زينون

الانشطار النووي

وفي هذا الصدد، يُعدّ زينون-135 ماصًّا نيوترونيًا بارزًا ذا ناتج انشطاري مرتفع. ولأنه قصير العمر نسبيًا، فإنه يضمحل بالمعدل نفسه الذي يُنتَج به أثناء التشغيل المستقر لمفاعل نووي. غير أنه إذا خُفِّضت القدرة أو أُوقِف المفاعل (scram)، يُنتَج زينون أكثر مما يضمحل من الاضمحلال البيتاوي للنويدات الأصل، وهي ظاهرة تُعرف بـ"تسمم الزينون" يمكن أن تسبب مشكلات كبيرة عند إعادة تشغيل مفاعل بعد إيقافه أو رفع قدرته بعد خفضها، وكانت أحد العوامل المساهمة في كارثة تشيرنوبيل النووية.

وعلى صعيد آخر، كما تُنتَج نظائر الزينون المستقرة أو الطويلة العمر جدًا بكميات معتبرة أثناء الانشطار النووي. فزينون-136 يُنتَج كناتج انشطاري مباشر، وأيضًا عندما يخضع زينون-135 لالتقاط نيوتروني قبل أن يضمحل. ويمكن أن تُعطي نسبة زينون-136 إلى زينون-135 (أو نواتج اضمحلاله) مؤشرات على تاريخ تشغيل مفاعل معيّن، أو تُستعمل للكشف عن انفجار نووي، إذ يُنتَج أغلب زينون-135 عبر سلسلة من الاضمحلالات البيتاوية لنواتج انشطارية أكثر غنى بالنيوترونات؛ وهذه النويدات القصيرة العمر لا تمتلك القدرة نفسها على امتصاص النيوترونات، فتمتص عددًا أقل منها خلال اللحظة الوجيزة لانفجار نووي، ما يُخفّض نسبة نواتج الكتلة 136 إلى الكتلة 135.

في هذا الإطار، ويبلغ الناتج الانشطاري للنظير المستقر زينون-132 أكثر من 4٪ في انشطار اليورانيوم-235 بالنيوترونات الحرارية، ما يعني أن نظائر الزينون المستقرة أو شبه المستقرة تشكّل كسرًا كتليًا أعلى في الوقود النووي المستهلك (الذي يشكّل فيه نحو 3٪ نواتج انشطارية في حالة مفاعلات الماء الخفيف) مما تشكّله في الهواء. ومع ذلك، لا يوجد حتى عام 2022 أي مسعى تجاري لاستخلاص الزينون من الوقود المستهلك أثناء إعادة المعالجة النووية.

الأصل النجمي

ومن ناحية أخرى، خلافًا للغازات النبيلة الأخف كتلة، لا تُنتِج عملية التخليق النووي النجمي الاعتيادية داخل النجوم عنصر الزينون؛ إذ يستهلك تكوين نويدات أثقل من حديد-56 طاقةً بدل أن يحرّرها، فلا يمثّل تخليق الزينون أي مكسب طاقي للنجم. وبدلًا من ذلك، يتشكّل الزينون أثناء انفجارات المستعرات العظمى عبر عملية الالتقاط السريع للنيوترونات (r-process)، وعبر عملية الالتقاط البطيء للنيوترونات (s-process) داخل العمالقة الحمراء التي استنفدت هيدروجين نواتها ودخلت الفرع العملاق المقارب، وكذلك عبر الاضمحلال الإشعاعي، كاضمحلال بيتا لنظير اليود-129 المنقرض، والانشطار التلقائي للثوريوم واليورانيوم والبلوتونيوم.

XeF6 + H2O → XeOF4 + 2HF

ومن جهة أخرى، أو بتفاعل سداسي فلوريد الزينون مع بيرزينات الصوديوم (Na4XeO6)، وينتج هذا التفاعل الأخير كذلك كمية قليلة من XeO3F2. أما XeO2F2 فيتكوّن كذلك بحلمهة جزئية لسداسي فلوريد الزينون:

اللف المغزلي النووي

كذلك، ولأن نواة زينون-129 تمتلك لفاً مغزلياً مقداره 1/2، فإن عزمها الرباعي الكهربائي يساوي صفر، ولذلك لا تخضع لتآثرات رباعية القطب الكهربائي عند تصادمها بالذرات الأخرى. ونتيجةً لذلك، يستمر الاستقطاب الفائق مدةً طويلة حتى بعد إزالة الضوء وبخار الروبيديوم المستعملين في توليده. وقد يمتد زمن بقاء استقطاب زينون-129 من بضع ثوانٍ عندما يكون مذابًا في الدم إلى عدة ساعات في الحالة الغازية، وإلى عدة أيام في الزينون الصلب المبرد إلى درجات حرارة منخفضة. أما زينون-131، فيبلغ لفه المغزلي 3/2، ويمتلك عزمًا رباعيًّا كهربائيًا غير صفري، ولذلك تكون أزمنة استرخائه النووي من رتبة المللي ثانية أو الثواني.

من جانب آخر، وقد يتجاوز استقطاب نوى الزينون 50٪ من قيمته العظمى الممكنة، وهو أعلى بكثير من استقطاب الاتزان الحراري الذي تفرضه الإحصاءات البارامغناطيسية، والذي لا يتجاوز عادةً 0.001٪ من القيمة القصوى عند درجة حرارة الغرفة، حتى في أقوى المجالات المغناطيسية. وتُعرف هذه الحالة غير المتزنة باسم الاستقطاب الفائق، أما عملية توليدها فتُعرف باسم الضخ الضوئي.

إضافةً إلى ذلك، تمتلك نوى النظائر المستقرة ذات العدد الكتلي الفردي، مثل زينون-129 وزينون-131، عزوماً مغزلية نووية غير صفرية، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات الرنين المغناطيسي النووي. ويمكن رفع استقطابها النووي إلى مستويات تفوق بكثير قيمة الاتزان الحراري باستخدام الضخ الضوئي بالاستعانة بضوء مستقطب دائريًا وبخار الروبيديوم.

XeF6 + 2H2O → XeO2F2 + 4HF

من جانب آخر، ويتفاعل XeOF4 مع فلوريد السيزيوم (CsF) لتكوين الأنيون XeOF5−، في حين يتفاعل XeOF3 مع فلوريدات الفلزات القلوية KF وRbF وCsF لتكوين الأنيون XeOF4−.

