Криптон: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
[отпатрулированная версия][отпатрулированная версия]
← Предыдущая правка
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
м откат правок 176.59.65.42 (обс.) к версии Dan watcher 32
Метка: откат
отмена правки 138423750 участника 94.25.174.108 (обс.) было правильно
Метка: отмена
 
(не показано 19 промежуточных версий 16 участников)
Строка 7: Строка 7:
| внизу = [[Ксенон|Xe]]
| внизу = [[Ксенон|Xe]]
| изображение = Krypton discharge tube.jpg
| изображение = Krypton discharge tube.jpg
| подпись = Криптоновая разрядная трубка
| подпись = Свечение криптона в газоразрядной трубке
| внешний вид =
| внешний вид =
| атомная масса = 83,798(2)<ref name="iupac atomic weights">{{AtWt2013}}</ref>
| атомная масса = 83,798(2)<ref name="iupac atomic weights">{{AtWt2013}}</ref>
| радиус атома = 198 пм<ref name="ХЭ"/>; 88<ref name="sizes">{{cite web|url=http://www.webelements.com/krypton/atom_sizes.html|format=|author=|title=Size of krypton in several environments|work=|publisher=www.webelements.com|datepublished=|accessdate=2009-08-6|lang=en|description=}}</ref>
| радиус атома = 198 пм<ref name="ХЭ"/>; 88<ref name="sizes">{{cite web|url=http://www.webelements.com/krypton/atom_sizes.html|format=|author=|title=Size of krypton in several environments|work=|publisher=www.webelements.com|datepublished=|accessdate=2009-08-06|lang=en|description=|archive-date=2009-09-04|archive-url=https://web.archive.org/web/20090904025953/http://www.webelements.com/krypton/atom_sizes.html|deadlink=no}}</ref>
| энергия ионизации 1 = 1350,0 (13,99)
| энергия ионизации 1 = 1350,0 (13,99)
| группа = 18 (устар. 8)
| группа = 18 (устар. 8)
Строка 20: Строка 20:
| электроотрицательность = 3,0
| электроотрицательность = 3,0
| электродный потенциал = 0
| электродный потенциал = 0
| степени окисления = 0, [[Фторид_криптона(II)|+2]]
| степени окисления = 0, [[Фторид криптона(II)|+2]]
| плотность = (жидкий, при −153&nbsp;°C) 2,155 г/см<sup>3</sup>, при [[Нормальные и стандартные условия|н.у.]] 0,003749
| плотность = (жидкий, при −153&nbsp;°C) 2,155 г/см<sup>3</sup>, при [[Нормальные и стандартные условия|н.у.]] 0,003749
| теплоёмкость = 20,79<ref name="ХЭ">{{ХЭ|автор=Легасов В. А., Соколов В. Б.|статья=Криптон|с=523|т=2}}</ref>
| теплоёмкость = 20,79<ref name="ХЭ">{{ХЭ|автор=Легасов В. А., Соколов В. Б.|статья=Криптон|с=523|т=2}}</ref>
Строка 35: Строка 35:
| спектр = Krypton Spectrum.jpg
| спектр = Krypton Spectrum.jpg
}}
}}
<!--
Название|Атомный номер| Внешний вид|Атомный вес|Радиус атома|Энергия ионизации|Электронная конфигурация|Ковалентный радиус|Радиус иона|Электроотрицательность|Электродный потенциал|Степени окисления|Плотность|Удельная теплоёмкость|Теплопроводность|Температура плавления|Теплота плавления|Температура кипения|Теплота испарения|Молярный объём|Структура решётки|Период решётки|Отношение c/a|Температура Дебая
-->

{{Элемент периодической системы|align=center|fontsize=100%|number=36}}
{{Элемент периодической системы|align=center|fontsize=100%|number=36}}
'''Крипто́н''' ([[Химические знаки|химический символ]] — '''Kr''', от {{lang-la|'''Kr'''ypton}}) — [[химический элемент|химический элемент]] [[18 группа элементов|18-й группы]] (по [[Короткая форма периодической системы элементов|устаревшей классификации]] — восьмой группы главной подгруппы, VIIIA), [[Четвёртый_период_периодической_системы|четвёртого периода]] [[Периодическая система химических элементов|периодической системы химических элементов]] [[Менделеев, Дмитрий Иванович|Д. И. Менделеева]], с [[атомный номер|атомным номером]] 36.
'''Крипто́н''' ([[Химические знаки|химический символ]] — '''Kr''', от {{lang-la|'''Kr'''ypton}}) — [[химический элемент]] [[18 группа элементов|18-й группы]] (по [[Короткая форма периодической системы элементов|устаревшей классификации]] — главной подгруппы восьмой группы, VIIIA), [[Четвёртый период периодической системы|четвёртого периода]] [[Периодическая система химических элементов|периодической системы химических элементов]] [[Менделеев, Дмитрий Иванович|Д. И. Менделеева]], с [[атомный номер|атомным номером]] 36.


