ઝેનોનનો સ્વભાવ
ઝેનોન (Xe) એ પરમાણુ ક્રમાંક 54 ધરાવતું રાસાયણિક તત્વ છે, જે આવર્ત કોષ્ટકના જૂથ 18 માં આવેલું છે. આ જૂથ ઉમદા વાયુઓ તરીકે ઓળખાય છે. આ જૂથના તત્વો સામાન્ય રીતે સંપૂર્ણ બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન કવચ દ્વારા વર્ગીકૃત થાય છે, જે તેમને સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં ખૂબ જ સ્થિર અને રાસાયણિક રીતે અપ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે. ઝેનોન રંગહીન, ગંધહીન અને ગાઢ ઉમદા વાયુ છે જે પૃથ્વીના વાતાવરણમાં અલ્પ માત્રામાં હાજર છે.
ઝેનોનની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાશીલતા
ઐતિહાસિક રીતે, ઝેનોન સહિતના ઉમદા વાયુઓને સંપૂર્ણપણે નિષ્ક્રિય માનવામાં આવતા હતા, એટલે કે તેઓ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લેતા નહોતા. આ કથિત નિષ્ક્રિયતા તેમના સ્થિર ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી (તેમના સૌથી બહારના કોષમાં સંપૂર્ણ અષ્ટક) ને આભારી હતી, જે તેમને ઇલેક્ટ્રોન મેળવવા, ગુમાવવા અથવા શેર કરવા માટે પ્રતિરોધક બનાવે છે.
જોકે, 1962 માં શરૂ થયેલા વૈજ્ઞાનિક સંશોધનોએ દર્શાવ્યું કે ઝેનોન જેવા ભારે ઉમદા વાયુઓ માટે આ સમજણ સંપૂર્ણપણે સચોટ નહોતી. તેના મોટા પરમાણુ કદને કારણે, ઝેનોનના સૌથી બહારના ઇલેક્ટ્રોન નિયોન અથવા આર્ગોન જેવા હળવા ઉમદા વાયુઓ કરતાં ન્યુક્લિયસથી વધુ દૂર હોય છે. આ વધેલું અંતર ન્યુક્લિયસમાંથી નબળા આકર્ષણનું પરિણામ આપે છે, જે ઝેનોનને ચોક્કસ અને ઘણીવાર કડક પરિસ્થિતિઓ (દા.ત., ઊંચા તાપમાન, વિશિષ્ટ ઉત્પ્રેરક અથવા અત્યંત વિદ્યુતઋણાત્મક તત્વો સાથેની પ્રતિક્રિયાઓ) હેઠળ રાસાયણિક બંધનમાં ભાગ લેવાનું શક્ય બનાવે છે.
આ તારણો હોવા છતાં, ઝેનોનની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાશીલતા મોટાભાગના અન્ય તત્વો કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછી રહે છે. તે મુખ્યત્વે અત્યંત વિદ્યુતઋણાત્મક તત્વો, ખાસ કરીને ફ્લોરિન અને ઓક્સિજન સાથે સંયોજનો બનાવે છે.
પાણી અને હવા સાથેની પ્રતિક્રિયા
સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં ઝેનોન પાણી કે હવા સાથે પ્રબળ રીતે પ્રતિક્રિયા કરતું નથી. તે પાણીમાં ખૂબ ઓછી દ્રાવ્યતા દર્શાવે છે. જ્યારે હવા સાથે ભળવામાં આવે છે, ત્યારે ઝેનોન ફક્ત મિશ્રણની અંદર વાયુ ઘટક તરીકે રહે છે; તે નાઇટ્રોજન, ઓક્સિજન અથવા વાતાવરણના અન્ય ઘટકો સાથે કોઈ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા કરતું નથી. જ્યારે ઝેનોનના અમુક સંયોજનો, જેમ કે ઝેનોન ટ્રાયઓક્સાઇડ (XeO$_{3}$), પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા કરતા હોવાનું જાણીતું છે, ત્યારે મૂળભૂત ઝેનોન પોતે પાણી સાથે રાસાયણિક રીતે પ્રતિક્રિયા કરતું નથી.
