483 Shares 6333 views

Krypton jest pierwiastkiem chemicznym. Formuła Krypton

Na naszej planecie istnieje wiele różnych związków, substancji organicznych i mineralnych. Tak więc ponad pół miliona struktur ze świata organicznego i ponad 500 tysięcy osób na zewnątrz jest otwarte, syntetyzowane i wykorzystywane przez człowieka. I co roku liczba ta rośnie, gdy rozwój przemysłu chemicznego nie zachodzi, kraje świata aktywnie rozwijają i promują ten przemysł.


Ale to nie jest nawet zaskakujące. I fakt, że cała ta różnorodność substancji zbudowana jest tylko z 118 pierwiastków chemicznych. To naprawdę fajne! Okresowy układ pierwiastków chemicznych jest podstawą, która graficznie odzwierciedla różnorodność ekologicznego i nieorganicznego świata.

Klasyfikacja pierwiastków chemicznych

Istnieje kilka możliwości klasyfikacji tych struktur. Stół chemiczny Mendeleyeva podzielony jest na dwie grupy:

  • Elementy-metale (większość);
  • Niedźwiedzi (mniejsza część).

W tym przypadku pierwszy składa się z elementów, które znajdują się poniżej konwencjonalnej granicy przekątnej od boru do aktyny, a drugie to powyżej. Istnieją jednak wyjątki od tej klasyfikacji, na przykład cyny (istnieje w formie alfa i beta, z których jeden jest metal, a drugi jest niemetaliczny). Dlatego nie można tak nazwać takiej wersji działu.

Również okresowy układ pierwiastków chemicznych można klasyfikować w zależności od właściwości tego ostatniego.

  1. Posiadanie podstawowych właściwości (środków redukujących) to typowe metale, elementy 1,2 grupy głównych podgrup (z wyjątkiem berylu).
  2. Posiadające właściwości kwasowe (utleniacze) są typowymi niemetalami. Elementy 6,7 grup głównych podgrup.
  3. Właściwości amfoteryczne (podwójne) to wszystkie metale podgrup i niektóre z głównych.
  4. Elementami są niemetale, które manifestują się zarówno jako czynniki redukujące, jak i jako utleniacze (w zależności od warunków reakcji).

Częściej jest to badanie pierwiastków chemicznych. 8. stopień szkoły zakłada wstępne badanie wszystkich struktur z zapamiętaniem symbolu, nazwy i wymowy w języku rosyjskim. Jest to obowiązkowy warunek właściwego opanowania chemii w przyszłości, podstawę wszystkiego. Stół chemiczny Mendeleyeva zawsze znajduje się w obszarze widzenia dzieci, ale mimo to śledzi ich najpowszechniejszą i chemiczną aktywność.

Specjalna grupa w tym systemie jest ósma z rzędu. Jej elementy w podgrupie głównej to gazy obojętne – szlachetne dla ich ukończonych muszli elektronicznych, a co za tym idzie – niska aktywność chemiczna. Jeden z nich – krypton, pierwiastek chemiczny pod numerem 36 – zostanie szczegółowo rozważony przez nas. Pozostali jego bracia w stole są również szlachetnymi gazami i są powszechnie używani przez człowieka.

Krypton jest pierwiastkiem chemicznym

Ten mieszkaniec Okresowego Stołu znajduje się w czwartym okresie, ósmej grupy, głównej podgrupy. Numer seryjny, a więc liczba elektronów i ładunek jądra (liczba protonów) = 36. Stąd możemy wywnioskować, jaka będzie elektroniczna formuła kryptonu. Napiszmy to: + 36 Kr 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 .

Jest oczywiste, że zewnętrzny poziom energii atomu jest całkowicie zakończony. To decyduje o bardzo małej aktywności chemicznej tego pierwiastka. Niemniej jednak w pewnych warunkach nadal można powodować takie stabilne gazy, jak krypton wpada w pewne reakcje. Element chemiczny, a raczej jego pozycja w układzie, struktura elektroniczna, pozwala uzyskać jedną ważniejszą cechę atomu: walencyjność. Oznacza to zdolność do tworzenia wiązań chemicznych.

Zwykle mówimy, że niemal nie zawsze jest dla niewykorzystanego stanu atomów równa liczbie grupy, w której jest (liczona od pierwszego do czwartego w kolejności, a następnie na odwrót, 1234321). Jednakże wartościowość kryptonu w tym kontekście nie pasuje, ponieważ bez przesłania dodatkowej energii, czyli bez wzbudzenia atomu, jest bezwzględnie bezwzględna, a jej wartość jest zerowa.