[[Простое вещество]] '''криптон''' — это [[Инертный газ|инертный]] одноатомный [[Инертный газ|газ]] без [[цвет]]а, [[вкус]]а и [[запах]]а.
[[Простое вещество]] '''криптон''' — тяжёлый [[Инертный газ|инертный]] одноатомный газ без [[цвет]]а, [[вкус]]а и [[запах]]а.
{{-|left}}
{{-|left}}


== История ==
== История ==
В [[1898 год]]у Уильям Рамзай совместно со своим ассистентом Морисом Уильямом Траверсом выделил из жидкого воздуха, предварительно удалив [[кислород]], [[азот]] и [[аргон]], смесь, в которой спектральным методом были открыты два газа: криптон (от {{lang-gr|κρυπτός}} — «скрытый», «секретный») и [[ксенон]] («чуждый», «необычный»)<ref>{{Cite web|url=http://www.chem.msu.su/rus/history/element/Kr.html|title=Криптон: история открытия элемента|publisher=www.chem.msu.su|accessdate=2020-05-13}}</ref>
В [[1898 год]]у Уильям Рамзай совместно со своим ассистентом Морисом Уильямом Траверсом выделил из жидкого воздуха, предварительно удалив [[кислород]], [[азот]] и [[аргон]], смесь, в которой спектральным методом были открыты два газа: криптон (от {{lang-grc|κρυπτός}} — «скрытый», «секретный») и [[ксенон]] («чуждый», «необычный»)<ref>{{Cite web|url=http://www.chem.msu.su/rus/history/element/Kr.html|title=Криптон: история открытия элемента|publisher=www.chem.msu.su|accessdate=2020-05-13|archive-date=2020-02-17|archive-url=https://web.archive.org/web/20200217234144/http://www.chem.msu.su/rus/history/element/Kr.html|deadlink=no}}</ref>


== Нахождение в природе ==
== Нахождение в природе ==
Строка 55: Строка 51:
В [[Литосфера|литосфере Земли]] стабильные изотопы криптона (через цепочку распадов нестабильных [[нуклид]]ов) образуются при [[Спонтанное деление|спонтанном ядерном делении]] долгоживущих радиоактивных элементов ([[торий]], [[Уран (элемент)|уран]]), этот процесс обогащает атмосферу этим газом. В газах ураносодержащих минералов содержится 2,5—3,0 % криптона (по массе)<ref name="ХЭ"/>.
В [[Литосфера|литосфере Земли]] стабильные изотопы криптона (через цепочку распадов нестабильных [[нуклид]]ов) образуются при [[Спонтанное деление|спонтанном ядерном делении]] долгоживущих радиоактивных элементов ([[торий]], [[Уран (элемент)|уран]]), этот процесс обогащает атмосферу этим газом. В газах ураносодержащих минералов содержится 2,5—3,0 % криптона (по массе)<ref name="ХЭ"/>.


В остальной части Вселенной криптон встречается в более высоких пропорциях, сравнимых с [[Литий|литием]], [[Галлий|галлием]] и [[Скандий|скандием]]<ref>{{Статья|ссылка=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1973SSRv...15..121C/abstract|автор=A. G. W. Cameron|заглавие=Abundances of the Elements in the Solar System|год=1973-09|язык=en|издание=Space Science Reviews|том=15|выпуск=1|страницы=121–146|issn=0038-6308|doi=10.1007/BF00172440}}</ref>. Соотношение криптона и водорода во Вселенной в основном постоянно. Из этого можно сделать вывод, что межзвёздное вещество богато криптоном<ref>{{Статья|ссылка=https://iopscience.iop.org/article/10.1086/592132/meta|автор=Stefan I. B. Cartledge, J. T. Lauroesch, David M. Meyer, Ulysses J. Sofia, Geoffrey C. Clayton|заглавие=Interstellar Krypton Abundances: The Detection of Kiloparsec-scale Differences in Galactic Nucleosynthetic History*|год=2008 November 10|язык=en|издание=The Astrophysical Journal|том=687|выпуск=2|страницы=1043|issn=0004-637X|doi=10.1086/592132}}</ref>. Криптон также обнаружили в белом карлике RE 0503–289. Измеренное количество в 450 раз превышало солнечное, но причина такого высокого содержания криптона до сих пор неизвестна<ref>{{Статья|ссылка=https://doi.org/10.1088/2041-8205/753/1/L7|автор=Klaus Werner, Thomas Rauch, Ellen Ringat, Jeffrey W. Kruk|заглавие=FIRST DETECTION OF KRYPTON AND XENON IN A WHITE DWARF|год=2012-06-13|язык=en|издание=The Astrophysical Journal|том=753|выпуск=1|страницы=L7|issn=2041-8205, 2041-8213|doi=10.1088/2041-8205/753/1/l7}}</ref>.
В остальной части Вселенной криптон встречается в более высоких пропорциях, сравнимых с [[Литий|литием]], [[Галлий|галлием]] и [[Скандий|скандием]]<ref>{{Статья|ссылка=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1973SSRv...15..121C/abstract|автор=A. G. W. Cameron|заглавие=Abundances of the Elements in the Solar System|год=1973-09|язык=en|издание=Space Science Reviews|том=15|выпуск=1|страницы=121–146|issn=0038-6308|doi=10.1007/BF00172440|archivedate=2020-08-05|archiveurl=https://web.archive.org/web/20200805212417/https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1973SSRv...15..121C/abstract}}</ref>. Соотношение криптона и водорода во Вселенной в основном постоянно. Из этого можно сделать вывод, что межзвёздное вещество богато криптоном<ref>{{Статья|ссылка=https://iopscience.iop.org/article/10.1086/592132/meta|автор=Stefan I. B. Cartledge, J. T. Lauroesch, David M. Meyer, Ulysses J. Sofia, Geoffrey C. Clayton|заглавие=Interstellar Krypton Abundances: The Detection of Kiloparsec-scale Differences in Galactic Nucleosynthetic History*|год=2008 November 10|язык=en|издание=The Astrophysical Journal|том=687|выпуск=2|страницы=1043|issn=0004-637X|doi=10.1086/592132|archivedate=2018-06-27|archiveurl=https://web.archive.org/web/20180627013144/http://iopscience.iop.org/article/10.1086/592132/meta}}</ref>. Криптон также обнаружили в белом карлике RE 0503-289. Измеренное количество в 450 раз превышало солнечное, но причина такого высокого содержания криптона до сих пор неизвестна<ref>{{Статья|ссылка=https://doi.org/10.1088/2041-8205/753/1/L7|автор=Klaus Werner, Thomas Rauch, Ellen Ringat, Jeffrey W. Kruk|заглавие=FIRST DETECTION OF KRYPTON AND XENON IN A WHITE DWARF|год=2012-06-13|язык=en|издание=The Astrophysical Journal|том=753|выпуск=1|страницы=L7|issn=2041-8205, 2041-8213|doi=10.1088/2041-8205/753/1/l7}}</ref>.


