Kriptonin historia, ominaisuudet, rakenne, hankkiminen, riskit, käyttää

Hän Kripton Se on jalo kaasu, jota edustaa KR -symboli ja joka sijaitsee jaksollisen taulukon ryhmässä 18. Argonia seuraa kaasu, ja sen runsaus on niin alhainen, että sitä pidettiin piilossa; Sieltä tulee nimesi. Se ei ole melkein mineraalikivissä, vaan maakaasujen massoissa ja tuskin liuennut meriin ja valtameriin.

Hänen nimensä yksin herättää Supermanin, hänen planeetansa Kriptonin ja kuuluisan Kriptonite -kuvan, kiven, joka heikentää supersankaria ja vie hänestä supervoimansa. Voit myös miettiä kryptovaluuttoja tai kryptaa, kun kuulit siitä, samoin kuin muilla termeillä, jotka ovat kaukana tämän kaasun olemuksesta.

Injektiopullo Kriptonin kanssa, joka on innostunut sähköiskusta ja loistaa valkoisella valolla. Lähde: Hi-Res-kuvat kemiallisista elementeistä [CC 3: lla.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by/3.0)]

Tämä jalo kaasu on kuitenkin vähemmän ekstravagantti ja "piilotettu" verrattuna edellä mainittuihin lukuihin; Vaikka hänen reaktiivisuuden puute ei poista kaikkea potentiaalista kiinnostusta, jota hän voi herättää tutkimuksessa, joka keskittyy eri aloille, etenkin fyysikko.

Toisin kuin muut jalokaasut, valo, joka sanoo hyvästit Kriptonille, kun se on innostunut sähkökentällä, on valkoinen (ylivoimainen kuva). Tämän vuoksi sitä käytetään valaistusteollisuuden erilaisiin käyttötarkoituksiin. Voit käytännössä korvata minkä tahansa neonvalon ja lähettää omaa, joka erotetaan kellertävän vihreänä.

Se esitetään luonteeltaan kuuden vakaan isotoopin sekoituksena. Tämän kaasun saamiseksi hengittämämme ilman on sekoitettava ja alistuu sen tuloksena olevalle nesteelle murto -tislaukseen, jossa Kripton puhdistetaan myöhemmin ja erotetaan sen ainesosiin isotooppeihin.

Kriptonin ansiosta ydinfuusiotutkimuksissa on ollut mahdollista edetä sekä laserien sovelluksissa kirurgisiin tarkoituksiin.

Historia

- Piilotetun elementin löytäminen

Vuonna 1785 englantilainen kemisti ja fysikaalinen Henry Cavendish havaitsivat, että ilma sisälsi pienen osan vielä vähemmän aktiivisesta aineesta kuin typpi.

Vuosisataa myöhemmin englantilainen fyysikko lordi Rayleight, joka oli ilmasta kaasua, jonka mielestä se oli puhdasta typpeä; Mutta sitten hän huomasi olevansa raskaampi.

Vuonna 1894 skotlantilainen kemisti Sir William Ramsey teki yhteistyötä eristääkseen tämän kaasun, joka osoittautui uudeksi elementiksi: Argon. Vuotta myöhemmin hän eristi heliumkaasun lämmittämällä Cleveíta -mineraalia.

Sir William Ramsey itse, yhdessä avustajansa, englantilaisen kemisti Morris Traversin kanssa, löysi Kriptonin 30. toukokuuta 1898 Lontoossa.

Ramsey ja Travers katsoivat, että argonin ja helium -elementtien välisessä jaksollisessa taulukossa oli tila ja uuden elementin piti täyttää tämä tila. Ramsey, kuukausi Kriptonin löytämisen jälkeen, kesäkuu 1898, löysi neonin; elementti, joka täytti heliumin ja argonin välisen tilan.

Metodologia

Ramsey epäili hänen aiemmassa löytössään piilotetun uuden elementin olemassaoloa, Argonia. Ramsey ja Travers, tarkistaakseen ideansa, päättivät saada suuren määrän Air Argonia. Tätä varten heidän oli tuotettava ilma nesteyte.

Sitten he tislasivat nestemäistä ilmaa sen erottamiseksi fraktioiksi ja tutkimaan kevyemmissä fraktioissa halutun kaasumaisen elementin läsnäolo. Mutta he tekivät virheen, ilmeisesti he lämmittivät liiallisesti nesteytettyä ilmaa ja haihtuivat paljon näytettä.

