Xenon er det 54. grundstof i det periodiske system, og har det kemiske symbol Xe. Xenon er en tung, farveløs og lugtfri ædelgas, og findes i små mængder i jordens atmosfære. Xenon er generelt meget lidt reaktiv, men xenon deltager i nogle få kemiske reaktioner, såsom dannelsen af xenonhexafluoroplatinat, som var den første forbindelse med en ædelgas.—National Standard Reference Data Service of the USSR. Volume 10.
Naturligt forekommende xenon består af 9 stabile isotoper. Herudover kendes over 40 ustabile isotoper, som gennemgår radioaktivt henfald. Isotopsammensætningen af xenon er et vigtigt værktøj i studiet af den tidlige historie om vores solsystem. Xenon-135 er produktet af kernefission, og absorberer neutroner i en atomreaktor.
Xenon bliver brugt i blitzlamper, buelamper og til universel narkose. Den første excimerlaser brugte et xenon-dimer-molekyle (Xe2) som dets lasermedium og de tidligste laserkonstruktioner brugte blitzlamper til at excitere, eller "pumpe" lasermediet. Xenon bliver også brugt til at lede efter hypotetiske WIMP (weakly interacting massive particles) og som drivmiddel i ion-motorer til rumfartøjer.
Historie Xenon blev opdaget i England af William Ramsay og Morris Travers den 12. juli 1898, kort efter at de havde fundet to andre ædelgasser, krypton og neon. De fandt xenon i en destillationsrest, efter de havde fordampet dele af flydende luft. Ramsay forslog at den nye gas skulle kaldes xenon efter det græske ord ξένον [xenon], intetkøns singularis form af ξένος [xenos] som betyder fremmed, mærkelig eller vært. I 1902 anslog Ramsay, at mængdeforholdet af xenon i jordens atmosfære er 1 til 20 millioner.
I 1930'erne begyndte ingeniør Harold Edgerton at undersøge stroboskop-teknologi til højhastigheds-fotografering: Det ledte til at han opfandt xenon-blitzlyset, hvor lys dannes ved at sende en kortvarig elektrisk strøm igennem et rør fyldt med xenon. I 1934 kunne Edgerton skabe lysglimt så kort som et mikrosekund med denne metode.
I 1939 begyndte Albert R. Behnke Jr. at undersøge årsagen til "fuldesygen" blandt dybhavsdykkere. Han eksperimenterede med forskellige luftblandinger i sine forsøgspersoners indåndingsluft, og opdagede at dette fik dykkerne til at fornemme en dybdeændring. Ud fra hans resultater konkluderede han, at xenon kunne bruges som en narkose. Selvom Lazharev fra Rusland tilsyneladende undersøgte xenon som en narkose i 1941, så blev den første rapport som bekræftede xenon-narkose først udgivet i 1946 af J. H. Lawrence, som udførte forsøg på mus. Xenon-narkose blev første gang brugt som en operationsnarkose i 1951 af Stuart C. Cullen, som med succes opererede to patienter.
I 1960 opdagede fysiker John H. Reynolds, at isotopfordelingen af xenon i visse meteoritter afviger fra xenon her på Jorden; meteoritterne indeholdte mere 129Xe. Han udledte at det var et henfaldsprodukt, af den radioaktive isotop 129I. Denne isotop spaltes langsomt af kosmisk stråling og nuklear fission, men den produceres kun i større mængder i en supernova-eksplosion. Da halveringstiden på 129I (16 millioner år) er forholdsvis kort på en kosmologisk skala, formodes det, at der har indtruffet sådan en eksplosion relativt kort tid før Solsystemet blev dannet, hvorved "råmaterialerne" til solsystemet (og dermed også meteoriterne) er blevet beriget med 129I. Denne supernova kan meget vel også have startet det kollaps af en interstellar gas- og støvsky, der ledte til vores solsystems dannelse.