التطبيقات الطبية

ومن ناحية أخرى، يُستعمل الزينون في عدد من التطبيقات الطبية، من أبرزها التخدير العام، والتصوير الطبي باستخدام بعض نظائره المشعة، والتصوير بالرنين المغناطيسي باستعمال الزينون-129 مفرط الاستقطاب. ويتميّز بأنه غاز خامل لا يخضع للاستقلاب داخل الجسم على وجه التقريب، ويُطرح عن طريق الرئتين بعد انتهاء الاستنشاق، مما يتيح استيقاظًا سريعًا نسبيًا بعد التخدير.

وفي هذا السياق، كما تُستعمل بعض نظائر الزينون المشعة، ولا سيما زينون-133، في الطب النووي لتقييم وظائف الرئتين وقياس التهوية الرئوية، كما استُخدمت في قياس تدفق الدم في بعض الدراسات التشخيصية.

علاوةً على ذلك، وتشير الدراسات إلى أن الزينون يمتلك خواصًا واقية للأعصاب (Neuroprotective)، ويُعتقد أن ذلك يرجع أساسًا إلى تثبيطه مستقبلات NMDA. وقد دُرس استعماله في الحد من أضرار نقص التروية الدماغية، وإصابات الدماغ الرضحية، والاختناق حول الولادة، إلا أن كثيرًا من هذه التطبيقات لا يزال قيد البحث والتقييم السريري.

من جهة ثانية، استُخدم الزينون مخدرًا عامًا منذ منتصف القرن العشرين، ويتميز بثبات تأثيره على الجهاز القلبي الوعائي مقارنةً بالعديد من المخدرات الاستنشاقية الأخرى. إلا أن استعماله لا يزال محدودًا بسبب ندرته وارتفاع تكلفة إنتاجه، فضلًا عن الحاجة إلى أجهزة تخدير خاصة تستعيد الغاز وتعيد تدويره لتقليل استهلاكه.

الليزر

وفي هذا الصدد، كما يُستعمل الزينون في ليزرات الإكسيمر (Excimer lasers)، التي تعتمد على الجزيئات المثارة قصيرة العمر (Excimers أو Exciplexes). وقد استُخدم ثنائي الزينون المثار (Xe2*) في إنتاج إشعاع ليزري عند طول موجي يبلغ نحو 176 نانومتر ضمن نطاق الأشعة فوق البنفسجية.

إضافةً إلى ذلك، وتُعد ليزرات فلوريد الزينون (XeF) وكلوريد الزينون (XeCl) من أكثر ليزرات الإكسيمر استخدامًا، إذ تُصدر أشعة فوق بنفسجية عالية الشدة تُستعمل في التطبيقات الصناعية والعلمية والطبية، ومن أبرزها الجراحة الانكسارية وتصنيع أشباه الموصلات، إضافةً إلى بعض علاجات الأمراض الجلدية.

وفي السياق ذاته، يُستعمل الزينون في عدة أنواع من الليزر، سواء بوصفه وسطًا فعالًا في بعض الليزرات الغازية، أو مصدرًا لضخ ليزرات الحالة الصلبة، كما يدخل في ليزرات الإكسيمر. وقد بدأ استخدامه في هذا المجال منذ أوائل ستينيات القرن العشرين؛ ففي سنة 1962 اكتشف باحثون في مختبرات بيل إمكانية الحصول على تضخيم ضوئي في الزينون، كما تبيّن لاحقًا أن إضافة الهيليوم إلى الوسط الفعال تحسن أداء بعض ليزرات الزينون.

الأكاسيد والأكسوهاليدات

من جانب آخر، لا يتفاعل الزينون مع الأكسجين مباشرة؛ إذ يتكوّن ثلاثي الأكسيد بحلمهة (تحلل مائي) لسداسي فلوريد الزينون:

من جهة ثانية، هناك ثلاث أكاسيد معروفة للزينون: ثلاثي أكسيد الزينون (XeO3) ورباعي أكسيد الزينون (XeO4)، وكلاهما عاملان مؤكسدان قويان وخطيران قابلان للانفجار، إضافة إلى ثاني أكسيد الزينون (XeO2) الذي أُبلغ عن تحضيره عام 2011 برقم تناسق يبلغ أربعة. ويتكوّن XeO2 عند صبّ رباعي فلوريد الزينون فوق الجليد، وقد تسمح بنيته البلورية بإحلاله محل السيليكون في المعادن السيليكاتية. وقد جرى تعريف الشاردة الموجبة XeOO⁺ عبر مطيافية الأشعة تحت الحمراء في الأرغون الصلب.

من الانشطار

علاوةً على ذلك، وكان تراكم زينون-135 أحد العوامل الرئيسة التي ساهمت في كارثة تشيرنوبل النووية. كما أن إيقاف المفاعل أو خفض قدرته يؤدي إلى استمرار إنتاج زينون-135 من اضمحلال اليود-135، في حين يتراجع استهلاكه بالنيوترونات، فتزداد تراكيزه مؤقتًا، وهي ظاهرة تُعرف باسم حفرة اليود. وفي ظروف معينة، قد تنطلق كميات مرتفعة نسبيًا من نظائر الزينون المشعة من قضبان الوقود المتشققة، أو نتيجة انشطار اليورانيوم في مياه التبريد.

علاوةً على ذلك، وتُستعمل نسب نظائر الزينون الناتجة في المفاعلات النووية الطبيعية في أوكلو بالغابون لاستنتاج خصائص التفاعل المتسلسل الذي حدث هناك قبل نحو ملياري سنة.

من جهة ثانية، تتولد عدة نظائر مشعة للزينون، مثل زينون-133 وزينون-135، نتيجة انشطار المواد القابلة للانشطار بالنيوترونات داخل المفاعلات النووية. ويكتسب زينون-135 أهمية خاصة في تشغيل مفاعلات الانشطار النووي، إذ يمتلك مقطعًا عرضيًا استثنائيًا لامتصاص النيوترونات الحرارية يبلغ نحو 2.6 مليون بارن، مما يجعله من أقوى ممتصات النيوترونات المعروفة، ويؤدي دور السم النيوتروني الذي قد يبطئ التفاعل المتسلسل أو يوقفه بعد فترة من تشغيل المفاعل. وقد اكتُشفت هذه الظاهرة لأول مرة في المفاعلات النووية المبكرة التي أُنشئت ضمن مشروع مانهاتن لإنتاج البلوتونيوم؛ وكان المصمِّمون قد احتاطوا لذلك برفع تفاعلية المفاعل (أي عدد النيوترونات الناتجة عن كل انشطار والتي تتابع انشطار ذرات وقود نووي أخرى).

