【元素図鑑】キセノン Xe【液体空気の分留によって見つけられた】

キセノンは貴ガス元素のひとつであり、1898年にラムゼーとトラバースにより発見されました。

キセノンの基本情報

和名	キセノン
英名	Xenon
語源	ギリシャ語「異邦人, なじみにくいもの(xenos)」
元素記号	Xe
原子番号	54
原子量	131.3
常温(25℃)での状態	気体
色	無色
臭い	無臭
密度	5.8971 g/L（気体, 0℃）
融点	-111.9℃
沸点	-108.1℃
発見者	ラムゼー, トラバース（イギリス）[1898年]

キセノンの代表的な特徴

• 貴ガス元素で、周期表第18族に属す
• 無色・無臭・無毒の不活性気体で、大気中には極めて微量（0.0000087%）しか存在しない
• 通常は非常に反応性が低い（閉殻構造）ですが、高酸化剤との反応や極限条件下では化合物を形成することもある
• 原子量は131.29で、天然には9つの安定同位体が存在する
• 貴ガスとしては比較的高い密度と沸点を持ち、冷却や圧縮によって液体や固体に変化することができる

キセノンの歴史

発見

キセノンは1898年、イギリスの化学者ウィリアム・ラムゼーとモリス・トラヴァースによって、液体空気からの分留によって発見されました。

ネオン、クリプトンに続く三番目の希ガスの発見でした。

名前の由来

「キセノン」という名称は、ギリシャ語の “xenos”（「見知らぬもの」「異邦人」）に由来し、その希少性を象徴しています。

キセノンの主な用途

キセノンは希ガスの中でも特に重く、物理的・化学的特性を活かして多分野で利用されています：

• HIDランプ（高輝度放電灯）： 自動車ヘッドライト、映画映写機、UV殺菌灯などに使用
• 医療用麻酔ガス： キセノンは優れた吸入麻酔薬として高い安全性を持つ
• 宇宙推進剤： イオンエンジンの推進媒質として利用（例：Deep Space 1 探査機）
• CT撮影・核医学： Xe-133は肺換気スキャンなどで用いられる放射性トレーサー
• 原子時計・研究用冷却媒質： 超高精度測定や極低温領域で利用される

キセノンの生成方法

キセノンは空気中にごく微量しか存在しないため、以下の方法で製造されます：

• 空気分離： 液体空気の分留によって他の希ガスと共に抽出
• 酸素製造時の副産物： 工業的酸素生成の過程で捕集されることが多い
• 高純度精製： 凝縮・吸着・冷却操作を組み合わせて高純度キセノンを得る

キセノンを含む化合物

キセノンは長らく不活性と考えられてきましたが、現在ではいくつかの安定な化合物が知られています：

• キセノンフルオリド（XeF₂, XeF₄, XeF₆）： 最も代表的なキセノン化合物で、強力な酸化剤
• キセノンオキソ酸（H₂XeO₄など）： 水中で不安定だが形成可能
• キセノン錯体： 高酸化剤との反応により配位化合物を形成
• XePtF₆： 最初に合成された希ガス化合物（1962年、バートレットにより合成）

キセノンに関する研究事例

キセノンに関する研究は、極低温物理学から宇宙開発・医学分野にまで及びます：

• キセノンの核スピンによるMRI強調法： hyperpolarized Xe を用いた肺疾患の可視化
• イオンスラスタ推進システム： 宇宙機における電気推進の効率化に関する研究
• 希ガス化学の展開： Xe化合物の合成・安定性・電子構造解析
• 希ガスレーザー： Xeを含むエキシマレーザー（XeCl, XeF など）の開発
• 暗黒物質探索： 液体キセノン検出器（XENONnT実験など）による粒子物理研究

 

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