Xenon

Xenona
54 Iodoa ← Xenona → Zesioa
54 Xe                                                                                                                                                                                                                                           Taula periodikoa
Ezaugarri orokorrak
Izena, ikurra, zenbakia	Xenona, Xe, 54
Serie kimikoa	gas nobleak
Taldea, periodoa, orbitala	18, 5, p
Masa atomikoa	131,293(6) g/mol
Konfigurazio elektronikoa	[Kr] 4d10 5s2 5p6
Elektroiak orbitaleko	2, 8, 18, 18, 8
Propietate fisikoak
Egoera	gasa
Dentsitatea	(0 °C, 101,325 kPa) 5,894 g/L
Urtze-puntua	(101,325 kPa) 161,4 K (-111,7 °C, -169,1 °F)
Irakite-puntua	(101,325 kPa) 165,03 K (-108,12 °C, -162,62 °F)
Urtze-entalpia	(101,325 kPa) 2,27 kJ·mol−1
Irakite-entalpia	(101,325 kPa) 12,64 kJ·mol−1
Bero espezifikoa	(25 °C) (101,325 kPa) 20,786 J·mol−1·K−1
Lurrun-presioa P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 83 92 103 117 137 165
Propietate atomikoak
Kristal-egitura	kubikoa, aurpegietan zentratua
Oxidazio-zenbakia(k)	0, +1, +2, +4, +6, +8 (gutxitan 0 baino gehiago) (oxido azido ahula)
Elektronegatibotasuna	2,6 (Paulingen eskala)
Ionizazio-potentziala	1.a: 1.170,4 kJ/mol 2.a: 2.046,4 kJ/mol 3.a: 3.099,4 kJ/mol
Erradio atomikoa (kalkulatua)	108 pm
Erradio kobalentea	130 pm
Van der Waalsen erradioa	216 pm
Datu gehiago
Eroankortasun termikoa	(300 K) 5,65x10-3
Soinuaren abiadura	1.090 m/s
Isotopo egonkorrenak
Xenonaren isotopoak iso UN Sd-P D DE (MeV) DP 124Xe %0,095 Xe egonkorra da 70 neutroirekin 125Xe Sintetikoa 16,9 o ε 1,652 125I 126Xe %0,089 Xe egonkorra da 72 neutroirekin 127Xe Sintetikoa 36,345 e ε 0,662 127I 128Xe %1,91 Xe egonkorra da 74 neutroirekin 129Xe %26,4 Xe egonkorra da 75 neutroirekin 130Xe %4,07 Xe egonkorra da 76 neutroirekin 131Xe %21,2 Xe egonkorra da 77 neutroirekin 132Xe %26,9 Xe egonkorra da 78 neutroirekin 133Xe Sintetikoa 5,247 e β− 0,427 133Cs 134Xe %10,4 Xe egonkorra da 80 neutroirekin 135Xe Sintetikoa 9,14 o β− 1,16 135Cs 136Xe %8,86 Xe egonkorra da 82 neutroirekin

Xenona^[1] 54 zenbaki atomikoa duen elementu kimikoa da, Xe ikurraz adierazten dena. Gas nobleen taldekoa da, hau da, 18. taldekoa, zehazki taula periodikoaren eskuinean kokatuta dago, 5. periodoan. Gas kolorge, astun eta usaingabea da. Atmosferan aztarna-elementu gisa ageri da. Aurkitu zen azken gas noble ez-erradiaktiboa da. William Ramsay eta Morris Travers zientzialari britaniarrek aurkitu zuten 1898ko udan, eta «xenon» izena jarri zioten, 'arraro' esan nahi duen grezierazko hitzetik abiatuta.

Nahiz eta normalean ez den erraktiboa, xenonak zenbait erreakzio kimiko jasan ditzake, hala nola xenon hexafluoroplatinatoaren eraketa; konposatu hau gas noble batekin sintetizatu ahal izan den lehen konposatua da.

