reaktörlerde, plütonyum üretimi için keşfedildi.

Ksenon elementi, iki ana izotopun izleyicisi olduğu için, göktaşlarındaki ksenon izotopu oranı Güneş Sistemi'nin oluşumunun araştırılmasında önemli bir araçtır. Radyometrik tarihlemedeki iyot-ksenon yöntemi, nükleosentez ve solar nebuladaki katı maddenin yoğunlaşması arasında geçen süreyi verir. Ksenonun <sup>129</sup>Xe/<sup>130</sup>Xe ve <sup>136</sup>Xe/<sup>130</sup>Xe gibi izotop oranları da, dünyasal başkalaşımın ve ilkel gaz çıkışının anlaşılmasında önemli bir araçtır.62

Bileşikler

Ksenonun ilk bileşiği 1962'de sentezlenen ksenon heksafloroplatinattır.63 Bundan sonra birçok ksenon bileşiği daha keşfedildi. Bunlar arasında ksenon diflorür (XeF<sub>2</sub>), ksenon tetraflorür (XeF<sub>4</sub>), ksenon heksaflorür (XeF<sub>6</sub>), ksenon tetroksit (XeO<sub>4</sub>) ve sodyum perksenat (Na<sub>4</sub>XeO<sub>6</sub>) gibi bileşikler yer alır. Ayrıca yüksek derecede patlayıcı bileşik ksenon trioksit de (XeO<sub>3</sub>) elde edildi. Bu zamana kadar bulunan seksenden fazla6465 ksenon bileşiği elektronegatif flor veya oksijen içerir. Diğer atomlar bağlı iken (hidrojen ve karbon gibi), onlar çoğunlukla flor veya oksijen içeren bir molekülün parçası olarak bulunurlar.66 Bazı ksenon bileşikleri renklidir ancak elementin çoğu bileşiği renksiz halde bulunur.67

1905'te, Finlandiya'daki Helsinki Üniversitesi'ndeki bir grup bilim insanı (M. Räsänen ve ortak çalışanlar) ksenon dihidrit (HXeH) ve sonrasında ksenon hidroksit (HXeOH), hidroksenoasetilen (HXeCCH) ve diğer Xe içeren moleküllerin anıklanmasını duyurdular.6869 Ek olarak 2008'de Khriachtchev ve diğerleri, kriyojenik ksenon matriksi dahilinde suyun ışılkesimi (fotoliz) ile HXeOXeH bileşiğinin anıklandığını bildirdiler.70 Ayrıca HXeOD ve DXeOH gibi döteryumlanmış ksenon molekülleri de üretilmiştir.71

Ksenonun kimyasal bağ oluşturduğu bileşiklere ek olarak, ksenon atomlarının başka bir bileşiğin kristalimsi kafesi ile tuzaklandığı klatrat yapılar da oluşturabilir. Bunun bir örneği, ksenon atomlarının su moleküllerinin kafesindeki boşlukları doldurduğu, ksenon hidrattır (Xe·5.75 H<sub>2</sub>O).72 Ayrıca hidratın döteryumlanmış örnekleri de üretilmiştir.73 Böyle gaz hidratlar, doğal olarak, Vostok Gölü ve Antarktik buz örtüsünün altı gibi yerlerde yüksek basınç şartları altında ortaya çıkabilir.74 Klatrat oluşumu, kısmi olarak ksenon, argon ve kripton damıtımında kullanıldı.75

Ksenon, atomunun bir fulleren içinde hapsolduğu endohedral fulleren bileşikler de oluşturabilir. Fulleren içinde hapsolmuş ksenon atomu, <sup>129</sup>Xe nükleer manyetik rezonans spektroskopisi yoluyla gözlenebilir. Bu tekniğin kullanılmasıyla, ksenon atomunun çevresine göre kimyasal duyarlılığına bağlı olarak, fulleren molekülü üzerindeki kimyasal reaksiyonlar analiz edilebilir. Ancak, ksenon atomu da fullerenin reaktifliği üzerinde, elektronik bir etkiye sahiptir.76

