Ksenon kimyasal elementinin atom numarası 54 ve sembolü Xe’dir. Dünya atmosferinde eser miktarda bulunan, kalın, renksiz ve kokusuz bir soy gazdır. Çoğunlukla inert olmasına rağmen, birkaç kimyasal süreçten geçebilir; bunlardan biri, ilk soy gaz bileşiği olan ksenon heksafloroplatinatın sentezidir.
Ksenon yaygın bir anestetiktir ve ark ve flaş lambalarında kullanılır. İlk excimer lazer tasarımında lazer ortamı olarak ksenon dimer molekülleri (Xe2), ilk lazer tasarımlarında ise pompa olarak ksenon flaş lambaları kullanıldı. Ek olarak, ksenon, iyon iticileri için uzay aracı iticisi olarak ve zayıf etkileşimlere sahip potansiyel büyük parçacıkların araştırılmasında kullanılır.
Doğal olarak oluşan ksenonda iki uzun ömürlü radyoaktif izotop ve yedi kararlı izotop vardır. Radyoaktif bozunma 40’tan fazla kararsız ksenon izotopu üretir; Bu izotop oranlarını anlamak, Güneş Sistemi’nin erken dönem tarihini anlamak için çok önemlidir. Nükleer reaktörlerde radyoaktif ksenon-135 en önemli (ve istenmeyen) nötron soğurucudur. İyot-135 beta bozunmasına uğradığında oluşur.
İngiliz kimyager Morris Travers ve İskoç kimyager William Ramsay, kripton ve neon elementlerini keşfettikten kısa bir süre sonra Eylül 1898’de ksenonu keşfettiler. Buharlaşan sıvı havanın parçalarından arta kalan kalıntıda ksenonu keşfettiler.
Yunanca ξένoν xénon kelimesi, ξένoς xénos’un nötr tekil biçimi olup “yabancı(er),” “garip(r)” veya “misafir” anlamına gelir ve Ramsay’in bu gaza ksenon adını vermeyi önerdiği yerdir. Ramsay’ın 1902 tahminine göre Dünya atmosferinde 20 milyonda bir ksenon bulunmaktadır.
Amerikalı mühendis Harold Edgerton, 1930’larda yüksek hızlı fotoğrafçılık için flaş ışığı teknolojisini denemeye başladı. Bu ona, ksenon gazı içeren bir tüpten kısa süreliğine elektrik akımı geçirerek ışık üreten ksenon flaş lambasını yaratma konusunda ilham verdi. Bu tekniği kullanarak Edgerton, 1934’te bir mikrosaniye kadar kısa flaşlar üretmeyi başardı.
Amerikalı doktor Albert R. Behnke Jr., 1939’da derin deniz dalgıçları arasındaki “sarhoşluğun” nedenlerini araştırmaya başladı. Katılımcıları üzerinde deneyler yaparak, bunun onların derinlik algısını etkileyip etkilemeyeceğini görmek için nefes karışımlarını değiştirdi. Bulgularına dayanarak ksenon gazının anestezik olarak kullanılabileceği sonucuna vardı. Rus toksikolog Nikolay V. Lazarev’in 1941’de ksenon anestezisini araştırdığı söylenirken, Amerikalı tıp araştırmacısı John H. Lawrence’ın 1946 tarihli yayını, fare deneyleri yoluyla ksenon anestezisini doğrulayan ilk yayın oldu. Ksenon ilk olarak 1951 yılında Amerikalı anestezist Stuart C. Cullen tarafından cerrahi anestezi olarak kullanıldı ve iki hastada başarılı bir şekilde kullanıldı.
Çok uzun bir süre boyunca ksenon ve diğer soy gazların kimyasal olarak tamamen inert olduğu ve bileşik oluşturma yeteneğinden yoksun olduğu düşünülüyordu. Ancak Neil Bartlett, British Columbia Üniversitesi’nde profesör iken, platin heksaflorürün (PtF6) gazının, oksijen gazını (O2) oksitleyerek dioksijenil heksafloroplatinat (O+ 2[PtF6]−) oluşturabilen güçlü bir oksitleyici madde olduğunu buldu. .[36] O2 (1165 kJ/mol) ve ksenonun (1170 kJ/mol) neredeyse aynı başlangıç iyonizasyon potansiyelleri nedeniyle Bartlett, platin heksaflorürün de benzer şekilde ksenonu oksitleyebileceğini tahmin etti. 23 Mart 1962’de iki gazı birleştirdi ve sonuç, soy gazın bilinen ilk bileşiği olan ksenon heksafloroplatinat oldu.