مصابيح تفريغ الغاز

من جهة ثانية، وقد استُخدمت مصابيح وميض الزينون في تشغيل أول ليزر للحالة الصلبة، الذي أُعلن عنه عام 1960، ولا تزال تُستعمل حتى اليوم لضخ بعض ليزرات الحالة الصلبة، ولا سيما في أنظمة الاندماج بالحبس القصوري (Inertial confinement fusion).

إضافةً إلى ذلك، وتستعمل خلايا شاشات البلازما مزيجًا من النيون والزينون؛ إذ يؤدي التفريغ الكهربائي إلى تكوين بلازما تُصدر فوتونات فوق بنفسجية، تعمل بدورها على إثارة طبقة الفوسفور داخل الشاشة لإنتاج الضوء المرئي.

إضافةً إلى ذلك، ويُستعمل الزينون كذلك بوصفه غاز بدء التشغيل في مصابيح الصوديوم عالية الضغط، إذ يمتاز بانخفاض موصليته الحرارية وانخفاض جهد تأينه مقارنةً ببقية الغازات النبيلة غير المشعة، مما يُسهّل إشعال المصباح ويقلل الفاقد الحراري أثناء التشغيل. كما أن كتلته الذرية الكبيرة تقلل معدل انتشاره وتسربه عبر الغلاف الزجاجي مقارنةً بالهيليوم أو النيون.

من جانب آخر، يُستعمل الزينون في عدد كبير من مصابيح التفريغ الغازي التي تعتمد على تمرير تيار كهربائي عبر الغاز لإنتاج ضوء شديد السطوع. ومن أشهر هذه التطبيقات مصابيح وميض الزينون (Xenon flash lamps)، التي تُستعمل في التصوير الفوتوغرافي، والمصابيح الاصطرابية، وكذلك لضخ الوسط الفعال في الكثير من أنواع الليزر.

وفي هذا السياق، تنتج مصابيح الزينون قصيرة القوس ضوءًا أبيض شديد الشدة ذي طيف قريب من ضوء الشمس الطبيعي، ولذلك تُستعمل في أجهزة المحاكاة الشمسية، وأجهزة العرض السينمائي التقليدية وأنظمة ، إضافةً إلى أجهزة العرض الرقمية، وكشافات البحث، وبعض التطبيقات العلمية والصناعية التي تتطلب مصدرًا ضوئيًا عالي الكثافة.

من جهة ثانية، كما تُصدر هذه المصابيح إشعاعًا قويًا في نطاقي الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء القريبة، مما يجعلها مناسبة لبعض تطبيقات الرؤية الليلية، والتحليل الطيفي، واختبارات المواد.

الهاليدات

من جانب آخر، يتكوّن ثنائي الفلوريد الصلب البلوري XeF2 عند تعريض مزيج من غازي الفلور والزينون لضوء فوق بنفسجي، ويكفي لذلك المكوّن فوق البنفسجي الموجود في ضوء النهار العادي. ويؤدي التسخين المطوّل لـ XeF2 عند درجات حرارة مرتفعة بوجود محفّز NiF2 إلى إنتاج XeF6. ويُنتج الانحلال الحراري (Pyrolysis) لـ XeF6 بوجود فلوريد الصوديوم (NaF) مركّب XeF4 عالي النقاء.

وفي السياق ذاته، كما يُكوّن XeF2 مركّبات تناسقية (coordination complexes) مع أيونات الفلزات الانتقالية؛ وقد جرى تصنيع وتوصيف أكثر من 30 معقّدًا من هذا النوع.

في هذا الإطار، يُعرَف ثلاثة فلوريدات للزينون: XeF2، وXeF4، وXeF6، وهي نقطة الانطلاق لتحضير أغلب مركبات الزينون الأخرى على وجه التقريب.

وفي هذا السياق، تتصرف فلوريدات الزينون كمستقبِلات ومانحات لأيونات الفلوريد في آن واحد، مكوّنة أملاحًا تحتوي على شوارد موجبة مثل XeF+ وXe2F3+، وشوارد سالبة مثل XeF5−، وXeF7−، وXeF82−. ويتكوّن الشارد الأخضر البارامغناطيسي Xe2+ باختزال XeF2 بغاز الزينون.

وفي السياق ذاته، في حين أن فلوريدات الزينون موصوفة توصيفًا جيدًا، فإن باقي هاليداته ليست كذلك. فقد أُبلغ عن ثنائي كلوريد الزينون، المتكوّن بتشعيع عالي التردد لمزيج من الزينون والفلور ورباعي كلوريد السيليكون أو رباعي كلوريد الكربون، بوصفه مركّبًا ماصًّا للحرارة عديم اللون بلوريًا يتفكك إلى عناصره عند 80 درجة مئوية. غير أن XeCl2 قد لا يكون سوى جزيء فان درفالس لذرات Xe ضعيفة الارتباط بجزيئات Cl2، وليس مركّبًا حقيقيًا. وتشير الحسابات النظرية إلى أن الجزيء الخطي XeCl2 أقل استقرارًا من معقّد فان درفالس. أما رباعي كلوريد الزينون وثنائي بروميد الزينون فهما أكثر عدم استقرار، ولا يمكن تحضيرهما بتفاعلات كيميائية مباشرة؛ إذ نتجا فقط عبر الاضمحلال الإشعاعي لـ ¹²⁹ICl4− و¹²⁹IBr2− على التوالي.

الخصائص

من جهة ثانية، وفي أنبوب مملوء بالغاز، يصدر الزينون ضوءًا أزرق مائلًا إلى البنفسجي عند إثارته بتفريغ كهربائي، إذ يبعث مجموعة من خطوط الانبعاث تمتد عبر الطيف المرئي، إلا أن أشد هذه الخطوط تظهر في منطقة الضوء الأزرق، وهو ما يمنح تفريغ الزينون لونه المميز.

علاوةً على ذلك، يمتلك الزينون عدداً ذرياً مقداره 54، أي أن نواة كل ذرة منه تحتوي على 54 بروتون. عند درجة حرارة وضغط قياسيين، تبلغ كثافة غاز الزينون النقي 5.894 كغ/م³، أي نحو أربعة إلى خمسة أضعاف كثافة الغلاف الجوي للأرض عند مستوى سطح البحر. وفي الحالة السائلة، تصل كثافة الزينون إلى 3.100 غ/مل على وجه التقريب عند النقطة الثلاثية. ونظرًا إلى حجمه الذري الكبير، يمتلك الزينون السائل قابلية استقطاب مرتفعة تجعله مذيبًا ذا قدرة ملحوظة على إذابة الهيدروكربونات والجزيئات الحيوية وحتى الماء.