Ksenon atomları temel durumlarındayken, birbirlerini iterler ve bağ oluşturmazlar. Ksenon atomları enerji kazandıklarında, elektronlar tekrar temel duruma dönünceye kadar uyarılmış dimer (exited dimer - eximer) oluşturabilirler. Bu mahiyet oluşur çünkü ksenon atomu en dış elektron kabuğunu dolu tutma eğilimindedir ve bunu kamşu ksenon atomundan bir elektron alarak yapabilirler. Bir ksenon excimer için tipik yaşam süresi 1–5 ns'dir ve bozunum sonucunda yaklaşık 150 ve 173 nm dalgaboyunda fotonlar salıverilir.7778 Ksenon ayrıca, brom, klor ve flor gibi halojenlerin de dahil olduğu diğer elementlerle de dimer oluşturabilir.79

Kullanım

Ksenon elementi nadir bulunmasına ve Dünya atmosferinden elde edilmesi göreli olarak pahalı olmasına rağmen birçok uygulama alanına sahiptir.

Aydınlatma ve optik

Gaz deşarj lambaları

Ksenon, ksenon flaş lambası olarak bilinen ışık yayan aletlerde kullanılır. Ksenon flaş lamba fotografik flaşlarda ve stroboskopik lambalarda ve nadiren bakterisidal lambalarda80 kullanılır.81 Ksenon lazerlerde aktif lazer ortamını uyararak koherent ışık elde edilmesini sağlar.82. 1960'ta keşfedilen ilk katıhal lazer ksenon flaş lambası ile pompalandı,83 ve atalet kısıtlamalı nükleer füzyonda kullanılan lazerler de ksenon flaş lambaları ile pompalandı.84

Sürekli, kısa, yüksek basınçlı ksenon yay lambaları gün ortası güneş ışığına yakından benzeyen bir renk sıcaklığına sahiptir ve bunlar güneş benzeticilerde kullanılır. Bu lambaların kromatikliği, Güneş'ten gözlenen ısıya yakın bir ısıdaki ısıtılmış kara cisim radyatörünü andırır. Bu lambalar 1940'larda ilk olarak tanıtıldıklarında, film projektörlerinde kullanılan kısa ömürlü karbon ark lambalarının yerini almaya başladılar.85 Lambalar tipik 35mm'lerde ve IMAX film projeksiyon sistemlerinde, otomotivde HID farlarında ve diğer özel alanlarda kullanıma sokuldu. Bu arklar muhteşem bir kısa dalgaboylu morötesi ışınım kaynağıdırlar ve kızılötesi yakınlarında yoğun yayıma sahiptirler arkın bu özelliği bazı gece görüş sistemlerinde kullanılır.

Plazma ekrandaki tekil hücreler elektrod kullanımıyla plazmaya dönüştürülen bir ksenon ve neon karışımı kullanır. Bu plazma ile elektrodların etkileşimi, ekranın önünü örten fosforu uyaran morötesi fotonlar üretir.8687

Ksenon yüksek basınçlı sodyum lambalarında "starter gaz" olarak kullanılır. Ksenon bütün radyoaktif olmayan soy gazlar içerisinde en düşük ısıl iletkenliğe ve en düşük iyonizasyon potansiyeline sahip olan elementtir. Bir soy gaz olarak ksenon işlem lambalarında meydana gelen kimyasal reaksiyonlara karışmaz. Düşük ısıl iletkenlik ısı kayıplarının minimize eder ve düşük iyonizasyon potansiyeli gazın çöküm geriliminin, soğuk durumda göreli olarak düşük olmasına sabep olur, bu da lambanın çok daha kolay bir şekilde çalışmasına olanak sağlar.88

