يستخدم غاز الزينون في الصناعات الخفيفة، يلفظ (زيي نون – ZEE-non)، وهو من عائلة الغازات الخاملة أو النبيلة، عديم اللون والرائحة والطعم، وهو غير متفاعل كيميائيًا، غير سام بحالته المنفردة، لكنه يمتلك مركبات تعد عوامل مؤكسدة قوية وعالية السمية.
خصائص الزينون
- العدد الذري: 54
- الوزن الذري: 131.293
- نقطة الغليان: 165.03 كلفن ( 108.12- سيلسيوس، 162.62- فهرنهايت)
- نقطة الانصهار: 161.36 كلفن (111.79- سيلسيوس، 169.22- فهرنهايت)
- الحالة في حرارة الغرفة: غاز
- الكثافة: 0.005887 غرام لكل سم مكعب
- تصنيف العنصر: غير معدني
- رقم الفقرة: 5
- رقم المجموعة: 18
- اسم المجموعة: غاز نبيل
لمحة تاريخية عن عنصر الزينون
في يوليو 1898 وتحديدًا في الكلية الجامعية في لندن، اكتشف الكيميائي الاسكتلندي وليام رامزي (William Ramsay) والكيميائي الإنجليزي موريس ترافيرز (Morris Travers) الزينون.
لم يكن هذا الاكتشاف الأول من نوعه بالنسبة لهذا الثنائي، بل قاموا باستخراج الأرغون (argon) والنيون (neon) والكريبتون (krypton) وجميعها من فئة الغازات النبيلة (الخاملة) من الهواء السائل.
جاء اكتشافهم هذا عندما قام لودفيغ موند (Ludwig Mond) الرجل الصناعي الثري بوهب جهاز الهواء السائل لهما. مع هذا الجهاز الجديد، تمكنوا من استخراج المزيد من الكريبتون، وبدأوا بتقطير الكريبتون عدة مرات وعزلوا غازًا ثقيلًا نتج عن هذه العملية.فحص رامزي وترافيرز هذا الغاز الثقيل في أنبوب مفرغ، ورأوا ضوءًا أزرق جميلًا منبعثًا من الأنبوب.
صنفوا الغاز الجديد على أنه خامل وأسموه زينون، انطلاقًا من الاسم اليوناني (زينوس – xenos) والذي يعني «الغريب».
ومع ذلك، وفي عام 1962 أثبت نيل بارتليت (Neil Bartlett) أن الزينون لم يكن خاملًا في الواقع، بل هو يتفاعل ويحفز تشكيل مركبات، وأثبت ذلك من خلال صنعه لمشتقات الفلور.
منذ ذلك الحين تم تصنيع أكثر من 100 مركب زينون، وفقًا للجمعية الملكية للكيمياء.
الزينون الطبيعي لديه تسعة نظائر مستقرة و20 نظيرًا غير مستقر.
ومن المركبات التي يمكن تشكيلها من الزينون: ديفلوريد (difluoride)، زينون ديوتيرات (xenon deuterate)، ثالث أكسيد الزينون (xenon trioxide)، بروكسينات الصوديوم (sodium perxenate)، هيدرات الزينون (xenon hydrate)، رباعي الفلوريد (tetrafluoride)، وسداسي الفلوريد (hexafluoride).
مركب آخر مثير للاهتمام هو الزينون المعدني الذي أنشئ باستخدام الضغط العالي.
اقرأ أيضًا:
مصادر الزينون
وفقًا للمختبر الوطني في لوس ألاموس (Los Alamos National Laboratory)، الزينون قليل الوجود للغاية في الغلاف الجوي للأرض إلى حد جزء واحد في الـ20 مليون، هذا يجعله نادرًا جدًا. كما اكتشف في الغلاف الجوي للمريخ عند 0.08 جزء في المليون.
يمكن أيضًا العثور على هذا الغاز النبيل «الزينون» في بعض الينابيع المعدنية على الأرض، كما أن الشركات تحصل عليه للاستخدام التجاري من المنشآت الصناعية التي تقوم باستخراجه من الهواء السائل، لفترة طويلة، كان العلماء من خلال معرفتهم للغازات النبيلة و تفاصيلها، يتوقعون وجود 90٪ من الزينون في الغلاف الجوي.
يقول يانمينغ ما (Yanming Ma) الكيميائي وعالم الفيزياء الحاسوبية في جامعة جيلين، في تشانغتشون في الصين: «ظاهرة تناقص الزينون، هو سؤال محير منذ زمن».