Lopulta heillä oli vain 100 ml näytettä ja Ramsey oli vakuuttunut siitä, että kevyemmän elementin läsnäolo kuin argonissa kyseisessä tilavuudessa oli epätodennäköistä; Mutta hän päätti tutkia raskaamman elementin olemassaolon mahdollisuutta kuin argon.

Ajatuksensa jälkeen hän eliminoi happi- ja kaasutypen punaisen punaisen kuparin ja magnesiumin avulla. Sijoita sitten näytteen jäljellä olevasta kaasusta tyhjiöputkeen, ja siinä on korkea jännite kaasututkimuksen saamiseksi.

Argon oli odotetusti, mutta he huomasivat kahden uuden kirkkaan viivan spektrin esiintymisen; yksi keltainen ja toinen vihreä, jota ei koskaan ollut havaittu.

- Nimen syntyminen

Ramsey ja Travers laskivat kaasun spesifisen lämmön välisen suhteen vakiopaineessa ja sen spesifinen lämpö vakiotilavuudella, löytäen arvon 1,66 kyseiselle suhteelle. Tämä arvo vastasi yksittäisten atomien muodostamaa kaasua osoittaen, että se ei ollut yhdiste.

Voi palvella sinua: antraseeni: mikä on, rakenne, ominaisuudet, käyttötarkoitukset

Siksi he olivat uuden kaasun läsnäollessa ja Kripton oli löydetty. Ramsey päätti kutsua häntä Kryptoniksi, sana, joka on johdettu kreikkalaisesta sanasta "Krypto", joka tarkoittaa "piilotettua". William Ramsey sai Nobel -kemian palkinnon vuonna 1904 näiden jalojen kaasujen löytämisestä.

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Ulkomuoto

Se on väritön kaasu, jolla on hehkulamppu valkoinen väri sähkökentällä.

Vakioatomipaino

83 798 u

Atominumero (z)

36

Sulamispiste

-157,37 ºC

Kiehumispiste

153 415 ºC

Tiheys

Vakioolosuhteissa: 3 949 g/l

Nestemäinen tila (kiehumispiste): 2 413 g/cm³

Suhteellinen kaasutiheys

2,9, jolla on arvosuhde arvoon = 1. Eli Kripton on kolme kertaa tiheämpi kuin ilma.

Vesiliukoisuus

59,4 cm³/1.000 g 20 ° C: ssa

Kolminkertainen

115 775 K ja 73,53 kPa

Kriittinen piste

209,48 K ja 5 525 MPa

Sulamislämpö

1,64 kJ/mol

Höyrystyslämpö

9,08 kJ/mol

Molaarinen kalorikapasiteetti

20,95 J/(mol · k)

Höyrynpaine

84 K: n lämpötilassa paine on 1 kPa.

Elektronegatiivisuus

3.0 Pauling -asteikolla

Ionisaatioenergia

Ensimmäinen: 1.350,8 kJ/mol.

Toiseksi: 2.350,4 kJ/mol.

Kolmas: 3.565 kJ/mol.

Äänenopeus

Kaasu (23 ºC): 220 m/s

Neste: 1.120 m/s

Lämmönjohtokyky

9,43 · 10^-3 W/(m · k)

Tilaus Magneettinen

Diagneettinen

Hapetusnumero

Kripton, koska se on jalo kaasu, ei ole kovin reaktiivinen eikä menetä tai saa elektroneja. Jos onnistut muodostamaan määritellyn koostumuksen, kuten Kr Clatrato₈(H₂JOMPIKUMPI)₄₆ tai hänen hydridi KR (H₂-A₄, Silloin sanotaan, että osallistuu numeroon tai hapettumistilaan 0 (KR^{0 -}) Eli niiden neutraalit atomit ovat vuorovaikutuksessa molekyylien matriisin kanssa.

Kripton voi kuitenkin muodollisesti menettää elektronit, jos se muodostaa yhteydet kaikkien elektronegatiivisimpaan elementtiin: fluori. KRF: ssä₂ Sen hapettumisnumero on +2, joten oletetaan kaksiarvoisen kationin olemassaolo,²⁺ (KR²⁺F₂^--A.

Reaktiivisuus

Vuonna 1962 Kripton Diffluoridin synteesi (KRF₂-A. Tämä yhdiste on kiteinen kiinteä, väritön, erittäin haihtuva ja hajoaa hitaasti huoneenlämpötilassa; Mutta se on vakaa -30 ºC. Kryptonin fluori on voimakas hapettumis- ja fluorinoija.