Lazerler

1962'de Bell Laboratuvarları'ndaki bir grup araştırmacı ksenonun lazer etkisini keşfettiler,89 ve sonrasında helyum eklendiğinde lazer aktif ortamının geliştiğini buldular.9091 Ksenon dimer (Xe<sub>2</sub>) kullanılan ilk eximer lazerde bir demet elektron ile enerji sağlanarak, 176 nm dalgaboyunda (morötesi) uyarılmış emisyon üretildi.92 Ksenon klorür ve ksenon florür de eximer (ya da daha doğru bir ifadeyle exiplex) lazerlerde kulanılır.93 Ksenon klorür eximer lazer dermatolojide kullanım alanına sahiptir.94

Anestezi

Ksenon pahalı olmasına rağmen genel anestezik olarak kullanılır. Ksenon anestezisi için iki tane yöntem bulunmaktadır. Birincisi, sinapsların hücre zarındaki kalsiyum-ATPaz pompasının inhibisyonunu kapsar.95 Bu durum, ksenon protein içindeki nonpolar bölgelere bağlandığında meydana gelen, bir konoluşumsal değişimden (üç boyutlu yapı değişikliği) kaynaklanmaktadır.96 İkinci yöntem anestezik ile lipid membranı arasındaki özgül olmayan etkileşmeye odaklanır.97

Ksenon %71 minimum alveoler konsantrasyona (MAC) sahiptir. Bu haliyle bir anestezik olarak N<sub>2</sub>O'dan %50 daha etkilidir.98 Bu nedenle ksenon, daha az hipoksi riskine sahip oksijenle yapılan konsantrasyonlar şeklinde kullanılabilir. Azot oksitten (N<sub>2</sub>O) farklı olarak ksenon bir sera gazı değildir bu yüzden de element çevre dostu olarak nitelendirilir.

Diğer

Nükleer enerji uygulamalarında, ksenon, kabarcık odalarında99, problarda ve büyük molekül ağırlığı ve süreduran yapının gerekli olduğu diğer alanlarda kullanılır.

Sıvı ksenon, kuramsal zayıf etkileşimli ağır parçacıkların veya WIMP'lerin tespitinde ortam olarak kullanılır. Bir WIMP, ksenon çekirdeği ile çarpışınca teorik olarak, bir elektronu koparması ve bir sintilasyon yaratması gerekir. Ksenon kullanılmasıyla bu enerji patlaması, kolayca, kozmik ışınlar gibi parçacıkların sebep olduğu benzer olaylardan ayırdedilebilir.100 Yine de İtalya'da Gran Sasso Ulusal Laboratuvarı'ndaki (Gran Sasso National Laboratory) XENON deneyinde, o zamana kadar doğrulanmış herhangi bir WIMP bulunmasında başarısız oldu. Deneyde hiç WIMP tespiti yapılamamış olsa da, deney karanlık madde ve bazı fizik modellerinin araştırılmasına hizmet edecek.101 Tesiste bulunan şimdiki dedektör, Dünya'daki diğer cihazlardan beş kat daha hassastır.102

Ksenon, sahip olduğu atom ağırlığı başına düşük iyonizasyon potansiyeli ve (yüksek basınça altında) oda sıcaklığında sıvı olarak saklanabilmesi ile uzay araçlarının iyon itki motoru için tercih edilen bir yakıttır. Ksenonun süreduran doğası onu çevre dostu yapar ve yine bu özelliği ile ksenon iyon motorlarında, cıva veya sezyuma oranla daha az kimyasal aşındırıcılık gösterir. Ksenon uydu iyon motorlarında ilk kez 1970'lerde kullanıldı.103 Element daha sonra Avrupa'nın SMART-1 adlı uzay gemisinde104 ve NASA'nın Dawn Spacecraft adlı uzay gemisinde üç iyon itki motoru için yakıt olarak kullanıldı.105

Analitik kimyada perksenat bileşikleri yükseltgen madde olarak kullanılır. Ksenon diflorür, özellikle mikro elektro mekanik sistemlerin (MEMS) üretiminde, silikon için etchant olarak kullanılır.106 Antikanser ilacı 5-fluorouracil, ksenon diflorürün urasil ile reaksiyona girmesi sonucu üretilebilir.107 Ksenon ayrıca protein kristalografisinde de kullanılır.