هنا يمكن القول أن الزينون قد يكون موجودًا داخل الأرض، ويضيف: «وجد العلماء ومن ضمنهم يانمينغ ما، أدلة على أن الغاز النبيل المعروف بعدم ارتباطه بذرات أُخرى، قد يرتبط مع الحديد والنيكل تحت تأثير الضغط و الحرارة في باطن الأرض ويتم تثبيته».
وقال يانمينغ ما: «نأمل أن يتم إجراء تجارب الضغط المرتفع في المستقبل لتأكيد توقعاتنا».
اقرأ أيضًا:
استخدامات الزينون
تضيء المصابيح التي تستخدم الزينون أفضل من المصابيح التقليدية، إذ يصدر الزينون توهجًا أزرق أو خزاميًا عند تعرضه لتفريغ كهربائي.
على سبيل المثال:
- المصابيح الاسقاطية (stroboscopic lamps)
- الفلاش الفوتوغرافي (photographic flash lamps)
- قوس المصابيح عالية الكثافة لإسقاط الصور المتحركة (high-intensive arc-lamps for motion picture projection)
- بعض المصابيح المستخدمة في أعماق البحار (deep-sea observation )
- مصابيح مبيدة للجراثيم (bactericidal lamps)
- مصابيح أسرة التشميس (sunbed lamps)
- قوس الضغط العالي (high-pressure arc)
بالإضافة إلى مصابيح الضوء الأمامي للمركبات، إذا كنت ترى المصابيح التي تعطي اللون الأزرق الناعم فهي غالبًا مصنوعة من الزينون.
لذلك نحن نصادف الزينون بشكل دائم تقريبًا.
وله استخدامات متعددة أيضًا، حيث يستخدم في المحطات النووية، والتلفزيون والراديو.
معالجات السيليكون الدقيقة تحاط بثنائي فلوريد الزينون، أنظمة دفع أيونات الزينون تحافظ على بقاء بعض الأقمار الصناعية و المركبات الفضائية في مدارها.
ووفقًا للجمعية الملكية الكيميائية: «يستخدم الزينون في تصنيع (الفلورويوراسيل-5 – 5-fluorouracil)، والذي يستخدم لعلاج أنواع معينة من السرطان.
البحوث الحاليّة حول الزينون
هناك العديد من الدراسات التي ركزت على الزينون، على سبيل المثال يقوم مشروع الزينون والمادة المظلمة (Xenon Dark Matter)، بالبحث عن المادة المظلمة بمساعدة كاشف الزينون السائل.
تعرف المادة المظلمة بوصفها «غراء غير مرئي يمسك الكون ببعضه»، في هذه التجربة يتم وضع الزينون في غرفة الإسقاط الضوئي (time projection chamber) أو المعروفة بـ«TPC».
لكن عندما تتصرف الجسيمات داخل الغرفة بشكل غير معتاد، قد يكون هذا علامة على وجود مادة مظلمة تتفاعل مع الجسيمات.
التعاون لاكتشاف ما إذا كان هناك الكثير من الزينون تحت الأرض هو تجربة مماثلة.
كاشف المادة المظلمة يستخدم الزينون السائل أيضًا.
على الرغم من أن المشروع لم يعثر على أجوبة، لكنه أعاد البحث صياغة أفكار حول المادة المظلمة.
هل تعلم؟
- يمكن أن يتحلل (اليود المشع-131 – Radioactive iodine-131) إلى زينون مستقر، كما كان يفعل في فوكوشيما اليابانية.
- ليس الزينون الغاز النبيل الوحيد، النيون والأرغون والكريبتون والهيليوم والرادون هي أيضًا غازات نبيلة.
- يمكنك ملء البالونات بالزينون كما الهيليوم، ولكنها مكلفة للغاية ويصبح البالون ثقيلًا للغاية لأن الغاز كثيف جدًا، يمكن للبالون متوسط تحمل حوالي 40 رطلًا (18.1 كيلوغرامًا) من الزينون، وفقًا لتجربة الجمعية الملكية للكيمياء.
- تستخدم ذرات الزينون المضافة إلى الهيليوم السائل لمراقبة الأعاصير الكمومية.
- ترجمة: عمر النبواني
- تدقيق: صهيب الأغبري
- المصدر
- مصادر إضافية:الجمعية الملكية للكيمياء: فيديو زينون
http://www.rsc.org/periodic-table/video/54/xenon?videoid=Ejoct_6pQ74المؤسسة الوطنية للعلوم: مشروع المادة المظلمة والزينون
http://xenon.astro.columbia.edu/مكتبة جامعة كورنيل: نتائج البحث عن المادة المظلمة في العرض الكامل لوجود الزينون تحت الأرض.
https://arxiv.org/abs/1608.07648
