Sejarah Kripton, sifat, struktur, mendapatkan, risiko, kegunaan

Dia Kripton Ia adalah gas mulia yang diwakili oleh simbol KR dan terletak di Kumpulan 18 Jadual Berkala. Ia adalah gas yang mengikuti argon, dan kelimpahannya sangat rendah sehingga ia dianggap tersembunyi; Dari sana datang nama anda. Ia tidak hampir di batu mineral, tetapi dalam banyak gas asli dan hampir tidak dibubarkan di lautan dan lautan.

Namanya sendiri membangkitkan imej Superman, planetnya Kripton dan Kriptonite yang terkenal, batu yang melemahkan superhero dan menghalangnya dari kuasa supernya. Anda juga boleh memikirkan cryptocurrency atau crypt apabila anda mendengarnya, serta dalam istilah lain yang jauh di intipati gas ini.

Botol dengan Kripton teruja dengan kejutan elektrik dan bersinar dengan cahaya putih. Sumber: Hi-Res Imej Elemen Kimia [CC oleh 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/oleh/3.0)]

Walau bagaimanapun, gas mulia ini kurang mewah dan "tersembunyi" berbanding dengan angka -angka yang disebutkan di atas; Walaupun kekurangan kereaktifannya tidak menghilangkan semua kepentingan yang berpotensi yang dapat dia bawa dalam penyelidikan yang memberi tumpuan kepada bidang yang berbeza, terutama ahli fizik.

Tidak seperti gas mulia yang lain, cahaya yang mengucapkan selamat tinggal kepada Kripton ketika teruja di medan elektrik berwarna putih (imej unggul). Kerana ini, ia digunakan untuk pelbagai kegunaan dalam industri pencahayaan. Anda boleh menggantikan mana -mana cahaya neon dan memancarkan sendiri, yang dibezakan dengan hijau kekuningan.

Ia dibentangkan sebagai campuran enam isotop stabil, belum lagi beberapa radioisotop yang ditakdirkan untuk ubat nuklear. Untuk mendapatkan gas ini, udara yang kita nafas mesti menggabungkan, dan menyerahkan kepada cecair yang terhasil kepada penyulingan pecahan, di mana Kripton kemudiannya disucikan dan dipisahkan ke dalam isotop konstituennya.

Terima kasih kepada Kripton, mungkin untuk memajukan kajian gabungan nuklear, serta dalam aplikasi laser untuk tujuan pembedahan.

Sejarah

- Penemuan elemen tersembunyi

Pada tahun 1785 ahli kimia Inggeris dan fizikal Henry Cavendish mendapati bahawa udara mengandungi sebahagian kecil bahan yang kurang aktif daripada nitrogen.

Satu abad kemudian ahli fizik Inggeris Lord Rayleight, dibuang dari udara gas yang menganggapnya nitrogen tulen; Tetapi kemudian dia mendapati bahawa dia lebih berat.

Pada tahun 1894 ahli kimia Scotland, Sir William Ramsey, bekerjasama untuk mengasingkan gas ini, yang menjadi elemen baru: Argon. Setahun kemudian, dia mengasingkan gas helium dengan pemanasan mineral Cleveíta.

Sir William Ramsey sendiri, bersama pembantunya, ahli kimia Inggeris Morris Travers, menemui Kripton pada 30 Mei 1898, di London.

Ramsey dan Travers menganggap bahawa terdapat ruang dalam jadual berkala antara unsur -unsur argon dan helium, dan elemen baru terpaksa mengisi ruang ini. Ramsey, sebulan selepas penemuan Kripton, Jun 1898, menemui neon; elemen yang memenuhi ruang antara helium dan argon.

Metodologi

Ramsey mengesyaki kewujudan elemen baru yang tersembunyi dalam penemuannya yang terdahulu, iaitu argon. Ramsey dan Travers, untuk memeriksa idea mereka, memutuskan untuk mendapatkan sejumlah besar argon udara. Untuk ini mereka terpaksa menghasilkan pencairan udara.

Kemudian, mereka menyulingkan udara cair untuk memisahkannya menjadi pecahan dan meneroka pecahan yang lebih ringan kehadiran elemen gas yang dikehendaki. Tetapi mereka membuat kesilapan, nampaknya mereka menghangatkan udara yang terlalu cair dan menguap banyak sampel.