وفي هذا الصدد، الزينون عضو في مجموعة العناصر المعروفة باسم الغازات النبيلة، وهي عناصر تتميز بانخفاض نشاطها الكيميائي. ويعود ذلك إلى امتلاء غلاف التكافؤ الخارجي لديه بثمانية إلكترونات، ما يمنح الذرة توزيعًا إلكترونيًا مستقراً منخفض الطاقة. وعلى الرغم من انخفاض نشاطه الكيميائي، فإنه ليس خاملًا تماماً، إذ يمكنه تكوين بعض المركبات مع العناصر شديدة الكهرسلبية، مثل الفلور.

وفي السياق ذاته، يتحول الزينون الصلب من الطور التكعيبي مركزي الوجوه (fcc) إلى الطور السداسي المتراص (hcp) تحت الضغط. ويبدأ بإظهار سلوك معدني عند نحو 140 غيغاباسكال دون تغير ملحوظ في الحجم خلال الطور السداسي، ويصبح ذا سلوك معدني كامل على وجه التقريب عند 155 غيغاباسكال. وعند تمعدنه، يبدو الزينون بلون أزرق سماوي نتيجة امتصاصه للضوء الأحمر وعكسه نطاقات أخرى من الطيف المرئي؛ ويُفسر هذا السلوك غير المعتاد لمعدن بضيق نسبي في عرض الأحزمة الإلكترونية في تلك الحالة.

علاوةً على ذلك، يمكن تكوين جسيمات نانوية سائلة أو صلبة من الزينون عند درجة حرارة الغرفة عبر غرس أيونات Xe⁺ داخل مصفوفة صلبة. ولأن ثوابت الشبكة البلورية لكثير من المواد الصلبة أصغر من نظيرتها في الزينون الصلب، فإن ذلك يؤدي إلى ضغط الزينون المغروس إلى درجات قد تكفي لإسالته أو تصليبه.

في هذا الإطار، وتحت الظروف نفسها، تبلغ كثافة الزينون الصلب 3.640 غ/سم³، وهي أعلى من الكثافة المتوسطة للغرانيت البالغة نحو 2.75 غ/سم³. وعند تعرض الزينون لضغوط هائلة تصل إلى مئات الغيغاباسكالات، يتحول إلى طور معدني.

الاستخدامات

من جهة ثانية، على الرغم من ندرة الزينون وارتفاع تكلفة إنتاجه مقارنةً بأغلب الغازات النبيلة، فإنه يمتلك مجموعة واسعة من الاستخدامات العلمية والصناعية والطبية بفضل خواصه الفيزيائية والكيميائية الفريدة. فخموله الكيميائي، وكثافته العالية، وقدرته على إصدار ضوء شديد عند التفريغ الكهربائي، وسهولة تأيّنه نسبيًا، جعلته عنصرًا مهمًا في تقنيات الإضاءة عالية الشدة، وأنظمة الليزر، والدفع الأيوني للمركبات الفضائية، والتصوير الطبي، والتخدير، والرنين المغناطيسي النووي، إضافةً إلى تطبيقات متخصصة في الصناعة والبحوث النووية.

النظام الشمسي

ومن ناحية أخرى، داخل النظام الشمسي، يبلغ الكسر النووني للزينون 1.56×10⁻⁸، أي وفرة تعادل نحو جزء واحد من كل 630 ألف جزء من الكتلة الكلية. والزينون نادر نسبيًا في غلاف الشمس، وعلى الأرض، وفي الكويكبات والمذنبات. أما وفرته في غلاف كوكب المشتري فهي مرتفعة بشكل غير معتاد، إذ تبلغ نحو 2.6 ضعف وفرته في الشمس. ولا يزال سبب هذه الوفرة المرتفعة مجهولًا، لكن يُحتمل أنه ناتج عن تكوّن مبكر وسريع لـالكويكبات الصغيرة (planetesimals) قبل أن يبدأ القرص الشمسي الأولي بالتسخّن؛ إذ لولا ذلك لما احتُجز الزينون داخل جليد هذه الكويكبات. أما مشكلة انخفاض الزينون الأرضي فقد تُفسَّر بارتباط الزينون تساهميًا مع الأكسجين داخل الكوارتز، ما يقلّل من تسرّب الزينون إلى الغلاف الجوي.

الاكتشاف وأصل التسمية

ومن جهة أخرى، خلال ثلاثينيات القرن العشرين، طوّر المهندس الأمريكي هارولد إدجرتون مصباح فلاش الزينون الوامض لأغراض التصوير الفائق السرعة، إذ يُنتَج الضوء بتمرير تيار كهربائي قصير عبر أنبوب مملوء بغاز الزينون؛ وفي 1934 تمكّن من توليد ومضات لا تتجاوز مدتها الميكروثانية الواحدة.

علاوةً على ذلك، وفي 1939، بدأ الطبيب الأمريكي ألبرت بينكه دراسة أسباب "سُكْر" الغطاسين في أعماق البحار، واستنتج من تجاربه أن غاز الزينون يمكن أن يُستعمل كمخدر. ورغم أن السام الروسي نيكولاي لازاريف درس تخدير الزينون في 1941، فإن أول تقرير منشور يؤكد ذلك جاء في 1946 على يد الباحث الطبي الأمريكي جون هـ. لورانس، الذي جرّبه على الفئران. واستُخدم الزينون لأول مرة كمخدر جراحي في 1951 على يد طبيب التخدير الأمريكي ستيوارت كولين، الذي طبّقه بنجاح على مريضين.

في هذا الإطار، وفي نوفمبر 1989، أثبت علماء آي بي إم إمكانية التحكم بالذرات المفردة، إذ استعملوا مجهر ماسح نفقي لترتيب 35 ذرة من الزينون على سطح بلورة نيكل مبرّدة لتهجئة الحروف الثلاثة لاسم الشركة، في أول عملية توضع فيها الذرات بدقة على سطح مستوٍ.

وعلى صعيد آخر، اعتُقد طويلًا أن الزينون وبقية الغازات النبيلة خاملة كيميائياً تماماً وغير قادرة على تكوين مركبات، إلى أن اكتشف نيل بارتليت أثناء تدريسه في جامعة كولومبيا البريطانية أن غاز سداسي فلوريد البلاتين (PtF6) عامل مؤكسِد قوي قادر على أكسدة الأكسجين (O2) لتكوين ثنائي أكسجينيل سداسي فلوروبلاتينات. وبما أن جهدي التأين الأول للأكسجين والزينون متقاربان جدًا، أدرك بارتليت أن المركب قد يستطيع أكسدة الزينون كذلك؛ وفي 23 مارس 1962 مزج الغازين فأنتج أول مركب كيميائي معروف لغاز نبيل: سداسي فلوروبلاتينات الزينون. وقد ظن بارتليت في البداية أن تركيبته Xe⁺[PtF₆]⁻، لكن دراسات لاحقة أظهرت أنه على الأرجح مزيج من عدة أملاح زينونية مختلفة.