Xenon og de andre ædelgasser er tidligere blevet betragtet som fuldstændig kemisk inaktive, og ude af stand til at danne forbindelser med andre stoffer. Men mens Neil Bartlett underviste ved University of British Columbia, opdagede han at gassen platinhexafluorid (PtF6) var et stærkt oxidationsmiddel, som kunne oxidere ilt (O2) og derved danne dioxygenylhexaflouroplatinat (O2+[PtF6]−). Idet Ilt og xenon næsten har samme første ioniseringspotentiale, indså Bartlett at platinhexafluorid måske også kunne oxidere xenon. Den 23. marts 1962 blandede han de to gasser og dannede den første kendte forbindelse af en ædelgas, xenonhexaflouroplatinat. Barlett troede dens sammensætning var Xe+[PtF6]−, men senere forskning viste at det muligvis var en blanding af forskellige xenon-holdige saltep. 392, §11.4, Inorganic Chemistry, translated by Mary Eagleson and William Brewer, edited by Bernhard J. Aylett, San Diego: Academic Press, 2001, ; translation of Lehrbuch der Anorganischen Chemie, originally founded by A. F. Holleman, continued by Egon Wiberg, edited by Nils Wiberg, Berlin: de Gruyter, 1995, 34th edition, .. Sidenhen er mange andre xenon-forbindelser blevet opdaget og nogle ædelgasforbindelser af argon, krypton og radon er også blevet identificeret, herunder argonflourohydrid (HArF), kryptondiflourid (KrF2) og radonflourid ().
Forekomst Der findes små mængder xenon i jordens atmosfære, 0,087±0,001 ppm (μL/L), samt i gasser afgivet fra nogle mineralkilder. Nogle radioaktive xenonisotoper, for eksempel 133Xe og 135Xe, er produceret ved neutron bestråling af fissible materialer inde i en atomreaktor.
Kommercielt produceres xenon som et biprodukt ved separation af luft til ilt og nitrogen. Separationen foregår ved fraktionsdestillering i et dobbelt søjle anlæg. Den flyende ilt som der bliver produceret indeholder en lille mængde krypton og xenon. Ved yderligere fraktionsdestillering, kan man opnå en blanding på 0,1%-0,2% af krypton og xenon, som ekstraheres enten ved hjælp af adsorption på silicagel eller ved destillering. Til sidst separeres blandingen af krypton og xenon ved hjælp af destillering. Til ekstraktion af 1 liter xenon fra luften, bruges der 220 W·h. Globalt blev der i 1998 produceret cirka 5000-7000m3 xenon og på grund af dette, er xenon meget dyrere end de andre lette ædelgasser. Cirkaprisen for at købe små mængder ædelgasser i Europa i 1999 var: 10€/L for xenon, 1€/L for krypton og 0,2€/L for neon.
Xenon er relativt sjældent i solens atmosfære, på jorden og i asteroider og kometer. Atmosfæren på planeten Mars har samme mængde xenon som på Jorden, nemlig 0,08 ppm, men i Mars' atmosfære er der en større andel af 129Xe i forhold til jordens- og solens atmosfære. Da denne isotop er blevet dannet ud fra radioaktivt henfald, har man antaget at Mars har mistet det meste af dens oprindelige atmosfære, højst sandsynligt inden for de første 100 millioner år efter planeten blev dannet. Hvis man så ser på planeten Jupiter, som har usædvanligt meget xenon i dens atmosfære, omkring 2,6 gange så meget som solens.. Denne store mængde xenon i Jupiters atmosfære er endnu ikke forklaret, men grunden kunne være en hurtig og tidlig opbygning af planetesimaler, før den protoplanetariske skive begyndte at opvarmes. (Ellers var xenon ikke blevet fanget i det tidlige solsystems mange is-planetesimaler).
Inden for solsystemet er den nukleare fraktion for alle xenons isotoper 1,56 × 10−8 eller 1 ud af 64 millioner af dens totale masse. Grunden til at der ikke er så meget xenon i jordens atmosfære, kan muligvis forklares af den kovalente binding af xenon til ilt i kvarts, dermed reduceres de udgående gasser af xenon, som ellers ville have endt i atmosfæren.
I modsætning til de lettere ædelgasser, så dannes xenon ikke i en stjernes normale stjernenukleosyntese-proces. Grundstoffer som er tungerer end 56Fe forbruger energi i stedet for at frigive energi, så der ikke er nogen energimæssig "gevinst" for en stjerne i at danne xenon. I stedet for dannes der mange isotoper af xenon ved en supernova-eksplosion.
Karakteristika thumb|Et elektronskals diagram for xenon. Læg mærke til de 8 elektroner i yderste skal. Et xenon-atom er karakteriseret til at have en kerne med 54 protoner. Ved standardtemperatur og -tryk, har rent xenon gas en densitet på 5,761 kg/m3, dvs. omkring 4,5 gange overflade densiteten af jordens atmosfære, 1,217 kg/m3. På flydende form har xenon en densitet op til 3,100 g/mL, hvor densitets maksimum forekommer ved trippelpunktet. Under de samme forhold, har xenon på fast form densiteten 3,640 g/cm3, hvilket er højere end gennemsnits densiteten for granit, 2,75 g/cm3. Ved tryk i gigapascal størrelsen, tvinger man xenon i en metallisk fase.
