Kripton Geschichte, Eigenschaften, Struktur, erhalten, Risiken, verwendet

Er Kripton Es ist ein edles Gas, das durch das KR -Symbol dargestellt wird und sich in Gruppe 18 des Periodensystems befindet. Es ist das Gas, das dem Argon folgt, und seine Fülle ist so niedrig, dass es als versteckt angesehen wurde. Von dort kommt dein Name. Es ist nicht fast in Mineralsteinen, sondern in Massen von Erdgasen und kaum in den Meeren und den Ozeanen aufgelöst.

Allein sein Name erinnert an das Bild von Superman, seinem Planeten Kripton und dem berühmten Kriptoniten, einem Stein, der den Superhelden schwächt und ihm seine Supermächte beraubt. Sie können auch über Kryptowährungen oder Krypta nachdenken, wenn Sie davon gehört haben, sowie in anderen Begriffen, die in seiner Essenz dieses Gas weit sind.

Fläschchen mit Kripton, die von einem elektrischen Schock erregt und mit weißem Licht scheinen. Quelle: Hi-Res-Bilder von chemischen Elementen [CC von 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/bis/3.0)]]

Dieses edle Gas ist jedoch weniger extravagant und "versteckt" als die oben genannten Zahlen. Obwohl sein Mangel an Reaktivität nicht das potenzielle Interesse enthält, das er in Forschungsarbeiten wecken kann, die sich auf verschiedene Bereiche konzentrieren, insbesondere auf den Physiker.

Im Gegensatz zu den anderen edlen Gasen ist das Licht, das sich vom Kripton verabschiedet, wenn es in einem elektrischen Feld angeregt ist (überlegenes Bild). Aus diesem Grund wird es für verschiedene Verwendungszwecke in der Beleuchtungsbranche verwendet. Sie können praktisch jedes Neonlicht ersetzen und Ihr eigenes ausstrahlen, was sich durch gelbgrüne Gelbgrün auszeichnet.

Es wird in der Natur als Mischung aus sechs stabilen Isotopen präsentiert, ganz zu schweigen von einigen Radioisotopen,. Um dieses Gas zu erhalten, muss die Luft, die wir atmen.

Dank des Kripton war es möglich, in Kernfusionsstudien sowie in den Anwendungen der Laser für chirurgische Zwecke voranzukommen.

Geschichte

- Entdeckung des verborgenen Elements

1785 entdeckte der englische Chemiker und der physikalische Henry Cavendish, dass die Luft einen kleinen Anteil einer noch weniger aktiven Substanz als Stickstoff enthielt.

Ein Jahrhundert später war der englische Physiker Lord RayLeight aus der Luft ein Gas, das dachte, es sei reiner Stickstoff; Aber dann entdeckte er, dass er schwerer war.

1894 arbeitete der schottische Chemiker Sir William Ramsey zusammen, um dieses Gas zu isolieren, was sich als neues Element herausstellte: Argon. Ein Jahr später isolierte er das Heliumgas durch Erhitzen des Cleveíta -Minerals.

Sir William Ramsey selbst entdeckte zusammen mit seinem Assistenten, dem englischen Chemiker Morris Travers, den Kripton am 30. Mai 1898 in London.

Ramsey und Travers waren der Ansicht, dass es einen Raum in der Periodenzüchter zwischen den Argon- und Heliumelementen gab und ein neues Element diesen Raum füllen musste. Ramsey, einen Monat nach der Entdeckung des Kripton, Juni 1898, entdeckte das Neon; Element, das den Raum zwischen Helium und Argon füllte.

Methodik

Ramsey vermutete die Existenz eines neuen Elements, das in seiner früheren Entdeckung versteckt war, das von Argon. Ramsey und Travers, um ihre Idee zu überprüfen, beschloss, ein großes Volumen von Air Argon zu erhalten. Dafür mussten sie Luftverflüssigung produzieren.

Dann destillierten sie die flüssige Luft, um sie in Fraktionen zu trennen und in den leichteren Fraktionen das Vorhandensein des gewünschten gasförmigen Elements zu erforschen. Aber sie machten einen Fehler, anscheinend erwärmten sie übermäßig verflüssige Luft und verdampften viel von der Probe.