وفي هذا السياق، منذ ذلك الاكتشاف، تم التعرف على الكثير من مركبات الزينون الأخرى، إضافة إلى مركبات لغازات نبيلة أخرى مثل فلوروهيدريد الآرغون (HArF)، وثاني فلوريد الكريبتون (KrF2)، وفلوريد الرادون. وبحلول 1971 كان أكثر من 80 مركبًا زينونيًا معروفًا.

علاوةً على ذلك، وفي 1960، اكتشف الفيزيائي جون رينولدز أن بعض النيازك تحتوي على نسب شاذة مرتفعة من نظير الزينون-129، واستنتج أن ذلك ناتج عن اضمحلال نظير اليود-129 المشع، وهو ما يُعدّ دليلًا على أن هذه المواد تكوّنت في مرحلة مبكرة جدًا من تاريخ النظام الشمسي.

ومن جهة أخرى، اكتُشف الزينون في إنجلترا على يد وليام رامزي وموريس ترافرس في 12 يوليو 1898، بُعيد اكتشافهما لعنصري الكريبتون والنيون، إذ وجداه في البقايا المتبخرة من تقطير الهواء المُسال. واقترح رامزي تسمية الغاز الجديد "زينون" من الكلمة اليونانية ξένον (xénon)، وهي صيغة المفرد المحايد من ξένος (xénos) بمعنى "غريب" أو "ضيف". وفي 1902، قدّر رامزي نسبة الزينون في الغلاف الجوي للأرض بجزء واحد من كل 20 مليون جزء.

الإنتاج التجاري

في هذا الإطار، قُدِّر الإنتاج العالمي للزينون سنة 1998 بنحو 5000–7000 م³، وهو ما يعادل عند كثافة 5.894 غ/ل نحو 30–40 طنًا. ونظرًا لندرته، فإن الزينون أغلى بكثير من الغازات النبيلة الأخف وزنًا؛ إذ بلغت الأسعار التقريبية لشراء كميات صغيرة في أوروبا عام 1999 نحو 10 يورو/لتر للزينون (≈1.7 يورو/غرام)، ويورو واحد/لتر للكريبتون (≈0.27 يورو/غرام)، و0.20 يورو/لتر للنيون (≈0.22 يورو/غرام)، في حين أن الأرغون الأكثر وفرة (يشكّل أكثر من 1٪ من حجم الغلاف الجوي) يكلّف أقل من سنت واحد للتر.

وفي السياق ذاته، يُستخرج الزينون تجاريًا كمنتَج ثانوي من فصل الهواء إلى أكسجين ونيتروجين. وبعد هذا الفصل، الذي يُنجَز عادة عبر التقطير التجزيئي في منشأة ذات عمودين، يحتوي الأكسجين السائل الناتج على كميات صغيرة من الكريبتون والزينون. وبتقطير تجزيئي إضافي، يمكن إغناء الأكسجين السائل ليحتوي على 0.1–0.2٪ من مزيج كريبتون/زينون، يُستخلَص إما بالامتزاز على هلام السيليكا أو بالتقطير. وأخيرًا، يمكن فصل مزيج الكريبتون والزينون إلى مكوّنيه بتقطير إضافي.

استعمالات أخرى للزينون

كذلك، يُستعمل الزينون في عدد من التطبيقات العلمية والصناعية المتخصصة، مستفيدًا من كتلته الذرية الكبيرة وخموله الكيميائي وسهولة تأينه نسبيًا مقارنةً بأغلب الغازات النبيلة.

كذلك، ويُستعمل ثنائي فلوريد الزينون (XeF2) في الصناعات الدقيقة بوصفه عامل حفر جاف انتقائي للسيليكون، ولا سيما في تصنيع الأنظمة الكهروميكانيكية الصغرية (MEMS)، كما يُستعمل في بعض تطبيقات الكيمياء التحليلية والبلورة البروتينية لإظهار المواقع الكارهة للماء داخل البروتينات وتسهيل تحديد بنيتها البلورية.

علاوةً على ذلك، في مجال الطاقة النووية، تُستعمل نظائر الزينون المشعة، ولا سيما زينون-133 وزينون-135، في مراقبة المفاعلات النووية والكشف عن التجارب النووية، إذ تُعتبر من أهم نواتج الانشطار النووي التي يمكن رصدها في الغلاف الجوي للتحقق من الالتزام بمعاهدات حظر التجارب النووية.

علاوةً على ذلك، ويُستعمل الزينون السائل في بعض كواشف الجسيمات عالية الحساسية، ولا سيما في تجارب البحث عن المادة المظلمة ورصد التفاعلات النووية النادرة، إذ يتميز بقدرته على إنتاج إشارات وميض وتأين يمكن قياسها بدقة عالية عند مرور الجسيمات خلاله.

وفي هذا الصدد، كما يُعد الزينون الوقود المفضل في كثير من المحركات الأيونية المستعملة في المركبات الفضائية، بسبب كتلته الذرية المرتفعة، وانخفاض طاقة تأينه، وإمكانية تخزينه ونقله بكفاءة. وقد استُخدم في عدد من المهمات الفضائية التابعة لكل من ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية.

العمليات الكونية

إضافةً إلى ذلك، ولأن نصف عمر اليود-129 يبلغ نحو 16 مليون سنة، وهو قصير نسبيًا على المقياس الزمني الكوني، فإن وجود نواتج اضمحلاله في النيازك يشير إلى أن فترةً وجيزة نسبيًا فصلت بين انفجار المستعر الأعظم الذي أنتجه وبين تكاثف الأجسام الصلبة الأولى في النظام الشمسي، حيث احتُجز اليود-129 داخلها قبل أن يضمحل. ويُعتقد أن هذين الحدثين — انفجار المستعر الأعظم وتصلّب سحابة الغاز — وقعا في مرحلة مبكرة جدًا من تاريخ النظام الشمسي، إذ يُرجَّح أن نظير اليود-129 تكوّن قبيل تشكّل النظام الشمسي مباشرة، فأسهم في إثراء السحابة الشمسية البدئية بنظائر من مصدر ثانٍ؛ وربما كان للحدث النجمي نفسه دور في تحفيز انهيار تلك السحابة.

