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a colorless odorless inert gaseous element occurring in the earths atmosphere in trace amounts (同)Xe, atomic number 54

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キセノン(希ガス元素;化学記号はXe)
xenonの化学記号

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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2013/01/28 10:25:32」(JST)

wiki ja

キセノン (英: xenon) は原子番号54の元素。元素記号は Xe。希ガス元素の一つ。ラムゼー (W.Ramsay) とトラバース (M.W.Travers) によって1898年に発見された^[3]。ギリシャ語で「奇妙な」「なじみにくいもの」を意味する ξένος （xenos）の中性単数形の ξένον （xenon）が語源。英語圏ではゼノン (ˈzɛnɒn, ˈziːnɒn) と発音されることが多い。

常温常圧では無色無臭の気体。融点-111.9 °C、沸点-108.1 °C。空気中にもごく僅かに（約0.087 ppm）含まれる。固体では安定な面心立方構造をとる。

一般に希ガスは最外殻電子が閉殻構造をとるため、反応性はほとんど見られない。しかし、キセノンの最外殻 (5s²5p⁶) は原子核からの距離が離れているため、他の電子による遮蔽効果によって束縛が弱まっており、比較的イオン化しやすい（イオン化エネルギーが他の希ガス元素に比べて相対的に低い）。このため、反応性の強いフッ素や酸素と反応して、フッ化物や酸化物を形成する。

用途

キセノンランプに封入されたり、イオン推進エンジンの推進剤に使用される。また断熱性能が空気よりも高いため、複層ガラスに封入する断熱材としても有効である。

麻酔作用を有するため、一部病院では試験的に導入されている。ただし純粋なキセノン自体が高価なこともあり、一般にはまだ普及していない^[4]。

キセノン135は中性子を吸収する能力（中性子吸収能）があり、原子力発電の分野では「毒物質」（原子炉の制御を難しくする物質）として働く。核分裂生成物として発生したキセノン135によるキセノンオーバーライドは原子炉の制御に大きな影響を与える。地下核実験では時間が経つにつれて大気中にキセノン133が放出されるので実験の成功・失敗の判断の一部にキセノン133の大気中への放出を調べることがある。

XMASS検出器では、ダークマターを検出するために-100 °Cの液体キセノンで満たしたセンサーが用いられる。ダークマターがキセノン原子核と衝突して放つシンチレーション光を光電子増倍管で補捉する仕組みで、東京大学の神岡宇宙素粒子研究施設で2011年春から稼動予定である^[5]^[6]。

化合物

化学結合を備えた最初の希ガス化合物として、1962年5月、カナダのブリティッシュコロンビア大学のネイル・バートレットとD.H.ローマンによってヘキサフルオロ白金酸キセノン (XePtF₆) が合成された^[7]。酸素分子 O₂ を酸化するヘキサフルオロ白金酸の反応から類推し、O₂ (12.2 eV) とほぼ同じイオン化エネルギーを持つキセノン (12.13eV) を酸化できるのではと考えたことが成功の鍵であった。8月には XeF₄ が、同年末は XeF₂ と XeF₆、2011年には XeO₂ も合成された。

ハロゲン化物

キセノンはフッ素単体の混合比を調節してニッケル管中で加熱し、急冷すると四フッ化キセノン XeF₄ あるいは二フッ化キセノン XeF₂ を生成し、加圧条件下で同様に加熱すると六フッ化キセノン XeF₆ を与える。

いずれのフッ化物も水に容易に加水分解される。XeF₆、XeF₄ は強力なフッ素化剤である。XeF₄ はベンゼンなどの芳香族化合物の水素をフッ素化することができ、XeF₆ に至っては石英とさえ反応し SiF₄ を与える。また、XeF₂ は温和なフッ素化試剤として利用される。

酸化物

六フッ化キセノン XeF₆ または四フッ化キセノン XeF₄ は水と反応し、三酸化キセノン XeO₃ を与える。

6 XeF₆ + 12 H₂O → 2 XeO₃ + 4 Xe + 24 HF

XeO₃ は三角錐型の構造を持ち、爆発性の化合物である。XeO₃ はアルカリ条件下、Xe^VIII と Xe⁰ に不均化する。

2 XeO₃ + 4 OH^- → XeO₆^4- + Xe + O₂ + 2 H₂O

また、反応性の高い XeF₆ を石英 SiO₂ と反応させると四フッ化酸化キセノン XeOF₄ を生成する。

他の例として、XeO₃ と XeOF₄から XeO₂F₂ が、XeF₆ と NaXeO₆ から XeO₃F₂ が生成する。低温で水と混合し、紫外線を照射するとキセノン2原子を含む分子 HXeOXeH が生成する^[8]。

有機キセノン化合物

C₆F₅BF₂ と XeF₄をジクロロメタン中混合することにより、[C₆F₅XeF₂]⁺[BF₄]^- が合成されている^[9]。

同位体

詳細は「キセノンの同位体」を参照

^131mXe は、半減期約2日で ¹³¹I のベータ崩壊により生成され^[10]、ベータ線を放出し ¹³¹Xe になる。
¹³³Xe は、半減期約5.2日でベータ崩壊し安定同位体の ¹³³Cs になる。
¹³⁴Xe は、¹³⁴Cs の崩壊により生成された ¹³⁴Ba が軌道電子を捕獲し生成される。