== Определение ==
== Определение ==
Строка 63: Строка 59:
Криптон — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха (при давлении 6 атмосфер приобретает острый запах, похожий на запах [[хлороформ]]а<ref>{{статья|заглавие=О чём пишут научно-популярные журналы мира|издание=[[Наука и жизнь]]|место=М.|издательство=|год=1989|номер=6|страницы=66}}</ref>). Плотность при [[Стандартные условия|стандартных условиях]] 3,745 кг/м<sup>3</sup> (в 3 раза тяжелее воздуха)<ref name="ХЭ"/>. При нормальном давлении криптон сжижается при температуре 119,93 К (−153,415 °C), затвердевает при 115,78 К (−157,37 °C), образуя кристаллы {{Крист|синг=гцк|гр=''Fm''3''m''|a=0,572|b=|c=|alpha=|beta=|gamma=|Z=4|d=|рп=1|nocat=}}. Таким образом, в жидкой фазе он существует лишь в диапазоне температур около четырёх градусов. Плотность жидкого криптона при температуре кипения составляет {{nobr|2,412 г/см<sup>3</sup>}}, плотность твёрдого криптона при абсолютном нуле равна {{nobr|3,100 г/см<sup>3</sup>}}<ref name="ХЭ"/>.
Криптон — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха (при давлении 6 атмосфер приобретает острый запах, похожий на запах [[хлороформ]]а<ref>{{статья|заглавие=О чём пишут научно-популярные журналы мира|издание=[[Наука и жизнь]]|место=М.|издательство=|год=1989|номер=6|страницы=66}}</ref>). Плотность при [[Стандартные условия|стандартных условиях]] 3,745 кг/м<sup>3</sup> (в 3 раза тяжелее воздуха)<ref name="ХЭ"/>. При нормальном давлении криптон сжижается при температуре 119,93 К (−153,415 °C), затвердевает при 115,78 К (−157,37 °C), образуя кристаллы {{Крист|синг=гцк|гр=''Fm''3''m''|a=0,572|b=|c=|alpha=|beta=|gamma=|Z=4|d=|рп=1|nocat=}}. Таким образом, в жидкой фазе он существует лишь в диапазоне температур около четырёх градусов. Плотность жидкого криптона при температуре кипения составляет {{nobr|2,412 г/см<sup>3</sup>}}, плотность твёрдого криптона при абсолютном нуле равна {{nobr|3,100 г/см<sup>3</sup>}}<ref name="ХЭ"/>.


[[Критическая точка (термодинамика)|Критическая температура]] 209,35 К, критическое давление {{nobr|5,50 МПа}} ({{nobr|55,0 бар}}), критическая плотность {{nobr|0,908 г/см<sup>3</sup>}}. [[Тройная точка]] криптона находится при температуре {{nobr|115,78 К}}, его плотность при этом {{nobr|2,826 г/см<sup>3</sup>}}<ref name="ХЭ"/>.
[[Критическая точка (термодинамика)|Критическая температура]] 209,35 К, критическое давление {{nobr|5,50 МПа}} ({{nobr|55,0 бар}}), критическая плотность {{nobr|0,908 г/см<sup>3</sup>}}. [[Тройная точка]] криптона находится при температуре {{nobr|115,78 К}}, его плотность при этом {{nobr|2,826 г/см<sup>3</sup>}}{{Уточнить|комм=В какой фазе?}}<ref name="ХЭ"/>.


Молярная [[теплоёмкость]] при постоянном давлении {{nobr|20,79 Дж/(моль·К)}}. Теплота плавления {{nobr|1,6 кДж/моль}}, теплота испарения {{nobr|9,1 кДж/моль}}<ref name="ХЭ"/>.
Молярная [[теплоёмкость]] при постоянном давлении {{nobr|20,79 Дж/(моль·К)}}. Теплота плавления {{nobr|1,6 кДж/моль}}, теплота испарения {{nobr|9,1 кДж/моль}}<ref name="ХЭ"/>.
Строка 84: Строка 80:
В 1965 году было заявлено о получении соединений состава KrF<sub>4</sub>, KrO<sub>3</sub>·H<sub>2</sub>O и BaKrO<sub>4</sub>. Позже их существование было опровергнуто<ref>Успехи химии. — 1974. — Т. 43, № 12, стр. 2179</ref>.
В 1965 году было заявлено о получении соединений состава KrF<sub>4</sub>, KrO<sub>3</sub>·H<sub>2</sub>O и BaKrO<sub>4</sub>. Позже их существование было опровергнуто<ref>Успехи химии. — 1974. — Т. 43, № 12, стр. 2179</ref>.