Kripton reagoi fluoridin kanssa, kun se yhdistetään sähköiskun putkeen -183 ºC: n muodostaen KRF: n muodostaen₂. Reaktio tuotetaan myös, kun Krypton ja fluoridi ultraviolettivalolla -196 ºC: n lämpötilassa säteilee.

KRF⁺ ja Kr₂F₃⁺ Ne ovat yhdisteitä, jotka muodostuu KRF -reaktiosta₂ Vahvojen fluorin vastaanottajien kanssa. Kripton on osa epävakaa yhdiste: K (OTEF₅-A₂, joka sisältää yhteyden kryptonin ja hapen välillä (KR-O).

Salaus-typpisidos löytyy HCξN-KR-F-kationista. Kripton Hydrues, KRH₂, Yli 5 GPA: n painetta voidaan kasvattaa.

Kahdennenkymmenennen vuosisadan alussa kaikkia näitä yhdisteitä pidettiin mahdottomina, kun otetaan huomioon tälle jalokaasulle suunniteltu nollareaktiivisuus.

Elektroninen rakenne ja kokoonpano

Kripton -atomi

Kriptonin jalokaasu on Valencian oktettin valmis; Eli niiden S- ja P -orbitaalit ovat täysin täynnä elektroneja, jotka löytyvät niiden elektronisesta kokoonpanosta:

[AR] 3D¹⁰ 4S² 4P⁶

Se on monoatoinen kaasu riippumatta siitä (tähän mennessä) paine- tai lämpötilaolosuhteet, jotka toimivat. Siksi sen kolme valtiota määritellään niiden KR -atomien interatomisilla vuorovaikutuksilla, jotka voidaan kuvitella ikään kuin ne olisivat marmoreita.

Nämä KR -atomit, kuten heidän ikäisensä (he, ne, ar, jne.), ei ole helppo polarisoida, koska ne ovat suhteellisen pieniä ja niillä on myös korkea elektroninen tiheys; Toisin sanoen näiden marmorien pinta ei viivästytä huomattavasti tuottaa välitöntä dipolia, joka indusoi toisen viereisessä marmorissa.

Interatomiset vuorovaikutukset

Tästä syystä Ainoa KR -atomien ylläpitämät voima on yhtenäinen ovat Lontoon leviäminen; Mutta ne ovat erittäin heikkoja Kriptonin tapauksessa, joten se vaatii alhaiset lämpötilat siten, että heidän atomit määrittelevät nesteen tai lasin.

Nämä lämpötilat (kiehuminen ja fuusiopiste, vastaavasti) ovat kuitenkin korkeammat verrattuna argonin, neonin ja heliumin lämpötilaan. Tämä johtuu Kriptonin suurimmasta atomimassasta, joka vastaa suurempaa atomisädettä ja siksi polarisoitavampaa.

Voi palvella sinua: molaarinen absorboiva

Esimerkiksi Kriptonin kiehumispiste on noin -153 ºC, kun taas jalokaasujen argonin (-186 ºC), neon (-246 ºC) ja Helio (-269 ºC) ovat alhaisemmat; Eli niiden kaasut tarvitsevat kylmempiä lämpötiloja (lähempänä -273,15 ºC tai 0 K) voidakseen tiivistää nestefaasiin.

Tässä näemme, kuinka sen atomiradioiden koko liittyy suoraan sen interatomisiin vuorovaikutuksiin. Sama koskee heidän sulatuspisteitä, lämpötila, jossa Kripton lopulta kiteytyy -157 ºC: n lämpötilassa.

Kripton -kristalli

Kun lämpötila laskeutuu -157 ºC: ksi, KR -atomit lähestyvät vielä yhtenäistä vielä enemmän ja määrittelevät kasvoihin keskittyneen kuutiorakenteen valkoisen kideen (FCC). Siten sen dispersiovoimien hallitsema rakennejärjestys on nyt.

Vaikka siitä ei ole paljon tietoa, Kriptonin FCC -kristalli voi kärsiä kiteisistä siirtymistä tiheämpiin vaiheisiin, jos siihen kohdistetaan valtavia paineita; Kompaktina kuusikulmaisina (HCP), jossa KR -atomit ryhmiteldään enemmän.

Samoin, jättämättä tätä pistettä syrjään, KR -atomit voidaan loukkuun jääkille, nimeltään Cloratos. Jos lämpötila on riittävän alhainen, Kripton-Agua-kiteitä voi olla sekoitettuja KR-atomeja, jotka on tilattu ja ympäröivät vesimolekyylit.