Akhirnya mereka hanya mempunyai 100 ml sampel dan Ramsey yakin bahawa kehadiran elemen yang lebih ringan daripada argon dalam jumlah itu tidak mungkin; Tetapi dia memutuskan untuk meneroka kemungkinan kewujudan elemen yang lebih berat daripada argon dalam jumlah sampel sisa.

Berikutan pemikirannya, dia menghapuskan nitrogen oksigen dan gas menggunakan tembaga dan magnesium merah. Kemudian meletakkan sampel gas yang tinggal di dalam tiub vakum, menggunakan voltan tinggi untuk mendapatkan spektrum gas.

Seperti yang dijangkakan, Argon hadir, tetapi mereka melihat penampilan dalam spektrum dua garis terang baru; satu kuning dan hijau yang lain, yang tidak pernah diperhatikan.

- Kemunculan nama

Ramsey dan Travers mengira hubungan antara haba tertentu gas pada tekanan malar, dan haba spesifiknya pada jumlah tetap, mencari nilai 1.66 untuk nisbah tersebut. Nilai ini sesuai dengan gas yang dibentuk oleh atom individu, menunjukkan bahawa ia bukan sebatian.

Boleh melayani anda: anthracene: apakah, struktur, sifat, kegunaan

Oleh itu, mereka berada di hadapan gas baru dan Kripton telah ditemui. Ramsey memutuskan untuk memanggilnya Krypton, perkataan yang berasal dari perkataan Yunani "krypto" yang bermaksud "tersembunyi". William Ramsey menerima Hadiah Nobel dalam Kimia pada tahun 1904 untuk penemuan gas mulia ini.

Sifat fizikal dan kimia

Penampilan

Ia adalah gas tidak berwarna yang mempamerkan warna putih pijar di medan elektrik.

Berat atom standard

83,798 u

Nombor atom (z)

36

Takat lebur

-157.37 ºC

Takat didih

153,415 ºC

Ketumpatan

Dalam keadaan standard: 3,949 g/l

Keadaan cecair (titik mendidih): 2,413 g/cm³

Ketumpatan gas relatif

2,9 dengan hubungan nilai dengan nilai = 1. Iaitu, Kripton adalah tiga kali lebih padat daripada udara.

Kelarutan air

59.4 cm³/1.000 g pada 20 ºC

Triple Point

115,775 K dan 73.53 kPa

Titik kritikal

209.48 K dan 5,525 MPa

Haba Fusion

1.64 kJ/mol

Haba pengewapan

9.08 kJ/mol

Kapasiti kalori molar

20.95 j/(mol · k)

Tekanan wap

Pada suhu 84 K mempunyai tekanan 1 kPa.

Elektronegativiti

3.0 pada skala Pauling

Tenaga pengionan

Pertama: 1.350.8 kJ/mol.

Kedua: 2.350.4 kJ/mol.

Ketiga: 3.565 kJ/mol.

Kelajuan bunyi

Gas (23 ºC): 220 m/s

Cecair: 1.120 m/s

Kekonduksian terma

9,43 · 10^-3 W/(m · k)

Pesanan Magnet

Diamagnetic

Nombor pengoksidaan

Kripton kerana ia adalah gas mulia tidak begitu reaktif dan tidak kehilangan atau mendapatkan elektron. Sekiranya anda berjaya membentuk pepejal komposisi yang ditakrifkan, seperti KR Clatrato₈(H₂Sama ada)₄₆ atau kr (h hidrida (h₂)₄, Dikatakan kemudian mengambil bahagian dengan status atau status pengoksidaan 0 (KR (KR⁰); iaitu, atom neutral mereka berinteraksi dengan matriks molekul.

Walau bagaimanapun, Kripton secara rasmi dapat kehilangan elektron jika ia membentuk pautan ke elemen elektronegatif yang paling banyak: Fluorin. Dalam KRF₂ Nombor pengoksidaannya adalah +2, jadi kewujudan kation divalen di diasumsikan²⁺ (KR²⁺F₂^-).

Reaktiviti

Pada tahun 1962 sintesis Kripton diffluoride (KRF₂). Kompaun ini adalah pepejal kristal, tidak berwarna, sangat tidak menentu, dan perlahan -lahan terurai pada suhu bilik; Tetapi ia stabil pada -30 ºC. Krypton Fluoride adalah ejen pengoksidaan dan fluorinasi yang kuat.