كذلك، يُعد الزينون متتبعًا نظائريًا مهمًا لعدد من النويدات الأم، ولذلك تُستعمل نسب نظائره في النيازك أداةً فعالة لدراسة نشأة النظام الشمسي وتطوره. كما تتيح طريقة التأريخ باليود–الزينون تحديد الفترة الزمنية الفاصلة بين حدوث التخليق النووي وتكاثف الأجسام الصلبة من السديم الشمسي.

في هذا الإطار، وبالمثل، تُستعمل نسب النظائر مثل زينون-129/زينون-130 وزينون-136/زينون-130 لدراسة التمايز الكوكبي وعمليات التغويز المبكرة. فمثلًا، يُظهر الغلاف الجوي للمريخ وفرة كلية من الزينون تقارب وفرة الأرض (0.08 جزء بالمليون)، إلا أنه غني نسبيًا بزينون-129 مقارنةً بالأرض والشمس؛ وبما أن هذا النظير ينتج عن الاضمحلال الإشعاعي لليود-129، فقد يشير ذلك إلى أن المريخ فقد أغلب غلافه الجوي البدئي، ربما خلال أول 100 مليون سنة من تكوّن الكوكب. وفي مثال آخر، يُعزى الإثراء النسبي بزينون-129 في غازات آبار ثاني أكسيد الكربون في نيومكسيكو إلى اضمحلال اليود-129 في غازات صاعدة من وشاح الأرض منذ زمن قريب من تكوّن الأرض.

من جانب آخر، وفي عام 1960، اكتشف الفيزيائي جون هاميلتون رينولدز أن بعض النيازك تُظهر شذوذًا نظائريًا يتمثل في وفرة غير اعتيادية من زينون-129، واستنتج أن هذا النظير ناتج عن الاضمحلال الإشعاعي لليود-129. ويُنتَج اليود-129 بكميات ضئيلة من خلال تشظّي الأشعة الكونية والانشطار النووي، إلا أنه يتكوّن بكميات كبيرة في انفجارات المستعرات العظمى.

(C6F5Xe)2Cl+

إضافةً إلى ذلك، وفي سنة 2008، أعلن خرياشتشيف (Khriachtchev) وزملاؤه عن تحضير HXeOXeH بالتحليل الضوئي للماء داخل مصفوفة من الزينون مبرَّدة تبريدًا عميقًا (cryogenic). كما أُنتِجت الجزيئتان المُدَيتَرتان (deuterated) HXeOD وDXeOH. ومن مركّبات الزينون(II) اللافتة كذلك ثنائي فلوروسلفات الزينون، Xe(SO3F)2، المصوَّر أعلاه، وهو مركّب أصفر شاحب حساس حراريًا يُحضَّر بتفاعل ثنائي فلوريد الزينون مع ثالث أكسيد الكبريت SO3 (وكذلك بتفاعله مع حمض فلوروسلفونيك HSO3F)، إذ يُستبدل كل ذرتَي فلور في XeF2 بمجموعة فلوروسلفات (OSO2F). وقد أظهرت دراسة بنيوية بالحيود البلوري بالأشعة السينية أنّ ذرة الزينون في هذا المركّب ترتبط تساهميًا بذرتَي أكسجين من مجموعتَي الفلوروسلفات في هندسة شبه خطية [الزاوية O–Xe–O = 179.13°]، بطول رابطة Xe–O يقارب 2.11–2.12 أنغستروم، وهو طول نموذجي للرابطة الأحادية Xe–O. ويتفكك المركّب بسهولة إلى الزينون العنصري وثنائي فلوروسلفات الكبريت S2O6F2، وهو شديد التفاعل لدرجة أنه قد يُشعل بعض المواد العضوية عند ملامسته للرطوبة الجوية.

في هذا الإطار، ويحتوي المركّب Xe2Sb2F11 على رابطة Xe–Xe، وهي من أطول الروابط المعروفة بين ذرتين من العنصر نفسه (308.71 بيكومتر = 3.0871 أنغستروم).

علاوةً على ذلك، ومن الأيونات الغريبة المحتوية على الزينون شاردة رباعي زينونو الذهب (II)، Au{Xe4}2+، التي تحتوي على روابط Xe–Au. وتحدث هذه الشاردة في المركّب AuXe4(Sb2F11)2، وهي لافتة للنظر لاحتوائها على روابط كيميائية مباشرة بين ذرتين معروفتين بضعف تفاعليتهما الشديد، هما الزينون والذهب، إذ يعمل الزينون فيها كليجاند لفلز انتقالي. ويُعرف كذلك معقّد زئبقي مشابه، (HgXe)(Sb3F17).

من جانب آخر، وفي سنة 1995، أعلن م. راسانن (M. Räsänen) وزملاؤه، وهم علماء في جامعة هلسنكي بفنلندا، عن تحضير ثنائي هيدريد الزينون (HXeH)، ثم لاحقًا هيدريد-هيدروكسيد الزينون (HXeOH)، وهيدروكزينوأسيتيلين (HXeCCH)، وجزيئات أخرى محتوية على الزينون.

إضافةً إلى ذلك، ومن المركبات الأخرى التي يرتبط فيها الزينون بعنصر أقل كهرسلبية: F–Xe–N(SO2F)2 وF–Xe–BF2. ويُحضَّر هذا الأخير من تترافلوروبورات ثنائي الأكسجينيل (dioxygenyl tetrafluoroborate)، O2BF4، عند −100 درجة مئوية.

الاحتياطات

ومن ناحية أخرى، يُعد الزينون غازًا خاملًا وغير سام كيميائيًا في الظروف العادية، ولا يُعرف له دور حيوي في جسم الإنسان. ومع ذلك، فإنه قد يُسبب الاختناق إذا حل محل الأكسجين في الأماكن المغلقة أو سيئة التهوية، ولذلك ينبغي التعامل معه وفق إجراءات السلامة الخاصة بالغازات الخاملة المضغوطة.

علاوةً على ذلك، أما مركبات الزينون، ولا سيما الأكاسيد والفلوريدات، فتختلف خواصها اختلافًا كبيرًا عن العنصر نفسه؛ إذ إن كثيرًا منها مؤكسدات قوية، وقد تكون غير مستقرة أو شديدة الانفجار، خاصةً عند جفافها أو تعرضها للصدمات أو الحرارة، ولذلك تُحضَّر وتُحفظ بكميات صغيرة وتحت ظروف مخبرية مضبوطة.

علاوةً على ذلك، ويُخزن الزينون عادةً في أسطوانات معدنية مضغوطة، كما يمكن حفظه في أوعية زجاجية أو أسطوانات معدنية محكمة الإغلاق. إلا أنه ينفذ تدريجيًا عبر بعض أنواع المطاط واللدائن، لذلك تُستعمل مواد مانعة للتسرب مناسبة عند تخزينه لفترات طويلة.