Missä se on ja saa

Ilmapiiri

Kripton levitetään koko ilmakehään, ilman että se pääsee pakenemaan maan gravitaatiokentältä toisin kuin helium. Hengitämme ilmassa sen pitoisuuden on noin 1 ppm, vaikka se voi vaihdella kaasumaisista säteilyistä riippuen; joko tulivuorenpurkaukset, geiserit, kuumat lähteet tai ehkä maakaasun kerrostumat.

Koska se on vähän liukeneva veteen, sen pitoisuus hydrosfääriin on todennäköisesti halveksittava. Sama koskee mineraaleja; Kripton -atomeja on vähän, jotka voidaan loukkuun heidän sisälle. Siksi tämän jalokaasun ainoa lähde on ilma.

Murto -nesteytys ja tislaus

Sen saamiseksi ilman on suoritettava nesteytysprosessi, jotta kaikki sen komponentti kaasut tiivistyvät ja muodostavat nesteen. Sitten tätä nestettä lämmitetään levittämällä murto -tislaus alhaisissa lämpötiloissa.

Kun happi, argon ja typpi on tislattu, Kripton ja ksenoni pysyvät jäljellä olevassa nesteessä, joka adsorboituu aktivoituun hiili- tai piidionegeeliin. Tätä nestettä kuumennetaan -153 ºC: iin voidakseen tislata Kripton.

Lopuksi kerätty Kripton puhdistetaan siten ylittäessään kuuman metallin titaanin, joka eliminoi virvoitusjuomat.

Jos sen isotooppien erottelua halutaan, kaasua nousee lasipylväällä, jossa lämpödiffuusio kärsii; Kevyemmät isotoopit nousevat huipulle, kun taas raskaimpi on yleensä pohjassa. Siten isotooppi ⁸⁴KR ja ⁸⁶Esimerkiksi KR kerätään erikseen taustalla.

Kriptonia voidaan varastoida ympäristön Pyrex -lasisamppuihin tai teräshermeettisiin säiliöihin. Ennen sen pakkaamista, se altistetaan laadunvalvonnan spektroskopian kautta, varmistaaksesi, että spektri on ainutlaatuinen eikä sisällä muita elementtien linjoja.

Ydinsuunta

Toinen menetelmä Kriptonin hankkimiseksi on uraanin ja plutoniumin ydinfissiossa, joista on myös seos sen radioaktiivisista isotopeista.

Isotoopit

Kripton esitetään luonteeltaan kuuden vakaan isotooppina. Nämä, vastaavilla määrillä maan päällä, ovat: ⁷⁸KR (0,36%), ⁸⁰KR (2,29%), ⁸²KR (11,59%), ⁸³KR (11,50%), ⁸⁴KR (56,99%) ja ⁸⁶KR (17,28%). Hän ⁷⁸KR on radioaktiivinen isotooppi; Mutta puoli -elämääsi (t_1/2) on niin suuri (9.2 · 10^{kaksikymmentäyksi} vuotta) sitä pidetään käytännössä vakaana.

Siksi sen standardi atomimassa (atomipaino) on 83 798 U, lähempänä 84 U -isotooppia ⁸⁴KR.

Jäljissä määrät ovat myös radioisotooppi ⁸¹KR (t_1/2= 2,3 · 10⁵), joka tapahtuu, kun ⁸⁰KR vastaanottaa kosmisen säteen. Edellä mainittujen isotooppien lisäksi on olemassa kaksi synteettistä radioisotoopia: ⁷⁹KR (t_1/2= 35 tuntia) ja ⁸⁵KR (t_1/2= 11 vuotta); Jälkimmäinen esiintyy uraanin ja plutonium ydinfission tuotteena.

Voi palvella sinua: Arsano

Riskejä

Kripton on ei -toksinen elementti, koska se ei reagoi normaaleissa olosuhteissa, ei ole palohiskiä sekoitettuna voimakkaisiin hapettaviin aineisiin. Tämän kaasun vuoto ei ole vaaraa; Ellet hengitä suoraan, kunnes siirrät happea ja aiheutat tukehtumisen.

KR -atomit saapuvat ja karkotetaan kehosta osallistumatta mihinkään aineenvaihdunnan reaktioon. Ne voivat kuitenkin liikuttaa happea, jonka pitäisi saavuttaa keuhkot ja kuljettaa veren läpi, joten henkilö voi kärsiä narkoosista tai hypoksiasta muiden olosuhteiden lisäksi.

Loput, hengitämme jatkuvasti Kriptonia jokaisessa ilmakuilussa. Nyt sen yhdisteiden suhteen historia on toinen. Esimerkiksi KRF₂ Hän on voimakas fluora -aine; Ja siksi "antaa" anionit f^- mihin tahansa biologisen matriisin molekyyliin, jonka kanssa se löytyy, potentiaalisesti vaarallinen.