Am Ende hatten sie nur 100 ml der Probe und Ramsey war überzeugt, dass das Vorhandensein des leichteren Elements als das Argon in diesem Band unwahrscheinlich war; Er beschloss jedoch, die Möglichkeit der Existenz eines schwereren Elements als das Argon im Restprobenvolumen zu untersuchen.

Nach seinem Gedanken eliminierte er Sauerstoff- und Gasstickstoff mit rotem Kupfer und Magnesium. Dann legte eine Probe des verbleibenden Gases in ein Vakuumröhrchen, wobei eine Hochspannung aufgetragen wird, um das Gasspektrum zu erhalten.

Wie erwartet war Argon anwesend, aber sie bemerkten das Erscheinungsbild im Spektrum von zwei neuen hellen Linien; Ein Gelb und das andere Grün, das nie beobachtet worden war.

- Entstehung des Namens

Ramsey und Travers berechneten die Beziehung zwischen der spezifischen Gaswärme bei konstantem Druck und seiner spezifischen Wärme bei konstantem Volumen und fanden einen Wert von 1,66 für dieses Verhältnis. Dieser Wert entsprach einem Gas, das von einzelnen Atomen gebildet wurde, was zeigt, dass es sich nicht um eine Verbindung handelte.

Kann Ihnen dienen: Anthracen: Was ist, Struktur, Eigenschaften, verwendet

Daher waren sie in Gegenwart eines neuen Gases, und Kripton war entdeckt worden. Ramsey beschloss, ihn Krypton zu nennen, ein Wort, das aus dem griechischen Wort "Krypto" abgeleitet ist, was "versteckt" bedeutet,. William Ramsey erhielt 1904 den Nobelpreis für Chemie für die Entdeckung dieser edlen Gase.

Physikalische und chemische Eigenschaften

Aussehen

Es ist ein farbloses Gas, das in einem elektrischen Feld eine glühende weiße Farbe aufweist.

Standard Atomgewicht

83.798 u

Atomnummer (z)

36

Schmelzpunkt

-157,37 ºC

Siedepunkt

153.415 ºC

Dichte

Unter Standardbedingungen: 3.949 g/l

Flüssigzustand (Siedepunkt): 2.413 g/cm³

Relative Gasdichte

2,9 mit einer Wertbeziehung mit Wert = 1. Das heißt, der Kripton ist dreimal dichter als die Luft.

Wasserlöslichkeit

59,4 cm³/1.000 g bei 20 ° C

Dreifacher Punkt

115.775 K und 73,53 kPa

Kritischer Punkt

209,48 K und 5.525 MPa

Fusionshitze

1,64 kJ/mol

Verdampfungswärme

9.08 kJ/mol

Molkalorienkapazität

20,95 J/(mol · k)

Dampfdruck

Bei einer Temperatur von 84 K hat einen Druck von 1 kPa.

Elektronegativität

3.0 auf der Paulingskala

Ionisationsenergie

Erstens: 1.350,8 kJ/mol.

Zweitens: 2.350,4 kJ/mol.

Dritte: 3.565 kJ/mol.

Schallgeschwindigkeit

Gas (23 ºC): 220 m/s

Flüssigkeit: 1.120 m/s

Wärmeleitfähigkeit

9,43 · 10^-3 W/(m · k)

Befehl Magnetisch

Diamagnetisch

Oxidationszahl

Das Kripton, weil es ein edles Gas ist, ist nicht sehr reaktiv und verliert oder erhält keine Elektronen. Wenn Sie es schaffen, einen festen festen Komposition zu bilden, wie beim KR Clatrato₈(H₂ENTWEDER)₄₆ oder sein Hydrid KR (h₂)₄, Es wird dann gesagt, dass sich dann mit einer Zahl oder einem Oxidationsstatus von 0 (KR) beteiligt⁰); Das heißt, ihre neutralen Atome interagieren mit einer Matrix von Molekülen.

Der Kripton kann jedoch offiziell Elektronen verlieren, wenn er Verbindungen zum elektronegativsten Element von allen bildet: Fluorin. Im KRF₂ Seine Oxidationszahl beträgt +2²⁺ (Kr²⁺F₂^-).

Reaktivität

1962 die Synthese des Kripton -Diffuorids (KRF₂). Diese Verbindung ist eine kristalline feste, farblose, hochflüchtete und zersetzt sich bei Raumtemperatur langsam. Aber es ist stabil bei -30 ° C. Krypton Fluorid ist ein starkes oxidierendes und fluorinierendes Mittel.

