Криптон: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
[непроверенная версия][отпатрулированная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
Нет описания правки
м откат правок 37.144.207.60 (обс.) к версии Юрий Владимирович Л.
Метка: откат
Строка 35: Строка 35:


{{Элемент периодической системы|align=center|fontsize=100%|number=36}}
{{Элемент периодической системы|align=center|fontsize=100%|number=36}}
'''Крипто́н''' — {{ХимЭлементПреамбула
РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!! РУССКИЕ ВПЕРЁД!!!
|атомный_номер = 36
|атомная_масса = 83,798(2)
|mu_ссылка =<ref name="iupac atomic weights"/>
|символ = '''Kr'''
|этимология_символа =от {{lang-la|Krypton}}
}} [[Простое вещество]] '''криптон''' — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха.
{{-|left}}
{{-|left}}


Версия от 19:38, 21 января 2019

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
Криптон в сосуде
инертный газ без цвета, вкуса и запаха
Свойства атома
Название, символ, номер Крипто́н / Krypton (Kr), 36
Атомная масса
(молярная масса)		 83,798(2)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация [Ar] 3d10 4s2 4p6
Радиус атома ? (88)[2] пм
Химические свойства
Ковалентный радиус 116[2] пм
Радиус иона 169[2] пм
Электроотрицательность 3,0 (шкала Полинга)
Электродный потенциал 0
Степени окисления +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[3] Дж/(K·моль)
Молярный объём 32,2 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 элемент с атомным номером 36[4]. Принадлежит к 18-й группе периодической таблицы химических элементов (по устаревшей короткой форме периодической системы принадлежит к главной подгруппе VIII группы, или к группе VIIIA), находится в четвёртом периоде таблицы. Атомная масса элемента 83,798(2) а. е. м.[1] Обозначается символом Kr (от лат. Krypton). Простое вещество криптон — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха.

История

В 1898 году английский учёный Уильям Рамзай выделил из жидкого воздуха, предварительно удалив кислород, азот и аргон, смесь, в которой спектральным методом были открыты два газа: криптон (от греч. κρυπτός — «скрытый», «секретный») и ксенон («чуждый», «необычный»).

Нахождение в природе

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)[3].

Определение

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[3].

Физические свойства

Криптон — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха (при давлении 6 атмосфер приобретает острый запах, похожий на запах хлороформа[5]). Плотность при стандартных условиях 3,745 кг/м3 (в 3 раза тяжелее воздуха)[3]. 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[3].

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[3].

Молярная теплоёмкость при постоянном давлении 20,79 Дж/(моль·К). Теплота плавления 1,6 кДж/моль, теплота испарения 9,1 кДж/моль[3].

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[3].

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

Энергия ионизации 13,9998 эВ (Kr0 → Kr+), 24,37 эВ (Kr+ → Kr2+)[3].

Сечение захвата тепловых нейтронов у природного криптона около 28 барн[3].

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.)[3].

Заполненная криптоном газоразрядная трубка


Химические свойства

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)[6].

В 1965 году было заявлено о получении соединений состава KrF4, KrO3·H2O и BaKrO4. Позже их существование было опровергнуто[7].

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

Изотопы

Основная статья: Изотопы криптона

На данный момент известны 31 изотоп криптона и ещё 10 возбуждённых изомерных состояний некоторых его нуклидов. В природе криптон представлен пятью стабильными нуклидами и одним слаборадиоактивным: 78Kr (изотопная распространённость 0,35 %), 80Kr (2,28 %), 82Kr (11,58 %), 83Kr (11,49 %), 84Kr (57,00 %), 86Kr (17,30 %)[9].

Получение

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 Kr и Xe из отбираемой фракции удаляют углеводороды в каталитических печах при t=500—600 °C 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, подача на разделение в ректификационной колонне № 1, где из кубового пространства (нижняя часть ректификационной колонны) колонны отбирается жидкий Xe и направляется в колонну № 3, где он доочищается от примеси Kr, а затем выкачивается при помощи мембранного компрессора в баллоны. Газообразный Kr отбирается из-под крышки конденсатора колонны № 1 и направляется в колонну № 2, где он очищается от остатков азота, кислорода, аргона (температура их кипения значительно ниже температуры кипения криптона). Из кубового пространства колонны № 2 отбирается чистый криптон и закачивается мембранным компрессором в баллоны.

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

Применение

  • Производство сверхмощных эксимерных лазеров (Kr-F).
  • Криптон используется для заполнения ламп накаливания, увеличивая срок службы нити накала[10].
  • Фториды криптона предложены в качестве окислителей ракетного топлива.
  • В период между 1960 и 1983 годом длина волны оранжевой линии спектра излучения 86Kr служила для определения метра[11].

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[12].

Физиологическое действие

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[13].

Примечания

  1. ↑ 1 2 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 Size of krypton in several environments (англ.). www.webelements.com. Дата обращения: август 2009.
  3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 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.
  4. ↑ Таблица Менделеева на сайте ИЮПАК.
  5. ↑ О чём пишут научно-популярные журналы мира // Наука и жизнь. — М.: «Правда», 1989. — № 6. — С. 66.
  6. ↑ Four Decades of Fluorine Chemistry at McMaster. (англ.)
  7. ↑ Успехи химии. — 1974. — Т. 43, № 12, стр. 2179
  8. ↑ A Gate to Organokrypton Chemistry: HKrCCH — J. Am. Chem. Soc., 2003, Volume 125, Issue 23, pp. 6876—6877. (англ.)
  9. ↑ 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
  10. ↑ Криптон — статья из Большой советской энциклопедии. 
  11. ↑ Метр — статья из Большой советской энциклопедии. 
  12. ↑ 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
  13. ↑ Б. Н. Павлов, Н. Б. Павлов, А. Р. Куссмауль, М. А. Богачева, А. И. Григорьев Физиологические эффекты газовых смесей, содержащих криптон и ксенон

Литература

  • Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2 (Даф-Мед). — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5.

Ссылки

Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Криптон&oldid=97630351