Jeśli jednak do osiągnięcia pobudzenia atomu, elektrony można rozdzielić i przełączyć na wolny 4d orbital. Stąd możliwe wartości krypton: 2,4,6. Stopnie utleniania odpowiadające znakowi + (+2, + 4, + 6).

Historia odkrycia

Po odkryciu obojętnych gazów – argonu w 1894 r., Hel w 1985 r. – przewidzieć i potwierdzić możliwość istnienia innych podobnych gazów w przyrodzie, naukowcy nie podjęli szczególnego wysiłku. Główne wysiłki na tej drodze zostały zrobione przez W. Ramsay, który również odkrył argon. Słusznie wierzył, że w powietrzu wciąż są obojętne gazy, ale ich liczba jest tak mało znacząca, że technologia nie może ustalić ich obecności.

Dlatego też krypton został odkryty dopiero po kilku latach. W 1898 r. Gaz neon został uwolniony z powietrza, a następnie inny obojętny związek, który dla trudności w znalezieniu i separacji został określony nazywany krypton. Przecież w tłumaczeniu z języka greckiego "cryptos" oznacza ukryte.

Aby się przez długi czas dowiedzieć, nie było to możliwe, było to bardzo trudne. Fakt ten potwierdza fakt, że jeden milimetr gazu znajduje się w metrach sześciennych powietrza. Oznacza to, że objętość jest mniejsza niż gilz! Aby móc zbadać sprawę, wzbogacało się o sto centymetrów sześciennych ciekłego powietrza. Na szczęście w tym okresie naukowcy zdołali opracować sposoby uzyskiwania i upłynniania powietrza w dużych ilościach. Taki zwrot umożliwił zwycięstwo U. Ramsaya w odkryciu elementu kryptonu.

Dane spektroskopowe potwierdziły wstępne wnioski dotyczące nowej substancji. "Ukryty" gaz ma zupełnie nowe linie w spektrum, które w tamtym czasie nie miały żadnego związku.

Otrzymana prosta substancja i jej wzór

Jeśli krypton jest pierwiastkiem chemicznym związanym z gazami obojętnymi, logiczne jest przypuszczanie, że jego prostą substancją będzie lotna cząsteczka. Tak jest. Prostą substancją kryptonową jest monatomiczny gaz o wzorze Kr. Zwykle jesteśmy przyzwyczajeni do gazów o indeksie "2", na przykład O2, H2 i tak dalej. Ale ten element jest inny ze względu na jego przynależność do rodziny gazów szlachetnych i ukończona elektronowa powłoka atomu.

Właściwości fizyczne

Podobnie jak każdy inny związek, ten ma również swoje właściwości. Właściwości fizyczne kryptonu są następujące.

  1. Bardzo ciężki gaz – trzykrotnie większy niż powietrze.
  2. Nie ma smaku.
  3. Bezbarwny.
  4. Nie ma zapachu.
  5. Temperatura wrzenia wynosi -152 ° C.
  6. Gęstość substancji w normalnych warunkach wynosi 3,74 g / l.
  7. Temperatura topnienia -157,3 ° C
  8. Energia jonizacji jest wysoka, 14 eV.
  9. Elektroujemność jest również dość wysoka – 2,6.
  10. Rozpuszczalny w benzenie, lekko w wodzie. Gdy temperatura cieczy wzrasta, rozpuszczalność maleje. Wymieszać także z etanolem.
  11. W temperaturze pokojowej ma stałą dielektryczną.

Zatem gaz krypton posiada wystarczającą liczbę charakterystyk, aby wchodzić w reakcje chemiczne i być użyteczna dla osoby o jej właściwościach.

Właściwości chemiczne

Jeśli krypton (gaz) jest przenoszony do stanu stałego, krystalizuje się do przestrzennej siatki sześciennej. W tym stanie może również wchodzić w reakcje chemiczne. Są bardzo niewielu, ale nadal istnieją.

Istnieje kilka rodzajów substancji, które zostały uzyskane na podstawie kryptonu.

1. Formuje klatry z wodą: Kr . 5,75H20.

2. Tworzy je substancjami organicznymi:

  • 2,14Kr . 12C6H, OH;
  • 2,14Kr . 12C 6H 5CH3 ;
  • 2Kr . CCl 4 . 17H20;
  • 2Kr . CHCL 3 . 17H20;
  • 2Kr . (CH3) 2CO . 17H20;
  • 0,75 Kr . 3C 6H 4 (OH) 2.