Die Kripton reagiert mit Fluorid, wenn sie in einem Elektroschockrohr bei -183 ºC kombiniert wird, wobei das KRF bildet₂. Die Reaktion wird auch erzeugt, wenn Krypton und Fluorid mit ultraviolettem Licht bei -196 ºC ausgestrahlt werden.

Der KRF⁺ und Kr₂F₃⁺ Sie sind Verbindungen, die durch die KRF -Reaktion gebildet werden₂ Mit starken Fluoridakzeptoren. Der Kripton ist Teil einer instabilen Verbindung: k (otef₅)₂, was eine Verbindung zwischen dem Krypton und einem Sauerstoff darstellt (KR-O).

Eine Crypton-Stickstoffbindung findet sich im HCsto-KR-F-Kation. Kripton Hydres, KRH₂, Drücke von mehr als 5 GPa können angebaut werden.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurden alle diese Verbindungen angesichts der Null -Reaktivität als unmöglich angesehen.

Elektronische Struktur und Konfiguration

Kripton Atom

Das Kripton ist ein edler Gas, der seinen Oktett von Valencia vollständig hat; Das heißt, ihre S- und P -Orbitale sind völlig voller Elektronen, die in ihrer elektronischen Konfiguration zu finden sind:

[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁶

Es ist ein monoatomisches Gas unabhängig (bisher) die Druck- oder Temperaturbedingungen, die darauf arbeiten. Daher werden seine drei Zustände durch die interatomischen Wechselwirkungen ihrer KR -Atome definiert, die sich vorstellen können, als wären sie Murmeln.

Diese KR -Atome wie ihre Kollegen (er, NE, AR usw.), sind nicht leicht zu polarisieren, da sie relativ klein sind und auch eine hohe elektronische Dichte aufweisen; Das heißt, die Oberfläche dieser Murmeln wird nicht merklich verzögert, um einen sofortigen Dipol zu erzeugen, der in einem benachbarten Marmor einen anderen induziert.

Interatomische Wechselwirkungen

Aus diesem Grund sind die einzige Kraft, die KR -Atome aufrechterhalten, kohärsiv. Londons Dispersion; Aber sie sind im Fall des Kripton sehr schwach, so dass es niedrige Temperaturen erfordert, damit ihre Atome eine Flüssigkeit oder ein Glas definieren.

Diese Temperaturen (Siede- bzw. Fusionspunkt) sind jedoch höher als bei denen von Argon, Neon und Helium. Dies liegt an der größten Atommasse des Kripton, die einem größeren Atomradius und daher polarisierbarer entspricht.

Kann Ihnen dienen: molar absorbierend

Zum Beispiel liegt der Siedepunkt des Kripton bei etwa -153 ºC, während die der edlen Gase Argon (-186 ºC), Neon (-246 ºC) und Helio (-269 ºC) niedriger sind; Das heißt, ihre Gase benötigen kältere Temperaturen (näher bei -273,15 ºC oder 0 K), um in der flüssigen Phase kondensieren zu können.

Hier sehen wir, wie die Größe seiner Atomradios in direktem Zusammenhang mit seinen interatomischen Wechselwirkungen steht. Gleiches gilt für ihre jeweiligen Schmelzpunkte, eine Temperatur, bei der der Kripton endlich bei -157 ºC kristallisiert.

Kripton Crystal

Wenn die Temperatur auf -157 ° C. Somit gibt es jetzt eine strukturelle Ordnung, die von seinen Dispersionskräften bestimmt wird.

Obwohl es nicht viele Informationen darüber gibt, kann Kriptons FCC -Kristall kristalline Übergänge zu dichteren Phasen erleiden, wenn es einem enormen Druck ausgesetzt ist. Als kompakte sechseckige (HCP), in dem KR -Atome mehr gruppiert sein werden.

Ebenso können KR -Atome ohne diesen Punkt in Eiskäfigen eingeschlossen werden, die als Cloratos bezeichnet werden. Wenn die Temperatur niedrig genug ist, kann es gemischte Kripton-Agua-Kristalle geben, wobei die KR-Atome von Wassermolekülen geordnet und umgeben sind.