В 2003 году в Финляндии было получено первое соединение со связью C−Kr (HKrC≡CH — гидрокриптоацетилен) путём фотолиза криптона и [[ацетилен]]а на криптонной матрице<ref>[http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja0355269?journalCode=jacsat&quickLinkVolume=125&quickLinkPage=6876&volume=125 A Gate to Organokrypton Chemistry: HKrCCH — J. Am. Chem. Soc., 2003, Volume 125, Issue 23, pp. 6876—6877.]{{ref-en}}</ref>.
В 2003 году в Финляндии было получено первое криптонорганическое соединение со связью C−Kr (HKrC≡CH — гидрокриптоацетилен) путём УФ фотолиза твёрдой смеси криптона и [[ацетилен]]а на криптонной матрице при температуре 8 К<ref>{{cite doi|10.1021/ja0355269}}</ref>.


== Изотопы ==
== Изотопы ==
{{Main|Изотопы криптона}}
{{Main|Изотопы криптона}}
На данный момент известны 32 изотопа криптона и ещё 10 возбуждённых изомерных состояний некоторых его [[нуклид]]ов. В природе криптон представлен пятью стабильными нуклидами и одним слаборадиоактивным (период полураспада 2 · 10<sup>21</sup> лет): [[Криптон-78|<sup>78</sup>Kr]] ([[изотопная распространённость]] 0,35 %), [[Криптон-80|<sup>80</sup>Kr]] (2,28 %), [[Криптон-82|<sup>82</sup>Kr]] (11,58 %), [[Криптон-83|<sup>83</sup>Kr]] (11,49 %), [[Криптон-84|<sup>84</sup>Kr]] (57,00 %), [[Криптон-86|<sup>86</sup>Kr]] (17,30 %)<ref name="Nubase2003">Данные приведены по {{Справочник:Nubase2003}}</ref>.
На данный момент известны 32 изотопа криптона и ещё 10 возбуждённых изомерных состояний некоторых его [[нуклид]]ов. В природе криптон представлен пятью стабильными нуклидами и одним слаборадиоактивным (период полураспада {{nobr|2 · 10<sup>21</sup> лет}}): [[Криптон-78|<sup>78</sup>Kr]] ([[изотопная распространённость]] 0,35 %), [[Криптон-80|<sup>80</sup>Kr]] (2,28 %), [[Криптон-82|<sup>82</sup>Kr]] (11,58 %), [[Криптон-83|<sup>83</sup>Kr]] (11,49 %), [[Криптон-84|<sup>84</sup>Kr]] (57,00 %), [[Криптон-86|<sup>86</sup>Kr]] (17,30 %)<ref name="Nubase2003">Данные приведены по {{Справочник:Nubase2003}}</ref>.


== Получение ==
== Получение ==

Получается как побочный продукт в виде криптоно-ксеноновой смеси в процессе разделения воздуха на промышленных установках.
Получается как побочный продукт в виде криптоно-ксеноновой смеси в процессе разделения воздуха на промышленных установках.


В процессе разделения воздуха методом низкотемпературной ректификации производится постоянный отбор фракции жидкого кислорода, содержащей жидкие углеводороды, криптон и ксенон (отбор фракции кислорода с углеводородами необходим для обеспечения взрывобезопасности).
В процессе разделения воздуха методом низкотемпературной ректификации производится постоянный отбор фракции жидкого кислорода, содержащей жидкие углеводороды, криптон и ксенон (отбор фракции кислорода с углеводородами необходим для обеспечения взрывобезопасности).


Для извлечения криптона и ксенона из отбираемой фракции удаляют углеводороды в каталитических печах и направляют в дополнительную ректификационную колонну для удаления кислорода, после обогащения Kr+Xe смеси до 98—99 % её повторно очищают в каталитических печах от углеводородов, а затем в блоке адсорберов, заполненных силикагелем (или другим адсорбентом).
Для извлечения криптона и ксенона из отбираемой фракции удаляют углеводороды в каталитических печах и направляют в дополнительную ректификационную колонну для удаления кислорода, после обогащения Kr+Xe смеси до 98—99 % её повторно очищают в каталитических печах от углеводородов, а затем в блоке адсорберов, заполненных [[Силикагель|силикагелем]] (или другим адсорбентом).


После очистки смеси газов от остатков углеводородов и влаги её закачивают в баллоны для транспортировки на установку разделения Kr и Xe (это связано с тем, что не на каждом предприятии, эксплуатирующем воздухоразделительные установки, существует установка разделения Kr и Xe).
После очистки смеси газов от остатков углеводородов и влаги её закачивают в баллоны для транспортировки на установку разделения Kr и Xe (это связано с тем, что не на каждом предприятии, эксплуатирующем воздухоразделительные установки, существует установка разделения Kr и Xe).


Дальнейший процесс разделения Kr и Xe на чистые компоненты происходит по следующей цепочке: удаление остатков углеводородов на контактной каталитической печи, заполненной окисью меди при температуре 300—400 °C, очистка от влаги в адсорбере, заполненном цеолитом, охлаждение в теплообменнике, многостадийное разделение в нескольких ректификационных колоннах.
Дальнейший процесс разделения Kr и Xe на чистые компоненты происходит по следующей цепочке: удаление остатков углеводородов на контактной каталитической печи, заполненной окисью меди при температуре 300—400 °C; очистка от влаги в адсорбере, заполненном [[цеолит]]ом; охлаждение в теплообменнике; многостадийное разделение в нескольких [[Ректификационная колонна|ректификационных колоннах]].