Naturan xenona bederatzi isotopo egonkorretan ageri da, baina badaude desintegrazio erradioaktiboa jasaten duten beste 40 xenon-isotopo ezegonkor ere. Xenonaren isotopo-ratioak tresna garrantzitsua dira Eguzki-sistemaren hasierako historia ikertzeko. Xenon-135 isotopoa, fisio nuklearraren ondorioz sortzen dena, erreaktore nuklearretan erabiltzen da neutroi-xurgatzaile gisa.

William Ramsay kimikari eskoziarrak eta Morris Travers kimikari ingelesak aurkitu zuten 1898ko irailean, kripton eta neon elementuak aurkitu eta gutxira. Aire likidoaren osagai lurrunkorren hondarrean aurkitu zuten. Ramsayk iradoki zuen xenon izena gas honentzat grazierazko  ξένονxénon hitzetik abiatuta, zeina “ξένος-xénos” hitzaren forma singularra den; grezierazko hitz honek 'atzerritar' edo 'arraro'' esan nahi du. 1902an, Ramsayk Lurreko atmosferako xenon-proportzioa 20 milioitik batekoa zela kalkulatu zuen^[2].

Xenona eta beste gas nobleak denbora luzez erabat geldotzat hartu ziren ikuspuntu kimikotik, hau da, ezin zutela konposaturik sortu. Hala ere, Columbia Britainiarreko Unibertsitatean irakasten zuen bitartean, Neil Bartlettek ikusi zuen platino hexafluoruroa (${\displaystyle {\ce {PtF6}}}$) agente oxidatzaile indartsua zela, eta oxigeno-gasa (${\displaystyle {\ce {O2}}}$) oxidatu zezakeela dioxigenilo hexafluoroplatinatoa sortzeko (${\displaystyle {\ce {O2+[PtF6]-}}}$). ${\displaystyle {\ce {O2}}}$(1165 kJ/mol) eta xenon-ak (1170 kJ/mol) ia ionizazio-potentzial bera dutenez, Bartlett ohartu zen platino hexafluoruroak ere oxidatu zezakeela xenona. 1962ko martxoaren 23an bi gasak nahastu zituen, eta gas noble baten xenon hexafluoroplatinatoa lehen konposatu ezaguna sortu zuen, xenon hexafluoroplatinatoa.

Bartlettek pentsatu zuen bere konposizioa ${\displaystyle {\ce {Xe+ PtF6-}}}$zela, baina ondorengo lanek erakutsi zuten ziur aski hainbat xenondun gatzen nahasketa zela. Harrezkero, beste xenon-konposatu asko aurkitu dira. 1971n, xenondun 80 konposatu baino gehiago ezagutzen ziren.

Xenona gas nobleen taldeko zero oxidazio-egoerako elementuetako bat da. Irakite-puntua –108,09 °C da, eta urtze-puntua –111,74 °C. Gas-egoeran 5,887 g/L-ko dentsitatea du. Airearen dentsitatea eta biskositatea baino 3,2 eta 1,7 aldiz handiagoak, hurrenez hurren, xenonaren soinu abiadura airearena baino txikiagoa da (dentsitatea: 1,226 g/L). Horren ondorioz, arnastuz gero, ahots-kordetako erresonantzia-maiztasunak murriztu egiten dira, eta ahots grabeago bat sortzen da, tonu bereizgarri batekin. Helioa arnasteak eragindako ahots akutuaren aurkako eragina sortuz.

Walther Kossel-ek (1888-1956), 1916an, eta Linus C. Pauling-ek (1901-1994), 1932an, esan zuten xenonaren ionizazio-energia 12,1 eV-koa zela, eta, horrek elektroi bat kendu ahal zioten oxidatzaile indartsuekin erreakzionatzeko aukera ematen zuela. Baina 1962ra arte ez zen xenondun konposaturik lortu, Neil Bartlett kimikari ingelesak lortu zuen arte. Bartlettek ${\displaystyle {\ce {PtF6}}}$ platinozko hexafluoruroaren propietateak aztertzen zituen Britainia Handiko Columbiako Unibertsitatean, Vancouverren (Kanada), eta ikusi zuen ${\displaystyle {\ce {O2-}}}$ dioxigenoaren elektroi bat ken dezakeela erreakzio honen arabera:

${\displaystyle {\ce {O2 + PtF6 -> O2+[PtF6]-}}}$

Gas horren erabilera nagusia eta ezagunena, autoen aurreko argietan erabiltzen diren xenonezko lanparen fabrikazioa da. Horretaz gain, zine-potentzia handiko proiektagailuetan, islatzaileetan, bakterizia-lanparetan, hodi elektronikoetan, lanpara estroboskopikoetan, argazki-flashetan eta argi koherentea sortzen duten rubiko laserrak kitzikatzeko erabiltzen diren lanparetan ere erabiltzen dira xenonezko lanparak.

Urtean 300 m³ xenon baino gehiago erabiltzen dira medikuntzan. Xenonaren polarizazioak (gutxi gorabehera 4 helioak duen 0,2-arekin alderatuz) proteinen barrunbe hidrofoboekiko afinitatea areagotzen du, eta hori garrantzitsua da proteinen kristalografiarako, eta baita erabilera anestesikorako ere. Albert R. Behnke sendagile estatubatuarrak (1903-1992),  1939an, ondorioztatu zuen xenona anestesiko bat zela, sakontasun-urpekarietan "mozkorraldia" ikusi ondoren Estatu Batuetako armadarentzako azterketa batean.

Xenon anestesiaren berri ematen zuen lehen txostena J. H. Lawrencek argitaratu zuen, 1946an, horrek arratoiekin esperimentatu zuen. Bestalde, Stuart C. Cosechanek erabili zuen lehen aldiz anestesiko kirurgiko gisa 1951n, zeinak bi pazienteren ebakuntzan erabili zuen emaitza onarekin. Oso anestesiko ona da, ez baitu eragin toxikorik, alergikorik, mutagenikorik, feto toxikorik edo kantzerigenorik. Halaber, anestesian erabiltzen den ${\displaystyle {\ce {N2O}}}$ dinitrogen oxidoak ez bezala, xenonak segurua dirudi ingurumenaren aldetik. 2007az geroztik %100eko purutasuneko xenona dago eskuragarri anestesiko gisa erabiltzeko, LENOX izen komertzialarekin.

Xenonezko arkuzko lanparak erabiltzen dira terapia fotodinamikoan, sendagai fotosentikorrak aktibatzeko, zeinak, aktibatu ondoren, minbizi-zelulak suntsitzen dituzten erreakzio kimiko sorta bati hasiera ematen dioten. Batez ere melanoma ez den azaleko minbizia eta larruazaleko bestelako arazoak tratatzeko erabiltzen dira. 5-fluorourazilaren fabrikazioan ere erabiltzen da, hau minbizi mota batzuk tratatzeko erabiltzen den sendagaia da.

Zenbait satelitek xenon-ioien bidezko propultsio-sistemak erabiltzen dituzte orbitan eta beste espazio-ontzi batean edukitzeko. NASAren Dawn zunda espazialean (2007an jaurtia, Vesta eta Argizari asteroideak aztertzeko), xenon(1+) ${\displaystyle {\ce {Xe+}}}$ katioiak negatiboki kargatutako sare baterantz azeleratzen dira, milioi bat km/h-ko ihes-abiadurarekin. Xenonak sortzen duen bultzada 0,1 newtonekoa baino ez da, paper-zati baten pisua gutxi gorabehera, baina espazio-ontziaren abiadura pixkanaka handituz joan daiteke (hilabete askotan), 15.000 km/h. Horri esker, erregai kimiko askoz astunagoa behar da, eta, hala, jaurtiketaren kostua murriztu egiten da, eta ibilbidea handitu. Oxidazio, koordinazio edo ionizazio bidez, xenonak aplikazio guztiz aldakorretara daramaten propietateak erakutsi ditu, eta eremu hau oraindik garatzeko dago.