Wo ist es und erhalten

Atmosphäre

Der Kripton wird in der gesamten Atmosphäre verbreitet, ohne aus dem Gravitationsfeld der Erde entkommen zu können, im Gegensatz zum Helium. In der Luft, dass wir die Konzentration atmen, liegt etwa 1 ppm, obwohl sie je nach gasförmigen Emanationen variieren kann; Entweder Vulkanausbrüche, Geiseres, heiße Federn oder Erdgasablagerungen.

Da es im Wasser wenig löslich ist, ist seine Konzentration in der Hydrosphäre wahrscheinlich verabscheuungswürdig. Gleiches gilt für Mineralien; Es gibt nur wenige Kripton -Atome, die in ihnen gefangen werden können. Daher ist die einzige Quelle dieses edlen Gases Luft.

Fraktionale Verflüssigung und Destillation

Um es zu erhalten, muss die Luft einen Verflüssigungsprozess durchlaufen, damit alle Komponentengase eine Flüssigkeit bilden und eine Flüssigkeit bilden. Dann wird diese Flüssigkeit durch Auftragen einer fraktionierten Destillation bei niedrigen Temperaturen erhitzt.

Sobald Sauerstoff, Argon und Stickstoff destilliert wurden, bleiben Kripton und Xenon in der verbleibenden Flüssigkeit, die an aktiviertem Kohlenstoff- oder Kieselsäuregel adsorbiert wurde. Diese Flüssigkeit wird auf -153 ºC erhitzt, um den Kripton destillieren zu können.

Schließlich wird der gesammelte Kripton dabei gereinigt, um das heiße Metal -Titan zu überqueren, was Erfrischungsgetränke beseitigt.

Wenn die Trennung seiner Isotope gewünscht wird, wird das Gas durch eine Glassäule aufgestiegen, in der die thermische Diffusion leidet; Die leichteren Isotope werden nach oben steigen, während der schwerste neigt, unten zu bleiben. Somit das Isotop ⁸⁴KR und ⁸⁶KR zum Beispiel werden im Hintergrund getrennt gesammelt.

Der Kripton kann in Umgebungs -Pyrex -Gläsbirnen oder in stahlhermetischen Panzern aufbewahrt werden. Vor dem Packen ist es durch Spektroskopie einer Qualitätskontrolle unterzogen, um zu bestätigen, dass Ihr Spektrum einzigartig ist und keine Linien anderer Elemente enthält.

Nuklearfision

Eine andere Methode, um die Kripton zu erhalten, liegt in der Kernspaltung von Uran und Plutonium, von denen es auch eine Mischung aus radioaktiv.

Isotope

Kripton wird in der Natur als sechs stabile Isotope vorgestellt. Diese sind mit ihren entsprechenden Häufigkeiten auf der Erde: ⁷⁸KR (0,36%), ⁸⁰KR (2,29%), ⁸²KR (11,59%), ⁸³KR (11,50%), ⁸⁴KR (56,99%) und ⁸⁶KR (17,28%). Er ⁷⁸KR ist ein radioaktives Isotop; Aber dein halbes Leben (T_1/2) ist so großartig (9.2 · 10^{einundzwanzig} Jahre) das wird praktisch als stabil angesehen.

Deshalb beträgt die Standardatommasse (Atomgewicht) 83.798 U, näher an 84 u des Isotops ⁸⁴Kr.

In Spuren sind auch Mengen das Radioisotop ⁸¹KR (T_1/2= 2,3 · 10⁵), was auftritt, wenn die ⁸⁰KR erhält kosmische Strahlen. Zusätzlich zu den oben genannten Isotopen gibt es zwei synthetische Radioisotope: die ⁷⁹KR (T_1/2= 35 Stunden) und ⁸⁵KR (T_1/2= 11 Jahre); Letzteres ist diejenige, die als Produkt von Uran- und Plutonium -Kernspaltung auftritt.

Kann Ihnen dienen: Arsano

Risiken

Kripton ist ein nicht -toxisches Element, da es unter normalen Bedingungen weder reagiert noch das Brandrisiko reagiert, wenn es mit starken Oxidationsmitteln gemischt wird. Ein Leck dieses Gases ist keine Gefahr; Es sei denn, Sie atmen direkt, bis Sie Sauerstoff bewegen und Erstickung verursachen.

KR -Atome treten ein und werden aus dem Körper ausgeschlossen, ohne an einer Reaktion des Stoffwechsels teilzunehmen. Sie können jedoch den Sauerstoff bewegen, der die Lunge erreichen und durch das Blut transportieren sollte.