参考文献

^ Lide, David R. (2004). “Section 4, Properties of the Elements and Inorganic Compounds; Melting, boiling, triple, and critical temperatures of the elements”. CRC Handbook of Chemistry and Physics (85th edition ed.). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 0849304857.
^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
^ 桜井　弘『元素111の新知識』講談社、1998年、245頁。ISBN 4-06-257192-7。
^ http://www.med.teikyo-u.ac.jp/~anestuih/Xenon/Xe-Anesthesia.html
^ http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/xmass/index.html
^ http://www.yomiuri.co.jp/space/news/20100212-OYT1T00164.htm
^ N. Bartlett, Proc. Chem. Soc. 1962, 218.
^ Leonid Khriachtchev et al., "A Small Neutral Molecule with Two Noble-Gas Atoms: HXeOXeH", J. Am. Chem. Soc., 130 (19), 6114–6118, 2008. doi:10.1021/ja077835v
^ H.-J.Frohn et al., Angew.Chem.Int.Ed., 39, 391 (2000)
^ ヨウ素-131 原子力資料情報室 (CNIC)

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UpToDate Contents

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Japanese Journal

最新表面科学講座(第24講)ナノサイズの空間を有する無機化合物から発現する特異な性質化学吸着(1)

黒田奏重
色材協会誌 = Journal of the Japan Society of Colour Material 87(3), 102-108, 2014-03
NAID 40020026940

UVCパルスキセノンフラシュ照射による新しいがん治療法の開発

伊東丈夫
日本医療・環境オゾン学会会報 20(3), 54-61, 2013-08
NAID 40019814450

透析患者におけるキセノン光治療の効果と酸化ストレス抑制効果の検討

齋藤美穂,原澤信介,山田浩士 [他]
日大医学雑誌 = Journal of Nihon University Medical Association 72(4), 225-231, 2013-08
NAID 40019798569

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Japan Pharmaceutical Reference

薬効分類名

X線CT用診断用薬

販売名

販売名
　　　　　ゼノンコールド

効能または効果

「効能又は効果」

X線CTを用いた局所脳血流量及び局所脳血流分布の測定。

用法容量

本剤をコールドキセノンガス吸入装置ジートロン（AZ−７２０シリーズ）に装着し使用する。
通常、成人に対して以下の方法により使用する。
本剤と空気及び酸素を混合し、キセノン濃度約３０〜３５vol％としたものを呼吸マスク等を通じて約４〜８分間〔キセノン（非放射性）として約７Ｌ〕吸入させる。
この際、酸素濃度は、最低21vol％を確保すること。
なお、吸入時間及び量は年齢、体重により適宜増減する。
その後空気に切り換えて約１０分間吸入させる。
本剤の吸入開始から空気の吸入終了までX線CT装置により脳組織内のキセノン量を継続測定し、コンピュータープログラムにより演算して、局所脳血流量及び局所脳血流分布を求める。

薬効薬理

本剤を吸入することにより、血液を介して各組識へキセノンが吸収分布する。
その組織中に吸収されたキセノン濃度によりＸ線の透過率が変わる。
Ｘ線ＣＴ装置を用いて、脳組織のキセノンの変化を測定演算することにより、局所脳血流量及び局所脳血流分布を求めることができる。７）
　このキセノン吸入Ｘ線ＣＴ法では、血流値の局所性及び定量が正確にでき、また、血液脳分配係数の実測も出来るという点が特徴である。
本剤は、高濃度で麻酔作用を示し、局所脳血流量の低下が認められる。８）,９）

有効成分に関する理化学的知見

一般名

キセノン（Ｘｅｎｏｎ）

分子式

Ｘｅ（分子量：131.29）

性状

空気中にごく微量（9×10−６vol％）存在する。
不活性ガスで無色、無臭である。
密度　 5.897ｇ/L（0℃，101.3ｋPa）
比重　 4.42（空気＝1,　0℃，101.3ｋPa）
沸点　 −108.1℃
融点　 −111.8℃
臨界温度　 16.58℃
臨界圧力　 5.92MPａ
燃性極めて安定で不活性ガスであり全く燃えない。
溶解性本剤１ｍＬは、温度20℃、気圧101.3ｋPaで水9.2ｍＬに溶ける。

★リンクテーブル★

リンク元	「放射性医薬品」「キセノン吸入用ガス」「xenon」「Xe」「ゼノン」
拡張検索	「キセノン133」「キセノン血流測定」「キセノンガス」「キセノンCT」

「放射性医薬品」

外見
	無色気体、高電圧電界中で青色を示す; ; ; キセノンのスペクトル線
一般特性
名称, 記号, 番号	キセノン, Xe, 54
分類	希ガス
族, 周期, ブロック	18, 5, p
原子量	131.293(6) g·mol-1
電子配置	[Kr] 5s2 4d10 5p6
電子殻	2, 8, 18, 18, 8（画像）
物理特性
相	気体
密度	(0 °C, 101.325 kPa); 5.894 g/L
融点	(101.325 kPa)161.4 K, -111.7 °C, -169.1 °F
沸点	(101.325 kPa)165.03 K, -108.12 °C, -162.62 °F
三重点	161.405 K (-112°C), 81.6 kPa
臨界点	289.77 K, 5.841 MPa
融解熱	(101.325 kPa)2.27 kJ·mol-1
蒸発熱	(101.325 kPa)12.64 kJ·mol-1
熱容量	(25 °C) 5 R/2 = 20.786 J·mol-1·K-1
蒸気圧
原子特性
酸化数	8, 6, 4, 2, 1, 0（弱酸性酸化物）
電気陰性度	2.6 (ポーリングの値)
イオン化エネルギー	第1： 1170.4 kJ·mol-1
	第2： 2046.4 kJ·mol-1
	第3： 3099.4 kJ·mol-1
共有結合半径	140±9 pm
ファンデルワールス半径	216 pm
その他
結晶構造	面心立方格子構造
磁性	反磁性
熱伝導率	(300 K) 5.65×10-3 W·m-1·K-1
音の伝わる速さ	（液体）1090 m/s、（気体）169 m/s
CAS登録番号	7440-63-3
最安定同位体
	詳細はキセノンの同位体を参照
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