Процесс разделения смеси криптона и ксенона может вестись как непрерывно, так и циклично, по мере накопления сырья (смеси) для переработки.
Процесс разделения смеси криптона и ксенона может вестись как непрерывно, так и циклично, по мере накопления сырья (смеси) для переработки.
Строка 106: Строка 101:
== Применение ==
== Применение ==
* Производство сверхмощных [[Эксимерный лазер|эксимерных лазеров]] (Kr-F).
* Производство сверхмощных [[Эксимерный лазер|эксимерных лазеров]] (Kr-F).
* Криптон используется для заполнения ламп накаливания, увеличивая срок службы нити накала<ref>{{Из БСЭ|заглавие=Криптон}}</ref>.
* Криптон используется для заполнения [[Лампа накаливания|ламп накаливания]], увеличивая срок службы нити накала<ref>{{БСЭ3|статья = Криптон}}</ref>.
* Как теплоизолятор и шумоизолятор в стеклопакетах.<ref>[https://vseoknatyt.ru/about/articles/which-gas-is-better.html Стеклопакет с аргоном или криптоном: что лучше?<!-- Заголовок добавлен ботом -->]</ref><ref>http://www.double-glazing-info.com/Choosing-your-windows/Air-or-Argon-gap/Argon-and-other-inert-Gases</ref>
* Как теплоизолятор и шумоизолятор в [[стеклопакет]]ах<ref>{{cite web |author = |url = https://vseoknatyt.ru/about/articles/which-gas-is-better.html |deadlink = yes |title = Стеклопакет с аргоном или криптоном: что лучше? |lang = |archiveurl = https://web.archive.org/web/20210418033618/https://vseoknatyt.ru/about/articles/which-gas-is-better.html |archivedate = 2021-04-18}}</ref><ref>[https://web.archive.org/web/20200219125922/www.double-glazing-info.com/Choosing-your-windows/Air-or-Argon-gap/Argon-and-other-inert-Gases Choosing your windows. Energy rating of thermal insulation glass improved.]</ref>.
* Фториды криптона предложены в качестве окислителей ракетного топлива.
* Фториды криптона предложены в качестве окислителей ракетного топлива.
* В период между 1960 и 1983 годом длина волны оранжевой линии спектра излучения <sup>86</sup>Kr служила для определения [[метр]]а<ref>{{Из БСЭ|заглавие=Метр}}</ref>.
* В период между 1960 и 1983 годом длина волны оранжевой линии спектра излучения <sup>86</sup>Kr служила для определения [[метр]]а<ref>{{БСЭ3|статья = Метр}}</ref>.
*[[Рабочее тело]] для [[Электрический ракетный двигатель|электроракетных двигателей]].
* [[Рабочее тело]] для [[Электрический ракетный двигатель|электроракетных двигателей]].
*Единственный ЯМР-активный из стабильных изотопов криптона является <sup>83</sup>Kr. [[Гиперполяризация (физика)|Гиперполяризованный]] <sup>83</sup>Kr использовался в экспериментах на животных на крысах при магнитно-резонансной томографии при исследовании лёгких<ref>{{Статья|ссылка=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1090780708002814|автор=Zackary I. Cleveland, Galina E. Pavlovskaya, Nancy D. Elkins, Karl F. Stupic, John E. Repine|заглавие=Hyperpolarized 83Kr MRI of lungs|год=2008-12-01|язык=en|издание=Journal of Magnetic Resonance|том=195|выпуск=2|страницы=232–237|issn=1090-7807|doi=10.1016/j.jmr.2008.09.020}}</ref>.
* Единственным [[ЯМР]]-активным из стабильных изотопов криптона является <sup>83</sup>Kr. [[Гиперполяризация (физика)|Гиперполяризованный]] <sup>83</sup>Kr использовался в экспериментах на крысах при магнитно-резонансной томографии при исследовании лёгких<ref>{{статья |ссылка = http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1090780708002814 |автор = Cleveland Z. I. et al. |заглавие = Hyperpolarized <sup>83</sup>Kr MRI of lungs |издание = Journal of Magnetic Resonance |год = 2008 |том = 195 |выпуск = 2 |страницы = 232–237 |язык = en |issn = 1090-7807 |doi = 10.1016/j.jmr.2008.09.020}}</ref>.


== Биологическая роль ==
== Биологическая роль ==
Воздействие криптона на живые организмы изучено плохо. Исследуются возможности его использования в водолазном деле в составе дыхательных смесей и при повышенном давлении как средство для анестезии<ref>[http://www.imbp.ru/webpages/win1251/Science/DisserSov/Abstracts/Kussmaul.html Куссмауль А. Р. ''Биологическое действие криптона на животных и человека в условиях повышенного давления'' — Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук — Москва — 2007]</ref>.
Воздействие криптона на живые организмы изучено плохо. Исследуются возможности его использования в водолазном деле в составе дыхательных смесей и при повышенном давлении как средство для анестезии<ref name=kus07a>''Куссмауль А. Р.'' [http://www.imbp.ru/webpages/win1251/Science/DisserSov/Abstracts/Kussmaul.html Биологическое действие криптона на животных и человека в условиях повышенного давления] {{Wayback|url=http://www.imbp.ru/webpages/win1251/Science/DisserSov/Abstracts/Kussmaul.html |date=20111006192703 }}. — Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук. — М., 2007;</ref><ref name=kus07>''Куссмауль А. Р.'' [http://www.dissercat.com/content/biologicheskoe-deistvie-kriptona-na-zhivotnykh-i-cheloveka-v-usloviyakh-povyshennogo-davleni Физиологические эффекты газовых смесей, содержащих криптон и ксенон] {{Wayback|url=http://www.dissercat.com/content/biologicheskoe-deistvie-kriptona-na-zhivotnykh-i-cheloveka-v-usloviyakh-povyshennogo-davleni |date=20170806221712 }}. Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук. — М., 2007. — 191 с.</ref>.