Mahdollisesti Kripton Clatrat (jäätä häkkiin kiinni) ei ole huomattavasti vaarallinen, ellei ole tiettyjä epäpuhtauksia, jotka tekevät myrkyllisyyttä.

Sovellukset

Korkeanopeuden kameroiden välähdykset johtuvat osittain Kriptonin jännityksestä. Lähde: Mhoistio [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0)]

Kripton on läsnä erilaisissa sovelluksissa valaistukseen suunniteltujen esineiden tai laitteiden ympärillä. Esimerkiksi se on osa kellertävän vihreiden värien "neonvaloja". Kriptonin "lailliset" valot ovat valkoisia, koska niiden päästöspektri kattaa näkyvän spektrin kaikki värit.

Kriptonin valkoista valoa on käytetty valokuviin, koska ne ovat erittäin voimakkaita ja nopeita, jotka ovat täydellisiä nopeiden nopeuden kameroiden vilkkuihin tai välittömiin välähdyksiin lentokenttäraidoilla.

Samoin tästä valkoisesta valosta tulevat sähköiskiputket voidaan päällystää värikkäillä papereilla, mikä antaa monien värien valojen näyttämisen ilman mielenkiintoisia käyttöä muita kaasuja.

Sitä lisätään volframihäppilaitteisiin sen hyödyllisen käyttöikän pidentämiseksi ja fluoresoiviin argonilamppuihin samaan tarkoitukseen, vähentäen myös sen voimakkuutta ja lisäävät sen kustannuksia (koska se on kalliimpi kuin argonia)).

Kun Kripton säveltää hehkulamppujen kaasumaisen täytteen, se lisää sen kirkkautta ja tekee siitä sinertävän.

Laserit

Valonäyttelyissä nähneet punaiset laserit perustuvat Kriptonin spektrin linjoihin helium-neon-seoksen sijasta.

Toisaalta voidaan valmistaa Kriptonin kanssa, ultraviolettisäteilyn voimakkaita lasereita: Kripton Fluoridin (KRF). Tämä laser käyttää fotolitografiaa, lääketieteellisiä leikkauksia, tutkimusta ydinfuusion alalla ja kiinteiden materiaalien ja yhdisteiden mikromakinadoista (modifioida sen pintaa laserin vaikutuksella).

Metro -määritelmä

1960- ja 1983 välillä ⁸⁶KR (kerrottuna 1.650.763,73) yhden metrin tarkan pituuden määrittelemiseksi.

Ydinaseiden havaitseminen

Koska radioisotooppi ⁸⁵KR on yksi ydintoiminnan tuotteista, joissa se havaitaan, on osoitus siitä, että ydinase oli räjäyttäminen tai että mainitun energian laitonta tai salaa toimintaa toteutetaan.

Lääke

Kriptonia on käytetty lääketieteessä anestesian, x -absorboivan, sydämen poikkeavuuden ilmaisimena ja silmän verkkokalvon leikkaamiseksi tarkalla ja hallittuun tapaan laserillaan.

Niiden radioisotoopeilla on myös sovelluksia ydinlääketieteessä, tutkia ja skannata ilman ja veren virtausta keuhkojen sisällä ja saada kuvia potilaan hengitysteiden ydinmagneettiresonanssilla.

Viitteet

1. Gary J. Schrobilgen. (28. syyskuuta 2018). Krypton. Encyclopædia britannica. Toipunut: Britannica.com
2. Wikipedia. (2019). Krypton. Haettu: vuonna.Wikipedia.org
3. Michael Pilgaard. (16. heinäkuuta 2016). Kryptonin kemialliset reaktiot. Toipunut: Pilgaardelegs.com
4. Kristallografia365. (16. marraskuuta 2014). Erittäin viileä materiaali - Kryptonin kiderakenne. Haettu osoitteesta: kristallografia365.WordPress.com
5. DR. Doug Stewart. (2019). Krypton Elementin tosiasiat. Kemikooli. Toipunut: Chemicool.com
6. Marques Miguel. (S.F.-A. Krypton. Toipunut: Nautilus.Fis.UC.Pt
7. Kannattaa. (2019). Krypton. Kuinka tuotteet valmistetaan. Toipunut: Madhow.com
8. Kattavuus. (25. huhtikuuta 2014). Krypton Fluoride Excimer -laser - Ominaisuudet ja sovellukset. Toipunut: Azoopics.com