Für den Rest atmen wir in jedem Luftspalt ständig Kripton. In Bezug auf seine Verbindungen ist die Geschichte nun ein anderer. Zum Beispiel die KRF₂ Er ist ein mächtiger Fluorantmittel; Und deshalb "geben" Anionen F "^- zu jedem Molekül der biologischen Matrix, mit der sie gefunden wird, und potenziell gefährlich ist.

Möglicherweise ist ein Kripton -Clatrat (in einem Eiskäfig gefangen) nicht wesentlich gefährlich, es sei denn, es gibt bestimmte Verunreinigungen, die Toxizität leisten.

Anwendungen

High -Geschwindigkeits -Kameras -Blitze sind teilweise auf Kripton -Aufregung zurückzuführen. Quelle: Mhoision [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)]]

Der Kripton ist in verschiedenen Anwendungen um Artefakte oder Geräte für die Beleuchtung vorhanden. Zum Beispiel ist es Teil der "Neonlichter" von gelblichen grünen Farben. Die "legalen" Lichter des Kripton sind weiß, da ihr Emissionsspektrum alle Farben des sichtbaren Spektrums abdeckt.

Das weiße Licht des Kripton wurde für Fotografien verwendet, da sie sehr intensiv und schnell sind und perfekt für Hochgeschwindigkeitskameras oder für sofortige Blitze auf Flughafenspuren sind.

Ebenso können die Elektroschockrohre, die aus diesem weißen Licht ausgehen.

Es wird zu den Wolframfilament -Glühbirnen hinzugefügt, um seine Nutzungsdauer zu erhöhen, und zu den fluoreszierenden Argon -Lampen für denselben Zweck, um auch seine Intensität zu verringern und ihre Kosten zu erhöhen (weil es teurer ist als der Argon).

Wenn der Kripton die gasförmige Füllung der Glühbirnen zusammenfasst, erhöht es seine Helligkeit und macht sie am bläulichsten.

Laser

Die roten Laser, die in Lichtshows zu sehen sind.

Auf der anderen Seite können mit dem Kripton leistungsstarke Laser der ultravioletten Strahlung hergestellt werden: die des Kripton -Fluorids (KRF). Dieser Laser verwendet für Photolithographie, medizinische Operationen, Forschungen im Bereich der Kernfusion und Mikraquinados fester Materialien und Verbindungen (Modifizierung seiner Oberfläche durch die Wirkung des Lasers).

U -Bahn -Definition

Zwischen den 1960er und 1983 ⁸⁶KR (multipliziert mit 1.650.763.73), um die genaue Länge von einem Meter zu definieren.

Erkennung von nuklearer Bewaffnung

Weil das Radioisotop ⁸⁵KR ist eines der Produkte der nuklearen Aktivität, bei denen festgestellt wird.

Medizin

Der Kripton wurde in der Medizin als Anästhesie, X -Ray -Absorptionsmittel, Herzanomaliendetektor verwendet und die Augenhilfe mit präziser und kontrollierter Weise mit ihren Lasern geschnitten.

Ihre Radioisotope haben auch Anwendungen in der Kernmedizin, um den Luft- und Blutfluss in der Lunge zu untersuchen und zu scannen und Bilder durch nukleare Magnetresonanz des Atemwegs des Patienten zu erhalten.

Verweise

1. Gary J. SCHROBILGEN. (28. September 2018). Krypton. Encyclopædia Britannica. Erholt von: Britannica.com
2. Wikipedia. (2019). Krypton. Abgerufen von: in.Wikipedia.Org
3. Michael Pilgaard. (16. Juli 2016). Krypton Chemische Reaktionen. Erholt von: Pilgaargs.com
4. Kristallographie365. (16. November 2014). Ein super kühles Material - die Kristallstruktur von Krypton. Abgerufen von: Crystallography365.WordPress.com
5. DR. Doug Stewart. (2019). Krypton -Element -Fakten. Chemicool. Erholt von: Chemicoolool.com
6. Marques Miguel. (S.F.). Krypton. Geborgen von: nautilus.Fis.UC.Pt
7. Advameg. (2019). Krypton. Wie Produkte hergestellt werden. Erholt von: madehow.com
8. Roooptics. (25. April 2014). Krypton Fluorid Excimer Laser - Eigenschaften und Anwendungen. Erholt von: Azoopics.com