=== Физиологическое действие ===
=== Физиологическое действие ===
Большое количество вдыхаемого криптона при недостаточном количестве кислорода может привести к [[удушье|удушью]].
Большое количество вдыхаемого криптона при недостаточном количестве кислорода может привести к [[удушье|удушью]].


При вдыхании газовых смесей, содержащих криптон, при давлении более 3,5 [[Атмосфера (единица измерения)|атмосфер]] наблюдается наркотический эффект<ref>[http://www.dissercat.com/content/biologicheskoe-deistvie-kriptona-na-zhivotnykh-i-cheloveka-v-usloviyakh-povyshennogo-davleni Б. Н. Павлов, Н. Б. Павлов, А. Р. Куссмауль, М. А. Богачева, А. И. Григорьев ''Физиологические эффекты газовых смесей, содержащих криптон и ксенон'']</ref>.
При вдыхании газовых смесей, содержащих криптон, при давлении более 3,5 [[Атмосфера (единица измерения)|атмосфер]] наблюдается наркотический эффект<ref name=kus07/><ref name=kus07a/>.


== Примечания ==
== Примечания ==
Строка 125: Строка 120:


== Литература ==
== Литература ==
* {{ХЭ|автор=Легасов В. А., Соколов В. Б.|статья=Криптон|т=2|с=523}}
* {{книга |заглавие = Химическая энциклопедия |ответственный = Редкол.: Кнунянц И.Л. и др. |место = М. |издательство = Советская энциклопедия |год = 1990 |том = 2 (Даф-Мед)|страниц = 671 |isbn = 5-82270-035-5 }}


== Ссылки ==
== Ссылки ==
{{навигация}}
{{навигация}}
* [https://www.youtube.com/watch?v=JPdDIIut2FE&feature=endscreen&NR=1 Физические демонстрационные опыты с криптоном в программе «Галилео» (на сайте [[YouTube]])]
* [https://www.youtube.com/watch?v=JPdDIIut2FE&feature=endscreen&NR=1 Физические демонстрационные опыты с криптоном в программе «Галилео» (на сайте [[YouTube]])]
* [www.mining-enc.ru/k/kripton/ Криптон] на сайте «[[Горная энциклопедия|Горной энциклопедии]]»
* [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Kr/key.html Криптон на Webelements]
* [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Kr/key.html Криптон на Webelements]
* [http://n-t.ru/ri/ps/pb036.htm Криптон в Популярной библиотеке химических элементов]
* [http://n-t.ru/ri/ps/pb036.htm Криптон в Популярной библиотеке химических элементов]
Строка 137: Строка 131:
{{Периодическая система элементов}}
{{Периодическая система элементов}}


⚫
[[Категория:Криптон]]
[[Категория:Благородные газы]]
[[Категория:Благородные газы]]
⚫
[[Категория:Криптон| ]]

{{спам-ссылки|1=
* www.mining-enc.ru
|2=1}}

Текущая версия от 07:58, 18 июня 2024

У этого термина существуют и другие значения, см. Криптон (значения).
Криптон
← Бром | Рубидий →
36 Ar
↑
Kr
↓
Xe
Периодическая система элементовВодородГелийЛитийБериллийБорУглеродАзотКислородФторНеонНатрийМагнийАлюминийКремнийФосфорСераХлорАргонКалийКальцийСкандийТитанВанадийХромМарганецЖелезоКобальтНикельМедьЦинкГаллийГерманийМышьякСеленБромКриптонРубидийСтронцийИттрийЦирконийНиобийМолибденТехнецийРутенийРодийПалладийСереброКадмийИндийОловоСурьмаТеллурИодКсенонЦезийБарийЛантанЦерийПразеодимНеодимПрометийСамарийЕвропийГадолинийТербийДиспрозийГольмийЭрбийТулийИттербийЛютецийГафнийТанталВольфрамРенийОсмийИридийПлатинаЗолотоРтутьТаллийСвинецВисмутПолонийАстатРадонФранцийРадийАктинийТорийПротактинийУранНептунийПлутонийАмерицийКюрийБерклийКалифорнийЭйнштейнийФермийМенделевийНобелийЛоуренсийРезерфордийДубнийСиборгийБорийХассийМейтнерийДармштадтийРентгенийКоперницийНихонийФлеровийМосковийЛиверморийТеннессинОганесон
Периодическая система элементов
36Kr
Внешний вид простого вещества
Свечение криптона в газоразрядной трубке
Свойства атома
Название, символ, номер Крипто́н / Krypton (Kr), 36
Группа, период, блок 18 (устар. 8), 4,
p-элемент
Атомная масса
(молярная масса)		 83,798(2)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация [Ar] 3d104s24p6
1s22s22p63s23p63d104s24p6
Радиус атома 198 пм[2]; 88[3] пм
Химические свойства
Ковалентный радиус 109 пм[2]; 116[3] пм
Радиус иона 169[3] пм
Электроотрицательность 3,0 (шкала Полинга)
Электродный потенциал 0
Степени окисления 0, +2
Энергия ионизации
(первый электрон)		 1350,0 (13,99) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.) (жидкий, при −153 °C) 2,155 г/см3, при н.у. 0,003749 г/см³
Температура плавления 115,78 К (−157,37 °C)
Температура кипения 119,93 К (−153,415 °C)
Мол. теплота плавления 1,6 кДж/моль
Мол. теплота испарения 9,05 кДж/моль
Молярная теплоёмкость 20,79[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём 22,4⋅103 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки Кубическая
гранецентрированая
Параметры решётки 5,638 Å
Температура Дебая 72 K
Прочие характеристики
Теплопроводность (300 K) 0,0095 Вт/(м·К)
Номер CAS 7439-90-9
Эмиссионный спектр
36
Криптон
83,798
3d104s24p6

Крипто́н (химический символ — Kr, от лат. Krypton) — химический элемент 18-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы восьмой группы, VIIIA), четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 36.