Xenon hører til gruppen af nul-valens grundstoffer, også kendt som ædle- eller inerte gasser. Xenon er inert ved de fleste af de mest kendte kemiske reaktioner (for eksempel forbrænding), på grund af at den har 8 elektroner i yderste skal. Dette giver en stabil lav energi konfiguration hvor de ydre elektroner sidder tæt sammen. Men xenon kan oxideres ved brug af kraftige oxidationsforbindelser (for eksempel platinhexafluorid) og mange xenonforbindelser er blevet syntetiseret.
I et rør fyldt med xenon-gas, udsender xenon et blåt eller lavendelblå agtigt skær når man sætter strøm til. Skæret som xenon udsender, strækker sig over det visuelle spektrum, dog er linjerne i det blå område kraftigere og grunden til at det er et blåligt skær.
Isotoper
Naturligt forekommende xenon består af 9 isotoper (man har forudsagt at isotoperne 124Xe, 134Xe og 136Xe gennemgår et dobbelt betahenfald, men da ingen nogensinde har observeret dette, har man antaget at de er stabileStatus of ßß-decay in Xenon , Roland Lüscher, accessed on line September 17, 2007.Average (Recommended) Half-Life Values for Two-Neutrino Double-Beta Decay, A. S. Barabash, Czechoslovak Journal of Physics 52, #4 (April 2002), pp. 567–573.). Xenon er det grundstof med næstflest stabile isotoper, kun overgået af tin som har 10 stabile isotoper.. Ud over de 8 stabile isotoper, så kendes over 40 ustabile isotoper som er blevet undersøgt.
Den ikke-naturlige isotop 135Xe har en væsentlig betydning for driften af nuklear fissionsreaktorer (atomreaktorer). 135Xe har et stort neutrontværsnit for termoneutroner, 2,65 barner, så den fungerer som en neutron absorbere eller "gift" som kan sænke hastigheden på kernereaktionen eller stoppe den helt, efter den har været i drift i en periode. Dette blev opdaget i de første atomreaktorer som blev bygget i forbindelse med det amerikanske Manhattan Project til plutoniumproduktion.
I atomreaktorer findes høje koncentrationer af stråling fra radioaktive xenonisotoper, på grund af udledningen af fissionsgasser som stammer fra sprækkede brændselsstave eller fra spaltningen af uran i kølevandet.
Da xenon er et sporingsstof for to moderisotoper, er xenon et værdifuldt værktøj når det kommer til at studere dannelsen af solsystemet, da man kan se på forholdet af xenonisotoper i metoritter. Iod-xenon datering giver tiden imellem nukleosyntesen til kondensationen af faste objekter fra solsystemets dannelse. Xenonisotoper er også et vigtigt værktøj til at forstå jordisk differentiation.
Forbindelser thumb|Xenontetrafluorid Den første kemiske xenonforbindelse blev syntetiseret i 1962 og var xenonhexafluoroplatinat. Efterfølgende er der blevet syntetiseret mange andre xenon forbindelser, blandt andet: xenondifluorid (XeF2), xenontetrafluorid (XeF4), xenonhexafluorid (XeF6), xenontetroxid (XeO4) og natriumperxenat (Na4XeO6). Et yderst eksplosivt stof, xenontrioxid (XeO3) er der også blevet lavet. Størstedelen af de mere end 80 kendte xenon forbindelser, indeholder enten elektronnegativt flour eller ilt. Når xenon er bundet til andre atomer (såsom brint og carbon), er de oftest en del af det molekyle som indeholder flour eller ilt. Nogle xenon forbindelser er farvet, men de fleste er farveløse.
I 1995 annoncerede Markku Räsänen og hans medarbejdere fra Helsinkis Universitet, Finland, en ny xenonforbindelse, xenondihydrid (HXeH) og senere xenonhydridhydroxid (HXeOH), hydroxenoacetylen (HXeCCH) og andre xenon indeholdende molekyler.Bartlett, 2003. Se paragrafen startende med Many recent findings. I 2008 annoncerede Khriachtchev forbindelsen HXeOXeH dannet ved fotolyse af vand i en kryogen xenon matrix. Deuterium molekylerne: HXeOD og DXeOH er også blevet fremstillet . thumb|XeF4 krystaller. 1962.