ما هو الزينون

إن الغلاف الجوي للكرة الأرضيّة يعجُّ بأنواعٍ مختلفةٍ من الغازات، كالنيتروجين والأوكسجين وثاني أوكسيد الكربون، الإضافة إلى نسبةٍ ضئيلةٍ من نوعٍ خاصٍّ من الغازات يُطلق عليه الغازات النبيلة. ومن بين تلك الأصناف من الغازات النبيلة يبرز واحدٌ منها كأحد أكثر الغازات النبيلة المُستخدمة في المجالات البشريّة المُختلفة، غاز الزينون.

فما هو غاز الزينون بالضبط؟ وما هي استخداماته؟ وكيف وأين يتواجد في الغلاف الجوي؟ سنجيب في مقالنا هذا عن جميع هذه التساؤلات ونضيف شرحًا مقتضبًا لأبرز خصائص واستخدامات غاز الزينون النبيل.

غازالزينون Xe

الزينون

غاز الزِينون (بالإنجليزية Xenon) هو أحد الغازات الخاملة أو النبيلة (وهي الغازات التي لا تتفاعل مع باقي المركّبات وتشكّل مع نفسها مركّبات ثابتة كيميائيًّا)، ومن الغازات الثقيلة والنادرة من المجموعة 18 في الجدول الدوري (ويُرمز له بـ Xe). غاز الزينون أثقل من الهواء بـ 4.5 مرَّة، بالإضافة إلى أنه عديم اللون، والطعم، والرائحة.

يوجد الزينون بكميّاتٍ ضئيلةٍ جدًا في الغلاف الجوي لكوكب الأرض، إذ يتواجد بنسبة 0.0000086 %، أو حوالي جزء واحد في 10 ملايين من حجم الهواء الجاف. وقد تم العثور على غاز الزينون أيضًا في الغلاف الجوي للمريخ بنسبة 0.08 جزء في المليون. ويمكن بالإضافة إلى ذلك العثورعلى هذا الغاز النبيل على سطح الأرض، حيث تمَّ اكتشاف بعض الينابيع المعدنية التي ينبعث منها غاز الزينون.

خصائص غاز الزينون

الزينون غاز خامل تجاه معظم المواد الكيميائية، ولا يُعتبر سامًا بحدِّ ذاته، إلا أن العديد من مركباته الكيميائيّة تُعتبر شديدة السميّة بسبب خصائصها المؤكسِدة القوية. وقد تم تطوير العديد من مركبات الزينون، وبالأخص مركّباته مع الفلور أو الأكسجين، ويُعتبر ثلاثي أكسيد الزينون (XeO3)، ورابع أكسيد الزينون (XeO4) من المركّبات شديدة الانفجار.§

ويُصنّف غاز الزينون على أنّه أقل الغازات النبيلة تطايرًا، فدرجة حرارة غليانه  تبلغ -108.0  درجة سيليزيوس (أو 162.4  كالفن). ويوجد غاز الزينون في الطبيعة على شكل تِسعِ نظائر خاملة للزينون بنسبٍ متفاوتة. كما ويتراوح العدد الكتلي لغاز الزِينون ونظائره المُكتشفة حتى الآن بين 118 و144.§

تاريخ اكتشاف الزينون

اكتُشف الزِينون من قبل الكيميائي الاسكتلندي “ويليام رامزي” والكيميائي الانكليزي “موريس ترافرز”، في يوليو، عام 1898. وقد جاء هذا الاكتشاف عَقِبَ تقديم الصناعي الثري “لودفيج موند” لهم آلة جديدة لمعالجة ما يُعرف بالكيمياء بالهواء السائل (وهو الهواء الذي يتم تبريده لدرجاتٍ منخفضةٍ جدًا إلى أن يتكثّف ويصبح سائلًا، هذا السائل يتضمّن الغازات نفسها التي تشكّل منها الهواء الذي تمَّ تكثيفه).

 وباستخدام الجهاز الجديد تمكّنوا من استخراج غاز الكريبتون من بعض مركّبات الهواء السائل، ثم قاموا مرارًا بتقطير الكريبتون وعزلوا أثقل الغازات التي وجدوها فيه. ثم قاموا بفحص هذا الغاز الثقيل في أنبوبٍ مُفرّغٍ من الهواء، ولاحظوا توهّج هذا الغاز بلون أزرق جميل، فقاموا بتصنيف الغاز الجديد على أنه خامل وأطلقوا عليه اسم غاز الزينون. والإسم بحدِّ ذاته مُستمدٌّ من الكلمة اليونانية “Xenos”، والتي تعني الشيء الغريب.§

استخدامات غاز الزينون

الزينون
  • يستخدم الـXenon في المصابيح التي تُنتج ومضات ضوئية قصيرة ومكثّفة للغاية.  ومن الأمثلة على ذلك: مصابيح فلاش التصوير الفوتوغرافي، و مصابيح القوس ذات الضغط العالي لإسقاط الصور المتحركة، بالإضافة إلى مصابيح القوس ذات الضغط العالي لإنتاج الضوء فوق البنفسجي.
  • يُستخدم أيضًا في بعض المصابيح المُستخدمة في مراقبة أعماق البحار، ومصادر الضوء التي تُستخدم في التعقيم في المجالات الطبيّة.
  • يستخدم في تصنيع  المصابيح الأمامية للسيارات، فالمصابيح الأمامية للسيارة والتي ينبعث منها توهج أزرق ناعم، غالبًا ما تكون مصنوعةً من الزِينون.
  • يتم استخدامه في أدوات الكشف عن الإشعاع. وتُعتبر عدّادات النيوترون والأشعة السينية من الأمثلة على ذلك.
  • تستخدم محركات الدفع الأيونية الحديثة للسفر إلى الفضاء غازات خاملة -وخاصة الزِينون- في الوقود الدافع، وذلك لتفادي خطر حدوث انفجاراتٍ مرتبطةٍ بالدفع الكيميائي القوي المُرافق لعمليّة الإقلاع.
  • يتم استخدامه في محطات الطاقة النووية وملء أنابيب التلفزيون والإذاعة.
  • يستخدم الزِينون في الطب كمخدرٍ عام و في التصوير الطبي، ويستخدم أيضًا لتصنيع بعض الأدوية مثل دواء 5- فلورويوراسيل، والذي يُستخدم لعلاج أنواعٍ معينةٍ من السرطان.§

هل تعلم أن

الزينون
  • الزينون ليس الغاز الوحيد النبيل على وجه الأرض، فكلًّا من النيون والأرجون والكريبتون والهيليوم والرادون تُعتبر من الغازات النبيلة أيضًا.
  • في حين أن الغازات والسوائل المُعتادة عديمة اللون، فإن غاز الزِينون المؤيّن لونه أزرق بنفسجي.
  • من الممكن صنع مادة زينون صلبة عن طريق تطبيق ضغط كبير على العنصر (مئات الكيلوبارات). ويغدو الزينون في حالته الصلبة المعدنية ذا لونٍ أزرقٍ صافٍ.
  • يمكن أن يتحلل اليود المشع -١١ إلى غاز الزِينون المستقر، كما حدث في كارثة فوكوشيما النووية.
  • تستخدم ذرات الزينون المضافة إلى الهيليوم السائل لمراقبة الأعاصير الكمومية.§