كذلك، وعند استنشاقه بتركيزات مرتفعة مع كمية غير كافية من الأكسجين، يعمل الزينون مخدرًا عامًا، ولهذا لا يجوز استخدامه إلا تحت إشراف طبي وبواسطة أجهزة تخدير مخصصة تتحكم في تركيزه وتركيز الأكسجين المصاحب له.

مركبات الزينون

ومن جهة أخرى، بعد أن اكتشف نيل بارتليت أن الزينون يمكنه تشكيل مركبات كيميائية، عُزل ووصف عدد كبير من مركبات الزينون. وأغلب مركبات الزينون المعروفة تحتوي على ذرات الفلور أو الأكسجين نظرًا لكهرسلبيتهما العالية، مما يسمح لهما باستقرار حالات تأكسد مرتفعة للزينون. وتُحضَّر هذه الفلوريدات من التفاعل المباشر بين الزينون والفلور تحت ظروف مضبوطة من الضغط ودرجة الحرارة، وأحيانًا باستخدام تحفيز ضوئي (الأشعة فوق البنفسجية) أو حراري.

من جهة ثانية، تُعدّ فلوريدات الزينون "حجر الأساس" لتحضير مركبات زينون أخرى، بما في ذلك الأكسيد فلوريدات (مثل XeOF4 وXeO2F2) والأملاح التي تحتوي على أيونات زينون موجبة أو سالبة.

ومن ناحية أخرى، بالمقارنة مع الفلوريدات، لم تُعزَل كلوريدات الزينون وبروميداته قط كمركبات مستقرة تحت الظروف العادية. وقد رُصدت أنواع عابرة جدًا (transient species) مثل XeCl2 في مصفوفات شديدة البرودة فقط، إلا أنها تتفكك بسرعة كبيرة. وتشير الحسابات النظرية إلى أن جزيئات خطية مثل XeCl2 أقل استقرارًا من تجمّعات فان درفالس الضعيفة بين Xe وCl2، أي أنها لا تمثّل رابطة كيميائية حقيقية.

من جانب آخر، الفلوريدات الثلاثة الأكثر استقرارًا للزينون هي: ثنائي فلوريد الزينون (XeF2)، ورباعي فلوريد الزينون (XeF4)، وسداسي فلوريد الزينون (XeF6). وتُحضَّر هذه الفلوريدات من التفاعل المباشر بين الزينون والفلور تحت ظروف مضبوطة من الضغط ودرجة الحرارة، وأحيانًا باستخدام تحفيز ضوئي (الأشعة فوق البنفسجية) أو حراري.

من جانب آخر، يلعب الزينون في هذه المركبات دور "مستقبل" لأيونات الفلوريد أو "مانح" لها، مما يؤدي إلى تشكيل أملاح تحتوي على أيونات موجبة مثل XeF+ وXeF3+، وأيونات سالبة مثل XeF5− وXeF7−. ومن الأمثلة المعروفة: [XeF]+[SbF6]−، و[XeF5]−[Cs]+، وأملاح [XeF7]− القلوية.

وفي هذا الصدد، كما يمكن تحضير مركبات تناسقية للزينون مع أيونات الفلزات الانتقالية؛ فقد عُزلت أكثر من 30 مركبًا من هذا النوع، حيث يرتبط XeF2 بفلزات عبر ذرة الزينون أو الفلور.

مركبات أخرى

ومن جهة أخرى، يمكن للزينون أن يرتبط مباشرة بعنصر أقل كهرسلبية من الفلور أو الأكسجين، وخاصة الكربون. وتُعدّ المجموعات الساحبة للإلكترونات، كالمجموعات المستبدلة بالفلور، ضرورية لاستقرار هذه المركبات. وقد جرى تمييز عدد كبير من هذه المركبات، منها:

• C6F5–Xe+–N≡C–CH3، حيث C6F5 هي مجموعة خماسي فلورو الفينيل (pentafluorophenyl)
• [C6F5]2Xe
• C6F5–Xe–C≡N
• C6F5–Xe–F
• C6F5–Xe–Cl
• C2F5–C≡C–Xe+
• [CH3]3C–C≡C–Xe+
• C6F5–XeF2+

الوقوع والإنتاج

علاوةً على ذلك، الزينون من الغازات النزرة في الغلاف الجوي للأرض، ، يبلغ كسره الحجمي 87±1 جزءًا من البليون (nL/L)، أي ما يقارب جزءًا واحدًا من كل 11.5 مليون جزء. كما يوجد كمكوّن في الغازات المنبعثة من بعض الينابيع المعدنية. وبافتراض أن الكتلة الكلية للغلاف الجوي تبلغ 5.15×10¹⁸ كغم، فإنه يحتوي على نحو 2.03 غيغاطن من الزينون إجمالًا (باعتماد متوسط الكتلة المولية للغلاف الجوي 28.96 غ/مول)، أي ما يعادل نحو 394 جزءًا بالبليون كتليًا.

مشكلة الزينون المفقود

كذلك، وقد اقتُرحت عدة فرضيات لتفسير هذه الظاهرة، من بينها احتجاز الزينون في الوشاح السفلي للأرض على هيئة أكاسيد حديد–زينون مستقرة تحت الضغوط والحرارات المرتفعة، أو تكوّن ثنائي أكسيد الزينون (XeO2) داخل السيليكا في أعماق الأرض، وكذلك احتمال حدوث تفاعلات بين الزينون وكلٍّ من الحديد والنيكل في نواة الأرض، مما يؤدي إلى احتجاز جزء من الزينون بعيدًا عن الغلاف الجوي.

من جانب آخر، تُعرف مشكلة الزينون المفقود (Missing xenon paradox) بأنها الانخفاض غير المتوقع في وفرة الزينون في الغلاف الجوي للأرض مقارنةً بما تتنبأ به النماذج الجيوكيميائية، وبالمقارنة مع بقية الغازات النبيلة. فعلى الرغم من أن الزينون أثقل الغازات النبيلة المستقرة، فإن استنفاده النسبي في الغلاف الجوي أكبر بكثير مما يمكن تفسيره بعمليات التطور الجوي المعروفة، ولا يزال سبب ذلك موضع بحث ونقاش.