Kripton bertindak balas dengan fluorida apabila digabungkan dalam tiub kejutan elektrik pada -183 ºC, membentuk KRF₂. Reaksi juga dihasilkan apabila krypton dan fluoride dengan cahaya ultraviolet pada -196 ºC dipancarkan.

KRF⁺ dan kr₂F₃⁺ Mereka adalah sebatian yang dibentuk oleh reaksi KRF₂ Dengan penerima fluorida yang kuat. Kripton adalah sebahagian daripada sebatian yang tidak stabil: K (OTEF₅)₂, yang membentangkan hubungan antara crypton dan oksigen (Kr-O).

Ikatan crypton-nitrogen ditemui di kation hcξn-kr-f. Kripton Hydrues, KRH₂, Tekanan lebih besar daripada 5 GPa boleh ditanam.

Pada permulaan abad kedua puluh semua sebatian ini dianggap mustahil memandangkan kereaktifan null yang dikandung oleh gas mulia ini.

Struktur dan konfigurasi elektronik

Atom Kripton

Kripton menjadi gas mulia mempunyai oktet Valencia yang lengkap; Iaitu, orbital S dan P mereka sepenuhnya penuh dengan elektron, yang boleh didapati dalam konfigurasi elektronik mereka:

[AR] 3D¹⁰ 4s² 4p⁶

Ia adalah gas monoatomik tanpa mengira keadaan tekanan atau suhu yang beroperasi di atasnya. Oleh itu, ketiga -tiga negeri itu ditakrifkan oleh interaksi interatomik atom Kr mereka, yang dapat dibayangkan seolah -olah mereka adalah kelereng.

Atom KR ini, seperti rakan -rakan mereka (dia, ne, ar, dll.), tidak mudah untuk polarisasi, kerana ia agak kecil dan juga mempunyai ketumpatan elektronik yang tinggi; Ia.

Interaksi interatomi

Oleh sebab itu, satu -satunya daya yang dikekalkan oleh atom KR adalah penyebaran London; Tetapi mereka sangat lemah dalam kes Kripton, jadi memerlukan suhu rendah sehingga atom mereka menentukan cecair atau kaca.

Walau bagaimanapun, suhu (mendidih dan titik gabungan ini) lebih tinggi berbanding dengan argon, neon dan helium. Ini disebabkan oleh jisim atom terbesar Kripton, bersamaan dengan jejari atom yang lebih besar dan, oleh itu, lebih polarisasi.

Boleh melayani anda: penyerap molar

Sebagai contoh, titik mendidih Kripton adalah sekitar -153 ºC, manakala gas mulia argon (-186 ºC), neon (-246 ºC) dan helio (-269 ºC), lebih rendah; Ia.

Di sini kita melihat bagaimana saiz radio atomnya secara langsung berkaitan dengan interaksi interatomiknya. Begitu juga untuk titik lebur masing -masing, suhu di mana Kripton akhirnya mengkristal pada -157 ºC.

Kripton Crystal

Apabila suhu turun ke -157 ºC, atom KR mendekati cukup untuk kohesif lebih banyak dan menentukan kristal putih struktur padu yang berpusat pada muka (FCC). Oleh itu, kini terdapat perintah struktur yang ditadbir oleh daya penyebarannya.

Walaupun tidak banyak maklumat mengenainya, kristal FCC Kripton mungkin mengalami peralihan kristal ke fasa yang lebih padat jika ia tertakluk kepada tekanan besar; Sebagai heksagon padat (HCP), di mana atom KR akan lebih dikelompokkan.

Begitu juga, tanpa meninggalkan titik ini, atom kr boleh terperangkap dalam sangkar ais yang disebut cloratos. Sekiranya suhu cukup rendah, mungkin terdapat kristal Kripton-agua bercampur, dengan atom Kr yang diperintahkan dan dikelilingi oleh molekul air.

Di mana dan dapatkan

Atmosfera

Kripton disebarkan di seluruh atmosfera, tanpa dapat melarikan diri dari medan graviti bumi tidak seperti helium. Di udara yang kita bernafas kepekatannya adalah sekitar 1 ppm, walaupun ia boleh berbeza -beza bergantung kepada emanasi gas; Sama ada letusan gunung berapi, geiseres, mata air panas, atau mungkin deposit gas asli.