Простое вещество криптон — тяжёлый инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха.

История

[править | править код]

В 1898 году Уильям Рамзай совместно со своим ассистентом Морисом Уильямом Траверсом выделил из жидкого воздуха, предварительно удалив кислород, азот и аргон, смесь, в которой спектральным методом были открыты два газа: криптон (от др.-греч. κρυπτός — «скрытый», «секретный») и ксенон («чуждый», «необычный»)[4]

Нахождение в природе

[править | править код]

Содержание в атмосферном воздухе 1,14⋅10-4% по объёму, общие запасы в атмосфере 5,3⋅1012м³. В 1 м³ воздуха содержится около 1 см³ криптона.

Получение криптона из воздуха является энергоёмким процессом. Для получения единицы объёма криптона ректификацией сжиженного воздуха нужно переработать более миллиона единиц объёмов воздуха.

В литосфере Земли стабильные изотопы криптона (через цепочку распадов нестабильных нуклидов) образуются при спонтанном ядерном делении долгоживущих радиоактивных элементов (торий, уран), этот процесс обогащает атмосферу этим газом. В газах ураносодержащих минералов содержится 2,5—3,0 % криптона (по массе)[2].

В остальной части Вселенной криптон встречается в более высоких пропорциях, сравнимых с литием, галлием и скандием[5]. Соотношение криптона и водорода во Вселенной в основном постоянно. Из этого можно сделать вывод, что межзвёздное вещество богато криптоном[6]. Криптон также обнаружили в белом карлике RE 0503-289. Измеренное количество в 450 раз превышало солнечное, но причина такого высокого содержания криптона до сих пор неизвестна[7].

Определение

[править | править код]

Качественно криптон обнаруживают с помощью эмиссионной спектроскопии (характеристические линии 557,03 нм и 431,96 нм). Количественно его определяют масс-спектрометрически, хроматографически, а также методами абсорбционного анализа[2].

Физические свойства

[править | править код]

Криптон — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха (при давлении 6 атмосфер приобретает острый запах, похожий на запах хлороформа[8]). Плотность при стандартных условиях 3,745 кг/м3 (в 3 раза тяжелее воздуха)[2]. При нормальном давлении криптон сжижается при температуре 119,93 К (−153,415 °C), затвердевает при 115,78 К (−157,37 °C), образуя кристаллы кубической сингонии (гранецентрированная решётка), пространственная группа Fm3m, параметры ячейки a = 0,572 нм, Z = 4. Таким образом, в жидкой фазе он существует лишь в диапазоне температур около четырёх градусов. Плотность жидкого криптона при температуре кипения составляет 2,412 г/см3, плотность твёрдого криптона при абсолютном нуле равна 3,100 г/см3[2].

Критическая температура 209,35 К, критическое давление 5,50 МПа (55,0 бар), критическая плотность 0,908 г/см3. Тройная точка криптона находится при температуре 115,78 К, его плотность при этом 2,826 г/см3[уточнить][2].

Молярная теплоёмкость при постоянном давлении 20,79 Дж/(моль·К). Теплота плавления 1,6 кДж/моль, теплота испарения 9,1 кДж/моль[2].

При стандартных условиях динамическая вязкость криптона составляет 23,3 мкПа·с, теплопроводность 8,54 мВт/(м·К), коэффициент самодиффузии 7,9·10−6 м2/с[2].

Диамагнитен. Магнитная восприимчивость −2,9·10−5. Поляризуемость 2,46·10−3 нм3[2].

Энергия ионизации 13,9998 эВ (Kr0 → Kr+), 24,37 эВ (Kr+ → Kr2+)[2].

Сечение захвата тепловых нейтронов у природного криптона около 28 барн[2].

Растворимость в воде при стандартном давлении 1 бар равна 0,11 л/кг (0 °C), 0,054 л/кг (25 °C). Образует с водой клатраты состава Kr·5,75H2O, разлагающиеся при температуре выше −27,7 °C. Образует клатраты также с некоторыми органическими веществами (фенол, толуол, ацетон и др.)[2].

Заполненная криптоном газоразрядная трубка

Химические свойства

[править | править код]

Криптон химически инертен. В жёстких условиях реагирует со фтором, образуя дифторид криптона. Относительно недавно было получено первое соединение со связями Kr−O (Kr(OTeF5)2)[9].

В 1965 году было заявлено о получении соединений состава KrF4, KrO3·H2O и BaKrO4. Позже их существование было опровергнуто[10].

В 2003 году в Финляндии было получено первое криптонорганическое соединение со связью C−Kr (HKrC≡CH — гидрокриптоацетилен) путём УФ фотолиза твёрдой смеси криптона и ацетилена на криптонной матрице при температуре 8 К[11].

Изотопы

[править | править код]
Основная статья: Изотопы криптона

На данный момент известны 32 изотопа криптона и ещё 10 возбуждённых изомерных состояний некоторых его нуклидов. В природе криптон представлен пятью стабильными нуклидами и одним слаборадиоактивным (период полураспада 2 · 1021 лет): 78Kr (изотопная распространённость 0,35 %), 80Kr (2,28 %), 82Kr (11,58 %), 83Kr (11,49 %), 84Kr (57,00 %), 86Kr (17,30 %)[12].

Получение

[править | править код]

Получается как побочный продукт в виде криптоно-ксеноновой смеси в процессе разделения воздуха на промышленных установках.