Önlem

Ksenon gazı, standart sıcaklık ve basınçta, yalıtılmış cam veya metal konteynerde güvenli bir şekilde saklanabilir. Ancak ksenon, plastik ve kauçuk gibi materyallerle yalıtılmış konteynerlerde kademeli olarak sızıntı yapar.108 Ksenon toksik değildir. Gaz kanda çözünebilir ve kan beyin bariyerine nüfuz eden seçilmiş maddeler grubuna aittir ve oksijenle birlikte yüksek konsantarasyonda solunduğunda anestezik özellik gösterir. (bkz. anestezi altbaşlığı). Birçok ksenon bileşiği, oksidatif özelliklerine bağlı olarak, patlayıcı ve toksiktir.109

Havada 344 m/s olan ses hızı ksenon ortamında 169.44 m/s'dir.110 (bunun sebebi, ağır ksenon atomlarının, azot ve oksijen molekülleri ile karşılaştırıldığında daha yavaş ortalama hıza sahip olmalarıdır). Bu sayede ksenon atomu solunduğunda ses yolunun rezonans frekansını düşürür. Bu da solunduğunda yüksek perde sese sebep olan helyumun aksine, karakteristik alçak perdeden ses üretilmesini sağlar. Helyum gibi ksenon da vücudun oksijen ihtiyacını karşılamaz ve basit asfiksanttır. Bu nedenle artık çoğu üniversitedeki genel kimya gösterilerinde, ses gösterisi yapılmasına izin verilmez. Ksenonun pahalı olması sebebiyle bu tür gösterilerde, molekül ağırlığı (146 versus 131) ksenonunkine yakın olan sülfür heksaflorür (bu da aynı şekilde asfiksanttır) kullanılır.111

Ksenon veya sülfür heksaflorür gibi ağır gazların, %20 oksijen karışımı içerdiklerinde güvenli bir şekilde solunması mümkündür (yine de bu konsantrasyondaki ksenon genel anestezideki bilinçsizliğe sebep olur). Akciğerler bu gazları çok etkili ve çabuk bir şekilde karıştırır böylece ağır gazlar oksijenle birlikte tahliye edilir ve akciğerin arkasında birikmezler.112 Yine de büyük miktardaki herhangi bir ağır gaz için tehlike durumu da vardır. Bu şekilde kokusuz, görünmez ve renksiz bir gazla dolu bir konteynere giren biri bilmeden gazı soluyabilir.

Kaynakça

Dış bağlantılar

Orijinal kaynak: ksenon. Creative Commons Atıf-BenzerPaylaşım Lisansı ile paylaşılmıştır.

Footnotes

  1. —National Standard Reference Data Service of the USSR. Volume 10.

  2. p. 392, §11.4, Inorganic Chemistry, translated by Mary Eagleson and William Brewer, edited by Bernhard J. Aylett, San Diego: Academic Press, 2001, ISBN 0-12-352651-5; translation of Lehrbuch der Anorganischen Chemie, originally founded by A. F. Holleman, continued by Egon Wiberg, edited by Nils Wiberg, Berlin: de Gruyter, 1995, 34th edition, ISBN 3-11-012641-9.

  3. Bartlett, 2003. See the paragraph starting Many recent findings.

  4. A molecular theory of general anesthesia, Linus Pauling, Science 134, #3471 (July 7, 1961), pp. 15–21. Reprinted as pp. 1328–1334, Linus Pauling: Selected Scientific Papers, vol. 2, edited by Barclay Kamb et al. River Edge, New Jersey: World Scientific: 2001, ISBN 981-02-2940-2.

  5. 169.44 m/s in xenon (at 0 °C and 107 KPa), compared to 344 m/s in air. See:

Kategoriler