Kerana ia sedikit larut dalam air, kepekatannya dalam hidrosfera mungkin akan menjadi hina. Begitu juga untuk mineral; Terdapat beberapa atom Kripton yang boleh terperangkap di dalamnya. Oleh itu, satu -satunya sumber gas mulia ini adalah udara.

Pencairan dan penyulingan pecahan pecahan

Untuk mendapatkannya, udara harus melalui proses pencairan, sehingga semua gas komponennya membentangkan dan membentuk cecair. Kemudian, cecair ini dipanaskan dengan menggunakan penyulingan pecahan pada suhu rendah.

Sekali oksigen, argon dan nitrogen telah disuling, Kripton dan Xenon kekal dalam bendalir yang tersisa, yang diserap pada karbon atau gel silika yang diaktifkan. Cecair ini dipanaskan hingga -153 ºC untuk dapat menyuling kripton.

Akhir.

Jika pemisahan isotopnya dikehendaki, gas itu naik oleh lajur kaca di mana penyebaran haba menderita; Isotop yang lebih ringan akan naik ke atas, sementara yang paling berat akan cenderung tinggal di bahagian bawah. Oleh itu, isotop ⁸⁴Kr dan ⁸⁶KR, sebagai contoh, dikumpulkan secara berasingan di latar belakang.

Kripton boleh disimpan dalam mentol kaca Pyrex ambien, atau dalam tangki hermetik keluli. Sebelum membungkusnya, ia tertakluk kepada kawalan kualiti melalui spektroskopi, untuk mengesahkan bahawa spektrum anda adalah unik dan tidak mengandungi garis elemen lain.

Fision nuklear

Kaedah lain untuk mendapatkan Kripton terletak pada pembelahan nuklear uranium dan plutonium, di mana terdapat juga campuran isotop radioaktifnya.

Isotop

Kripton dibentangkan sebagai enam isotop stabil. Ini, dengan kelimpahan yang sama di bumi, adalah: ⁷⁸KR (0.36%), ⁸⁰KR (2.29%), ⁸²KR (11.59%), ⁸³KR (11.50%), ⁸⁴KR (56.99%) dan ⁸⁶KR (17.28%). Dia ⁷⁸KR adalah isotop radioaktif; Tetapi separuh kehidupan anda (t_1/2) sangat hebat (9.2 · 10^{dua puluh satu} tahun) yang boleh dianggap stabil.

Itulah sebabnya jisim atom standardnya (berat atom) adalah 83,798 u, lebih dekat dengan 84 u isotop ⁸⁴Kr.

Dalam jumlah jejak juga radioisotop ⁸¹KR (t_1/2= 2.3 · 10⁵), yang berlaku ketika ⁸⁰KR menerima sinar kosmik. Di samping isotop yang disebutkan di atas, terdapat dua radioisotop sintetik: ⁷⁹KR (t_1/2= 35 jam) dan ⁸⁵KR (t_1/2= 11 tahun); Yang terakhir adalah yang berlaku sebagai produk pembelahan nuklear uranium dan plutonium.

Boleh melayani anda: Arsano

Risiko

Kripton adalah elemen bukan toksik, kerana ia tidak bertindak balas di bawah keadaan normal, dan tidak mewakili risiko kebakaran apabila dicampur dengan agen pengoksidaan yang kuat. Kebocoran gas ini bukan bahaya; Kecuali anda bernafas secara langsung, sehingga anda memindahkan oksigen dan menyebabkan lemas.

Atom KR memasuki dan diusir dari badan tanpa mengambil bahagian dalam sebarang reaksi metabolisme. Walau bagaimanapun, mereka boleh menggerakkan oksigen yang harus mencapai paru -paru dan pengangkutan melalui darah, jadi individu boleh mengalami narkosis atau hipoksia, sebagai tambahan kepada keadaan lain.

Untuk selebihnya, kami sentiasa bernafas Kripton dalam setiap jurang udara. Sekarang, mengenai sebatiannya, sejarah adalah yang lain. Contohnya, KRF₂ Dia adalah agen Fluorante yang kuat; Dan oleh itu, "akan" memberi "anion f^- kepada mana -mana molekul matriks biologi yang mana ia dijumpai, berpotensi berbahaya.

