キセノンのソースを表示

{{Elementbox
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|japanese name=キセノン
|pronounce={{IPAc-en|ˈ|z|ɛ|n|ɒ|n}} {{respell|ZEN|on}}<ref>{{cite dictionary |editor=J. A. Simpson & E. S. C. Weiner |encyclopedia=[[Oxford English Dictionary]] |title=Xenon |edition=2nd edition |year=1989 |publisher=Clarendon Press |volume= 20 |location= Oxford |isbn=0-19-861232-X}}</ref><br />{{IPAc-en|ˈ|z|iː|n|ɒ|n}} {{respell|ZEE|non}}<ref>{{cite web|url=http://dictionary.reference.com/browse/xenon|title=Xenon|year=2010|work=Dictionary.com Unabridged|accessdate=2010-05-06}}</ref>
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|electrons per shell=2, 8, 18, 18, 8
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|density gpcm3bp=3.057<ref>{{cite web|url=http://encyclopedia.airliquide.com/Encyclopedia.asp?LanguageID=11&CountryID=19&Formula=&GasID=40&UNNumber=&EquivGasID=46&VolLiquideBox=&MasseLiquideBox=&VolGasBox=&MasseGasBox=&RD20=29&RD9=8&RD6=64&RD4=2&RD3=22&RD8=27&RD2=20&RD18=41&RD7=18&RD13=71&RD16=35&RD12=31&RD19=34&RD24=62&RD25=77&RD26=78&RD28=81&RD29=82 |title=Krypton|work= Gas Encyclopedia|publisher=Air Liquide|year=2009}}</ref>
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|triple point kPa=81.6<ref>{{cite book
 | first=David R. | last=Lide | year=2004
 | chapter=Section 4, Properties of the Elements and Inorganic Compounds; Melting,
boiling, triple, and critical temperatures of the elements
 | title=CRC Handbook of Chemistry and Physics
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|japanese crystal structure=[[面心立方格子構造]]
|oxidation states='''8''', '''6''', 4, '''2''', 1, 0（弱[[酸性酸化物]]）
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|magnetic ordering=[[反磁性]]<ref>[https://web.archive.org/web/20120306184234/http://www-d0.fnal.gov/hardware/cal/lvps_info/engineering/elementmagn.pdf Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds], in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.</ref>
|thermal conductivity=5.65×10<sup>-3</sup>
|speed of sound=（液体）1090 m/s、（気体）169
|CAS number=7440-63-3
|isotopes=
{{Elementbox_isotopes_decay | mn=[[キセノン124|124]] | sym=Xe | na=0.095% | hl=1.8×10<sup>22</sup> [[年|y]]
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{{Elementbox_isotopes_decay | mn=[[キセノン133|133]] | sym=Xe
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{{Elementbox_isotopes_decay | mn=[[キセノン136|136]] | sym=Xe | na=8.86% | hl = 2.11×10<sup>20</sup> [[年|y]]
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}}'''キセノン'''（{{lang-en-short|xenon}}、{{lang-de-short|Xenon}} {{IPA-de|ˈkseːnɔn|}}）は[[原子番号]]54の[[元素]]。[[元素記号]]は'''Xe'''。[[貴ガス元素]]の一つ。[[ウィリアム・ラムゼー|ラムゼー]] (W. Ramsay) と[[モーリス・トラバース|トラバース]] (M. W. Travers) によって[[1898年]]に発見された<ref name="sakurai">{{Cite |和書 |author =[[桜井弘]]|||title = 元素111の新知識|date = 1998| pages = 245|publisher =[[講談社]]| series = |isbn=4-06-257192-7 |ref = harv}}</ref>。

常温常圧では無色無臭の[[気体]]。[[融点]]-111.9 {{℃}}、[[沸点]]-108.1 {{℃}}。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。

一般に貴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 (5s<sup>2</sup>5p<sup>6</sup>) 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 (化学)|イオン]]化しやすい（イオン化エネルギーが他の貴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。

== 名称 ==
ギリシャ語で「奇妙な」「なじみにくいもの」を意味する {{lang|el|ξένος}} (xenos) の中性単数形の {{lang|el|ξένον}} (xenon) が[[語源]]。英語圏ではゼノン ({{IPA|/ˈzɛnɒn/}}、{{IPA|/ˈziːnɒn/}}) と発音されることが多い。