Bartlett bunun Xe+[PtF6]−’dan oluştuğuna inanıyordu, ancak ek araştırmalar bunun büyük olasılıkla ksenon içeren çeşitli tuzların bir karışımı olduğunu gösterdi. O zamandan beri argon florohidrit (HArF), kripton diflorür (KrF2) ve radon florürün yanı sıra argon, kripton ve radon soy gazlarıyla ilgili birkaç ek bileşik tanımlandı. 1971 yılına kadar seksenden fazla ksenon bileşiği tanımlandı.
IBM’deki bilim insanları, Kasım 1989’da tek tek atomları manipüle etmelerine olanak tanıyan bir cihazı sergilediler. IBM in Atoms programı, üç harfli iş baş harfini oluşturmak için bir taramalı tünelleme mikroskobu kullanarak soğutulmuş bir nikel kristal alt tabaka üzerinde 35 ayrı ksenon atomunu düzenledi. İlk defa atomlar tam olarak düz bir yüzey üzerinde dizilmişti.
Ksenonun atom numarası 54 olduğundan çekirdeğinde 54 proton bulunur. Saf ksenon gazı, standart sıcaklık ve basınçta 5,894 kg/m3 yoğunluğa sahiptir; bu, deniz seviyesindeki Dünya atmosferinin 1,217 kg/m3 yoğunluğunun yaklaşık 4,5 katıdır. Ksenonun sıvı yoğunluğu 3.100 g/mL’ye kadardır ve üçlü nokta maksimum yoğunluk görevi görür. Büyük atom hacmi nedeniyle sıvı ksenon, yüksek polarizasyon özelliğine sahip mükemmel bir çözücüdür. Suyu, biyolojik bileşikleri ve hidrokarbonları çözme yeteneğine sahiptir. Granitin ortalama yoğunluğu 2,75 g/cm3 iken aynı koşullar altında katı ksenonun yoğunluğu 3,640 g/cm3’tür. Ksenon gigapaskal basınca maruz kaldığında metalik bir faz alır.
Basınç altında, katı ksenon yüzey merkezli kübik (fcc) durumdan altıgen sıkı paketlenmiş (hcp) kristal fazına geçiş yapar. Yaklaşık 140 GPa’da hcp fazı, metalik hale gelmeden önce fark edilebilir bir hacim değişikliği sergilemez. 155 GPa’da tamamen metaliktir. Metalize ksenon diğer görünür frekansları ilettiği ve kırmızı ışığı emdiği için gök mavisi görünür. Bu, bir metal için tipik bir durum değildir ve söz konusu özel durumdaki elektron bantlarının nispeten dar genişliği ile açıklanabilir.
Xe+ iyonlarının katı bir matris içerisine yerleştirilmesiyle, oda sıcaklığında katı veya sıvı olarak ksenon nanopartikülleri oluşturulabilir. Birçok katının kafes sabitleri katı Xe’ninkinden daha küçüktür. Sonuç olarak implante edilen Xe, sıvılaşmasına veya katılaşmasına neden olacak kadar basınçlara sıkıştırılır.
Soy veya atıl gazlar olarak bilinen sıfır değerli elementlerden biri ksenondur. Dış değerlik kabuğunun sekiz elektronu olduğundan, sıradan kimyasal reaksiyonların çoğuna (örneğin yanma gibi) karşı etkisizdir. Bu, stabil olan ve dış elektronlara sıkı bir şekilde bağlı olan minimal bir enerji yapısıyla sonuçlanır.
Ksenon, bir elektrik deşarjıyla tetiklendiğinde gazla dolu bir tüpte mavi veya lavanta rengi bir parıltı yaratır. Görsel spektrum, ksenonun yaydığı emisyon çizgilerinden oluşan bir bantla kaplıdır ancak en güçlü çizgiler, renk görünümünü veren mavi ışık bölgesinde bulunur.
Kaynak: Wikipedia