В процессе разделения воздуха методом низкотемпературной ректификации производится постоянный отбор фракции жидкого кислорода, содержащей жидкие углеводороды, криптон и ксенон (отбор фракции кислорода с углеводородами необходим для обеспечения взрывобезопасности).

Для извлечения криптона и ксенона из отбираемой фракции удаляют углеводороды в каталитических печах и направляют в дополнительную ректификационную колонну для удаления кислорода, после обогащения Kr+Xe смеси до 98—99 % её повторно очищают в каталитических печах от углеводородов, а затем в блоке адсорберов, заполненных силикагелем (или другим адсорбентом).

После очистки смеси газов от остатков углеводородов и влаги её закачивают в баллоны для транспортировки на установку разделения Kr и Xe (это связано с тем, что не на каждом предприятии, эксплуатирующем воздухоразделительные установки, существует установка разделения Kr и Xe).

Дальнейший процесс разделения Kr и Xe на чистые компоненты происходит по следующей цепочке: удаление остатков углеводородов на контактной каталитической печи, заполненной окисью меди при температуре 300—400 °C; очистка от влаги в адсорбере, заполненном цеолитом; охлаждение в теплообменнике; многостадийное разделение в нескольких ректификационных колоннах.

Процесс разделения смеси криптона и ксенона может вестись как непрерывно, так и циклично, по мере накопления сырья (смеси) для переработки.

Применение

[править | править код]

Биологическая роль

[править | править код]

Воздействие криптона на живые организмы изучено плохо. Исследуются возможности его использования в водолазном деле в составе дыхательных смесей и при повышенном давлении как средство для анестезии[18][19].

Физиологическое действие

[править | править код]

Большое количество вдыхаемого криптона при недостаточном количестве кислорода может привести к удушью.

При вдыхании газовых смесей, содержащих криптон, при давлении более 3,5 атмосфер наблюдается наркотический эффект[19][18].

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ Meija J. et al. Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2016. — Vol. 88, no. 3. — P. 265—291. — doi:10.1515/pac-2015-0305.
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Легасов В. А., Соколов В. Б. Криптон // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2: Даффа — Меди. — С. 523. — 671 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-035-5.
  3. ↑ 1 2 3 Size of krypton in several environments (англ.). www.webelements.com. Дата обращения: 6 августа 2009. Архивировано 4 сентября 2009 года.
  4. ↑ Криптон: история открытия элемента. www.chem.msu.su. Дата обращения: 13 мая 2020. Архивировано 17 февраля 2020 года.
  5. ↑ A. G. W. Cameron. Abundances of the Elements in the Solar System (англ.) // Space Science Reviews. — 1973-09. — Vol. 15, iss. 1. — P. 121–146. — ISSN 0038-6308. — doi:10.1007/BF00172440. Архивировано 5 августа 2020 года.
  6. ↑ Stefan I. B. Cartledge, J. T. Lauroesch, David M. Meyer, Ulysses J. Sofia, Geoffrey C. Clayton. Interstellar Krypton Abundances: The Detection of Kiloparsec-scale Differences in Galactic Nucleosynthetic History* (англ.) // The Astrophysical Journal. — 2008 November 10. — Vol. 687, iss. 2. — P. 1043. — ISSN 0004-637X. — doi:10.1086/592132. Архивировано 27 июня 2018 года.
  7. ↑ Klaus Werner, Thomas Rauch, Ellen Ringat, Jeffrey W. Kruk. FIRST DETECTION OF KRYPTON AND XENON IN A WHITE DWARF (англ.) // The Astrophysical Journal. — 2012-06-13. — Vol. 753, iss. 1. — P. L7. — ISSN 2041-8213 2041-8205, 2041-8213. — doi:10.1088/2041-8205/753/1/l7.
  8. ↑ О чём пишут научно-популярные журналы мира // Наука и жизнь. — М., 1989. — № 6. — С. 66.
  9. ↑ Four Decades of Fluorine Chemistry at McMaster. Архивная копия от 7 июня 2009 на Wayback Machine (англ.)
  10. ↑ Успехи химии. — 1974. — Т. 43, № 12, стр. 2179
  11. ↑ Khriachtchev L. et al. A Gate to Organokrypton Chemistry:  HKrCCH (англ.) // Journal of the American Chemical Society. — 2003. — Vol. 125, no. 23. — P. 6876—6877. — ISSN 0002-7863. — doi:10.1021/ja0355269. [исправить]
  12. ↑ Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode: 2003NuPhA.729....3A.Открытый доступ
  13. ↑ Криптон // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  14. ↑ Стеклопакет с аргоном или криптоном: что лучше? Архивировано из оригинала 18 апреля 2021 года.
  15. ↑ Choosing your windows. Energy rating of thermal insulation glass improved.
  16. ↑ Метр // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  17. ↑ Cleveland Z. I. et al. Hyperpolarized 83Kr MRI of lungs (англ.) // Journal of Magnetic Resonance. — 2008. — Vol. 195, iss. 2. — P. 232–237. — ISSN 1090-7807. — doi:10.1016/j.jmr.2008.09.020.
  18. ↑ 1 2 Куссмауль А. Р. Биологическое действие криптона на животных и человека в условиях повышенного давления Архивная копия от 6 октября 2011 на Wayback Machine. — Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук. — М., 2007;
  19. ↑ 1 2 Куссмауль А. Р. Физиологические эффекты газовых смесей, содержащих криптон и ксенон Архивная копия от 6 августа 2017 на Wayback Machine. Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук. — М., 2007. — 191 с.

Литература

[править | править код]

Ссылки

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Криптон&oldid=138428678