Mungkin kripton clatrat (ditangkap dalam sangkar ais) tidak begitu berbahaya, kecuali ada kekotoran tertentu yang melakukan ketoksikan yang menyediakan.

Aplikasi

Kamera -kilat yang tinggi berkedip sebahagiannya disebabkan oleh kegembiraan Kripton. Sumber: Mhoistion [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0)]

Kripton hadir dalam pelbagai aplikasi di sekitar artifak atau peranti yang direka untuk pencahayaan. Sebagai contoh, ia adalah sebahagian daripada "lampu neon" warna hijau kekuningan. Lampu "undang -undang" Kripton berwarna putih, kerana spektrum pelepasan mereka merangkumi semua warna spektrum yang kelihatan.

Cahaya putih Kripton telah digunakan untuk gambar, kerana mereka sangat sengit dan cepat, sesuai untuk kamera kelajuan tinggi, atau untuk kilat segera di trek lapangan terbang.

Begitu juga, tiub kejutan elektrik yang berasal dari cahaya putih ini boleh dilapisi dengan kertas berwarna -warni, memberikan kesan memaparkan lampu banyak warna tanpa menggunakan gas lain yang menarik.

Ia ditambah kepada mentol filamen tungsten untuk meningkatkan masa hayatnya yang berguna, dan lampu argon pendarfluor untuk tujuan yang sama, juga mengurangkan keamatannya dan meningkatkan kosnya (kerana ia lebih mahal daripada argon).

Apabila Kripton menyusun pengisian gas mentol pijar, ia meningkatkan kecerahannya dan menjadikannya paling kebiruan.

Laser

Laser merah yang dilihat dalam pertunjukan cahaya didasarkan pada garis spektrum Kripton dan bukannya campuran helium-neon.

Sebaliknya, dengan Kripton, laser kuat radiasi ultraviolet dapat dihasilkan: mereka dari Kripton Fluoride (KRF). Laser ini menggunakan fotolitografi, pembedahan perubatan, penyelidikan dalam bidang gabungan nuklear, dan micromaquinados bahan pepejal dan sebatian (mengubah permukaannya dengan tindakan laser).

Definisi metro

Antara tahun 1960 -an dan 1983 ⁸⁶KR (didarabkan dengan 1.650.763.73), untuk menentukan panjang tepat satu meter.

Pengesanan persenjataan nuklear

Kerana radioisotop ⁸⁵KR adalah salah satu produk aktiviti nuklear, di mana ia dikesan adalah petunjuk bahawa terdapat letupan senjata nuklear, atau aktiviti haram atau klandestin yang dijalankan.

Ubat

Kripton telah digunakan dalam ubat sebagai pengesan anestetik, x -ray penyerap, pengesan keabnormalan jantung, dan memotong retina mata dengan cara yang tepat dan terkawal dengan laser mereka.

Radioisotop mereka juga mempunyai aplikasi dalam perubatan nuklear, untuk mengkaji dan mengimbas aliran udara dan darah di dalam paru -paru, dan mendapatkan imej dengan resonans magnetik nuklear saluran pernafasan pesakit.

Rujukan

1. Gary J. Schrobilgen. (28 September 2018). Krypton. Encyclopædia Britannica. Pulih dari: Britannica.com
2. Wikipedia. (2019). Krypton. Diperoleh dari: dalam.Wikipedia.org
3. Michael Pilgaard. (16 Julai 2016). Reaksi Kimia Krypton. Pulih dari: pilgaardelegs.com
4. Crystallography365. (16 November 2014). Bahan Super Cool - Struktur Kristal Krypton. Diperolehi dari: crystallography365.WordPress.com
5. Dr. Doug Stewart. (2019). Fakta Elemen Krypton. Chemicool. Pulih dari: chemicool.com
6. Marques Miguel. (s.F.). Krypton. Pulih dari: nautilus.Fis.UC.Pt
7. Advameg. (2019). Krypton. Bagaimana produk dibuat. Pulih dari: MadeHow.com
8. Roooptics. (25 April 2014). Krypton Fluoride Excimer Laser - Properties and Applications. Pulih dari: azoopik.com