== 用途 ==
[[キセノンランプ]]に封入されたり、[[イオンエンジン|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。

; 医療
[[麻酔]]作用を有する事が1946年に報告された以降に研究が始まり、2005年にはドイツで臨床許可が出された<ref>水原敬洋、後藤隆久、「[https://doi.org/10.2199/jjsca.33.736 キセノン麻酔について－利点，欠点，将来の展望－]」日本臨床麻酔学会誌 Vol.33 (2013) No.5 p.736-741, {{DOI|10.2199/jjsca.33.736}}</ref>。麻酔薬としては、理想的な性質（「導入・覚醒が早い」、「鎮痛作用を持つ」「術中の循環動態が安定する」、「脳保護作用を持つ」、「術後認知機能障害を予防できる可能性がある」）などと報告されている<ref name=":0">{{Cite journal|author=後藤隆久|year=2009|title=キセノン麻酔|url=https://web.archive.org/web/20161116163848/http://www.maruishi-pharm.co.jp/med2/files/anesth/book/32/8.pdf?1368764606|journal=Anesthesia 21 Century|volume=11|pages=60-63}}</ref>。20〜50%程度の酸素を混合した混合ガスが一部病院では試験的に導入された<ref name=":0" /><ref name="goto">{{Cite web|和書|title=キセノン麻酔 |url=http://www.med.teikyo-u.ac.jp/~anestuih/Xenon/Xe-Anesthesia.html |website=www.med.teikyo-u.ac.jp |access-date=2023-03-20 |archive-date=2023-03-20 |archive-url=https://web.archive.org/web/20220926170920/http://www.med.teikyo-u.ac.jp/~anestuih/Xenon/Xe-Anesthesia.html}}</ref>。ただし純粋なキセノン自体が高価なことや[[術後嘔気嘔吐|術後悪心嘔吐]]の副作用もあり、一般には普及しなかった<ref name=":0" />。しかも、麻酔の際には閉鎖循環式回路での使用が必要で特段の利点もないとの指摘もある（一般の[[全身麻酔]]に用いられる回路は半閉鎖式回路である）<ref name=":0" />。

; 素粒子物理学
[[ダークマター|暗黒物質]]（ダークマター）の直接検出を目論んでいるXMASS検出器では、暗黒物質を検出するために-100 {{℃}}の液体キセノンで満たしたセンサーが用いられる。これは暗黒物質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]]で捕捉する仕組みで、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った<ref>[https://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/xmass/ XMASS実験]</ref><ref>https://web.archive.org/web/20100214064140/http://www.yomiuri.co.jp/space/news/20100212-OYT1T00164.htm</ref>が、2010年からの試運転の結果、検出器を構成する素材が予想外に多くのバックグランドを含んでいることが判明、そのバックグランドを減らす改修が行われ2013年11月に再運転し<ref>[https://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/xmass/whatsnew/whatsnew-140626.html XMASS実験装置の改修] 東京大学宇宙線研究所 2014年6月26日</ref><ref>{{PDFlink|[http://www.lowbg.org/lowbg/workshop/2013_01/22_takeda-XMASS.pdf XMASS-I full volume - 極低バックグラウンド素粒子原子核研究懇談会]}}</ref>観測が行われている。

== 生産・精製 ==
空気中からの単独精製は行われることはない。[[液体酸素]]・[[液体窒素]]・液化[[アルゴン]]を生産するために大型空気分離装置における[[断熱膨張]]（[[ジュール＝トムソン効果]]）により、液化した空気からの分留残（副産物）から回収精製される<ref>[https://www.awi.co.jp/ja/business/industrial/gas/rare.html レアガス（Ne・Kr・Xe）]　エア・ウォーター</ref>。