النظائر

في هذا الإطار، ويُعرف أكثر من 40 نظيراً مشعاً للزينون. ويُعد زينون-124 أطولها عمراً، وهو نظير نظير بدئي (أولي) موجود منذ نشأة المادة، ويضمحل عبر عملية الالتقاط الإلكتروني المزدوج، ويبلغ نصف عمره. 1.1×10²² سنة، يليه زينون-136 الذي يخضع لاضمحلال بيتا مزدوج بنصف عمر يبلغ 2.18×10²¹ سنة.

من جانب آخر، وينتج زينون-129 من اضمحلال بيتا لليود-129، الذي يبلغ نصف عمره 16.1 مليون سنة. كما تُعد النظائر زينون-131m، وزينون-133، وزينون-133m، وزينون-135 من نواتج الانشطار النووي لليورانيوم-235 والبلوتونيوم-239، وتُستعمل في الكشف عن الانفجارات النووية ورصدها.

وفي هذا السياق، يتكوّن الزينون الموجود في الطبيعة من سبعة نظائر تُعد مستقرة عملياً ونظيرين ذوي أنصاف أعمار طويلة جداً؛ إذ تُعد النظائر زينون-126، وزينون-128 إلى زينون-132، وزينون-134 مستقرة، بينما يمتلك زينون-124 وزينون-136 أنصاف أعمار تفوق عمر الكون بتريليونات المرات. كما تتنبأ النماذج النظرية بأن زينون-126 وزينون-134 قد يخضعان كذلك لاضمحلال بيتا المزدوج، إلا أن هذا الاضمحلال لم يُرصد تجريبياً حتى الآن، ولذلك يُعاملان معاملة النظيرين المستقرين.

XeF6 + 3H2O → XeO3 + 6HF

Ba2XeO6 + 2H2SO4 → 2BaSO4 + 2H2O + XeO4

إضافةً إلى ذلك، وXeO3 مركب حمضي ضعيف، يذوب في القلويات مكوّنًا أملاح الزينات (xenate) غير المستقرة التي تحتوي على الأنيون HXeO4−. وتخضع هذه الأملاح غير المستقرة لتفاعل عدم تناسب (Disproportionation) بسهولة إلى غاز الزينون وأملاح البيرزينات (perxenate) التي تحتوي على الأنيون XeO64−.

كذلك، ومنعًا لتحلله، يُبرَّد رباعي أكسيد الزينون الناتج بسرعة ليتحول إلى صلب أصفر شاحب. وهو ينفجر فوق −35.9 درجة مئوية إلى زينون وغاز الأكسجين، لكنه مستقر خلاف ذلك.

من جهة ثانية، ويُعرَف عدد من أكسيد فلوريدات الزينون، منها: XeOF2، وXeOF4، وXeO2F2، وXeO3F2. ويتكوّن XeOF2 بتفاعل ثاني فلوريد الأكسجين (OF2) مع غاز الزينون عند درجات حرارة منخفضة، ويمكن الحصول عليه كذلك بحلمهة جزئية لرباعي فلوريد الزينون، وتخضع لتفاعل عدم تناسب عند −20 درجة مئوية إلى XeF2 وXeO2F2.

ويتكوّن XeOF4 بحلمهة جزئية لسداسي فلوريد الزينون:

إضافةً إلى ذلك، وعند معالجة بيرزينات الباريوم بحمض الكبريت المركّز، يتحرر رباعي أكسيد الزينون الغازي:

رنين المغناطيسي النووي للزينون

وفي السياق ذاته، يُعدّ الزينون، ولا سيما النظير زينون-129 بعد استقطابه استقطابًا فائقًا (Hyperpolarization)، من أهم النوى المستعملة في الرنين المغناطيسي النووي (NMR) والتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI). ويعود ذلك إلى امتلاكه انزياحًا كيميائيًا واسعًا يتأثر بشدة بالبيئة الكيميائية المحيطة، مما يجعله مجسًا حساسًا لدراسة المواد والأنظمة الحيوية.

من جهة ثانية، ويُنتَج الزينون مفرط الاستقطاب عادةً باستخدام تقنية الضخ الضوئي بالتبادل المغزلي (Spin-exchange optical pumping)، التي تنقل استقطاب إلكترونات بخار الروبيديوم إلى نوى الزينون، فتزداد شدة إشارة الرنين المغناطيسي عدة مراتب مقارنةً بالحالة الحرارية الاعتيادية.

في هذا الإطار، وقد استُخدم الزينون-129 مفرط الاستقطاب في تصوير الرئتين وقياس التهوية وتبادل الغازات داخل الحويصلات الهوائية، كما استُخدم لدراسة انتقال الغازات في الأنسجة، ورصد البنية المسامية للمواد، وقياس خصائص الأسطح والمواد المسامية بواسطة الرنين المغناطيسي النووي.

علاوةً على ذلك، ولأن الزينون يذوب بدرجات متفاوتة في الماء والدهون والأنسجة الحيوية، فإن قيمة الانزياح الكيميائي لإشارته تتغير باختلاف الوسط المحيط، وهو ما أتاح استخدامه في تطوير مجسات جزيئية وتقنيات تصوير وظيفية متقدمة لا تزال موضع بحث وتطوير.

المواصفات الفيزيائية

ومن جهة أخرى، ينتج الزينون المعدني بتسليط ضغط بعِدّة مئات كيلو بار. والزينون غاز نبيل أَو غاز خامل يوجد بكميات قليلة في الجوّ وبنسبة (أقل مِنْ 1 جزء بالمليون حجما)، كما يوجد في جو المريخ بحدود نحو 0.08 جزء بالمليون. من صفات الزينون أنه عديم الرائحةُ وعديم اللون.

ومن جهة أخرى، قبل عام 1962 اعتقد بأنّ غاز الزينون وبقية الغازات النبيلة الأخرى لا يمكن تَشكيل المركّبات منها. ومركّبات الزينون المعروفة الآن هي (الهيدرات، فوق زينتات الصوديوم، ديوتيرات، ثنائي الفلوريد، رباعي الفلوريد، سداسي الفلوريد)، (XePtF6)،(XeRhF6)

في هذا الإطار، والمتفجر العالي الانفجار المعروف بـ (ثلاثي أكسيد الزينون، XeO3).

كذلك، الزينون يحصل عليه كناتج عرضي مِنْ تسيل وتجزيئه الهواء تحت ضغط عالي. وهذا لا يُجرى عادة في المختبرات، والزينون متوفرُ بشكل تجاري ويجهز في أسطوانات ذات ضغط عاليِ.

إضافةً إلى ذلك، يعطي أنبوب الزينون المفرغ من الهواء وهج أزرق عندما يهيج بالتفريغ الكهربائيِ ويستعمل في المصابيح ذات الضوء القوي الوهاج Strobe Lamp.