સલામતી પ્રોફાઇલ: ઝેરીપણું, કિરણોત્સર્ગીતા અને જ્વલનશીલતા
- ઝેરીપણું: મૂળભૂત ઝેનોનને બિન-ઝેરી માનવામાં આવે છે. ઊંચી સાંદ્રતામાં તેની મુખ્ય શારીરિક અસર એ હવામાંથી ઓક્સિજનને વિસ્થાપિત કરીને સાદા ગૂંગળામણકર્તા તરીકે કાર્ય કરવાની તેની ક્ષમતા છે, જેમ કે વધારાનો કાર્બન ડાયોક્સાઇડ વર્તી શકે છે. આ એક શારીરિક અસર છે, રાસાયણિક ઝેરીપણું નથી.
- કિરણોત્સર્ગીતા: કુદરતી રીતે બનતા ઝેનોનમાં મુખ્યત્વે કેટલાક સ્થિર આઇસોટોપ્સ હોય છે. જોકે, ઝેનોનના કેટલાક કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સ અસ્તિત્વ ધરાવે છે, જેમ કે ઝેનોન-133 અને ઝેનોન-135. આ સામાન્ય રીતે રિએક્ટરમાં ન્યુક્લિયર ફિશનના ઉપ-ઉત્પાદનો હોય છે અને તબીબી ઇમેજિંગ અને અન્ય વિશિષ્ટ ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે. આ કિરણોત્સર્ગી સ્વરૂપો સામાન્ય રસાયણશાસ્ત્રમાં ચર્ચા કરાયેલા સ્થિર મૂળભૂત ઝેનોનથી અલગ છે.
- જ્વલનશીલતા: ઝેનોન બિન-જ્વલનશીલ છે. તે હવામાં સળગતું નથી કે દહનને ટકાવી રાખતું નથી.
ઝેનોન સંકળાયેલી એક પ્રખ્યાત રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા
એક ઉમદા વાયુનું પ્રથમ સાચું રાસાયણિક સંયોજન 1962 માં નીલ બાર્ટલેટ દ્વારા ઝેનોનનો ઉપયોગ કરીને સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. તેમણે ઝેનોન વાયુને હેક્સાફ્લોરોપ્લેટિનેટ(V) (PtF${6}$), એક શક્તિશાળી ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ સાથે પ્રતિક્રિયા આપી. આ અગ્રણી પ્રતિક્રિયાએ નારંગી-પીળો ઘન પદાર્થ ઉત્પન્ન કર્યો, જેને પાછળથી ઝેનોન હેક્સાફ્લોરોપ્લેટિનેટ તરીકે ઓળખવામાં આવ્યો, જેનું સૂત્ર XePtF${6}$ હતું.
આ ક્રાંતિકારી પ્રતિક્રિયાનું સરળ રજૂઆત આ પ્રમાણે છે: Xe(g) + PtF${6}$(s) → XePtF${6}$(s)
આ શોધે ઉમદા વાયુ રસાયણશાસ્ત્રની સમજણને મૂળભૂત રીતે બદલી નાખી, દર્શાવ્યું કે આ તત્વો સંપૂર્ણપણે નિષ્ક્રિય નથી. તેણે ફ્લોરિન અને ઓક્સિજન સાથેના અન્ય અસંખ્ય ઝેનોન સંયોજનોના સંશ્લેષણનો માર્ગ મોકળો કર્યો, જેમાં ઝેનોન ડાયફ્લોરાઇડ (XeF${2}$), ઝેનોન ટેટ્રાફ્લોરાઇડ (XeF${4}$), ઝેનોન હેક્સાફ્લોરાઇડ (XeF${6}$) અને ઝેનોન ટ્રાયઓક્સાઇડ (XeO${3}$) નો સમાવેશ થાય છે.