== 化合物 ==
化学結合を備えた最初の[[貴ガス化合物]]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]] (XePtF<sub>6</sub>) が合成された<ref>N. Bartlett, ''Proc. Chem. Soc.'' '''1962''', 218.</ref>。酸素分子 O<sub>2</sub> を酸化するヘキサフルオロ白金酸の反応から類推し、O<sub>2</sub> (12.2 [[電子ボルト|eV]]) とほぼ同じイオン化エネルギーを持つキセノン (12.13 eV) 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 XeF<sub>4</sub> が、同年末は XeF<sub>2</sub> と XeF<sub>6</sub>、[[2011年]]には XeO<sub>2</sub> 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]] XeF<sub>4</sub> あるいは[[二フッ化キセノン]] XeF<sub>2</sub> 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]] XeF<sub>6</sub> 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。XeF<sub>6</sub>、XeF<sub>4</sub> は強力なフッ素化剤である。XeF<sub>4</sub> 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、XeF<sub>6</sub> に至っては石英とさえ反応し SiF<sub>4</sub> を与える。また、XeF<sub>2</sub> 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 XeF<sub>6</sub> または四フッ化キセノン XeF<sub>4</sub> は[[水]]と反応し、[[三酸化キセノン]] XeO<sub>3</sub> を与える。<ref>https://chemiday.com/en/reaction/3-1-0-13338</ref>
: <chem>XeF6 + 3H2O -> XeO3 + 6HF</chem>
XeO<sub>3</sub> は三角錐型の構造を持ち、爆発性の化合物である。XeO<sub>3</sub> はアルカリ条件下、Xe<sup>VIII</sup> と Xe<sup>0</sup> に不均化する。
: <chem>2XeO3 + 4OH^- -> XeO6^4- + Xe + O2 + 2H2O</chem>

また、反応性の高い XeF<sub>6</sub> を[[石英]] SiO<sub>2</sub> と反応させると[[四フッ化酸化キセノン]] XeOF<sub>4</sub> を生成する。

他の例として、XeO<sub>3</sub> と XeOF<sub>4</sub> から XeO<sub>2</sub>F<sub>2</sub> が、XeF<sub>6</sub> と NaXeO<sub>6</sub> から XeO<sub>3</sub>F<sub>2</sub> 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<ref>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}}</ref>。

=== 有機キセノン化合物 ===
C<sub>6</sub>F<sub>5</sub>BF<sub>2</sub> と XeF<sub>4</sub> を[[ジクロロメタン]]中で混合することにより、[C<sub>6</sub>F<sub>5</sub>XeF<sub>2</sub>]<sup>+</sup>[BF<sub>4</sub>]<sup>-</sup> が合成されている<ref>H.-J. Frohn et al., Angew. Chem. Int. Ed., 39, 391 (2000)</ref>。

== 同位体 ==
{{Main|キセノンの同位体}}
; 同位体
* <sup>131m</sup>Xe は、半減期約2日で [[ヨウ素131|<sup>131</sup>I]] のベータ崩壊により生成され<ref>[http://www.cnic.jp/modules/radioactivity/index.php/11.html ヨウ素-131] 原子力資料情報室 (CNIC)</ref>、ベータ線を放出し <sup>131</sup>Xe になる。
* [[キセノン133|<sup>133</sup>Xe]] は、半減期約5.2日でベータ崩壊し安定同位体の [[セシウム133|<sup>133</sup>Cs]] になる。
** 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。
* <sup>134</sup>Xe は、<sup>134</sup>Cs の崩壊により生成された [[バリウム134|<sup>134</sup>Ba]] が軌道電子を捕獲し生成される。
* [[キセノン135|<sup>135</sup>Xe]] は、[[ウラン]]の[[核分裂反応|核分裂]]により生成する。
** [[中性子捕獲]]の[[反応断面積]]が大きく、原子炉の出力を変化させた際に[[キセノンオーバーライド]]という現象を起こし、[[原子力発電]]の分野では「[[中性子毒|毒物質]]」（原子炉の制御を難しくする物質）として扱われる。

== 参考文献 ==
{{脚注ヘルプ}}
{{Reflist|2}}

== 関連項目 ==
{{Commons|Xenon}}
* [[核分裂反応]]
* [[中性子毒|毒物質]]

== 外部リンク ==
* {{Kotobank}}

{{元素周期表}}
{{キセノンの化合物}}{{General anesthetics}}{{Normdaten}}
{{デフォルトソート:きせのん}}
[[Category:キセノン|*]]
[[Category:元素]]
[[Category:貴ガス]]
[[Category:第5周期元素]]
[[Category:全身麻酔薬]]
[[Category:NMDA受容体拮抗薬]]