3. W ciężkich warunkach może reagować z fluorem, tzn. Utleniać. Tak więc formuła kryptonu z odczynnikiem przyjmuje postać: KrF2 lub difluorku kryptonu. Stopień utleniania w związku wynosi +2.

4. Niedawno zdołaliśmy zsyntetyzować związek zawierający wiązania pomiędzy kryptonem a tlenem: Kr-O (Kr (OTeF 5 ) 2 ).

5. W Finlandii uzyskano interesujący związek kryptonu z acetylenem, zwany hydrokodoacetylenem: HKrC≡CH.

6. Również istnieje krypton fluorku (+4) KrF 4. Gdy rozpuszcza się w wodzie, związek ten może tworzyć słaby i niestabilny kwas kryptonowy, z którego znane są tylko sole baru BaKrO4.

7. Wzór kryptonu w związkach wytwarzanych z jego difluorku jest następujący:

  • KrF + SbF6 ;
  • Kr 2 F 3 + AuF 6 .

Okazuje się więc, że mimo chemicznej obojętności ten gaz wykazuje właściwości naprawcze i może wchodzić w reakcje chemiczne w bardzo surowych warunkach. To daje chemikom na całym świecie zielone światło w odkrywaniu możliwości "ukrytego" składnika powietrza. Możliwe, że wkrótce zostaną zsyntetyzowane nowe związki, które znajdą szerokie zastosowanie w inżynierii i przemyśle.

Określenie gazu

Istnieje kilka podstawowych sposobów określania tego gazu:

  • Chromatografia;
  • Spektroskopia;
  • Metody analizy absorpcji.

Jest jeszcze kilka elementów, określonych tymi samymi metodami, które zostały również umieszczone w tabeli Mendeleyev. Krypton, ksenon, radon są najcięższymi gazami szlachetnymi i najbardziej nieuchwytnymi. Dlatego ich wykrywanie wymaga tak złożonych metod fizykochemicznych.

Metody uzyskiwania

Główną metodą produkcji jest przetwarzanie skroplonego powietrza. Ale z uwagi na małą zawartość ilościową kryptonu, musi wyrzucić milion metrów sześciennych, aby wydobyć niewielką ilość gazu szlachetnego. Ogólnie proces przebiega w trzech głównych etapach.

  1. Oczyszczanie powietrza na specjalnych kolumnach rozdzielających powietrze. W tym przypadku całkowity przepływ substancji dzieli się na cięższe frakcje – mieszaninę węglowodorów i gazów szlachetnych w ciekłym tlenie, a także lżejsze liczne gazy zanieczyszczeń. Ponieważ większość substancji jest wybuchowych, w kolumnie znajduje się specjalna rura wyładowcza, za pomocą której najcięższe elementy są natychmiast oddzielone. Wśród nich jest krypton. Na wylocie jest silnie skażony obcymi zanieczyszczeniami. Aby uzyskać najczystszy produkt, musi on być poddany szeregu konkretnych zabiegów chemicznych ze specjalnymi rozpuszczalnikami.
  2. Na tym etapie uzyskuje się mieszaninę kryptonu i ksenonu, zanieczyszczoną węglowodorami. Do czyszczenia używaj specjalnych urządzeń, w których mieszanina utleniająca i adsorpcyjna łagodzi większość niepotrzebnych składników. W tym samym czasie mieszanina gazów szlachetnych pozostaje niepodzielna. Ponadto cały proces odbywa się pod wysokim ciśnieniem, powodując przejście gazów do stanu ciekłego.
  3. W ostatnim etapie końcowa mieszanina gazów powinna być oddzielona, aby uzyskać krypton i ksenon o szczególnie wysokiej czystości. W tym celu stworzono specjalną unikatową instalację, technicznie doskonałą dla tego procesu. Rezultatem jest wysokiej jakości produkt w postaci gazowego kryptonu.

Ciekawe, że wszystkie opisane procesy mogą występować cyklicznie, bez zatrzymywania produkcji, jeśli surowiec – powietrze – będzie dostarczony w odpowiedniej ilości. Pozwala to na syntezę gazów szlachetnych, w tym krypton, w bardzo znaczących skalach przemysłowych.

Przechowywanie i transport produktu odbywa się w specjalnych metalowych butlach z odpowiednim napisem. Są pod ciśnieniem, a ich temperatura przechowywania nie przekracza 20 ° C.

Treść w naturze

W warunkach naturalnych nie tylko krypton, ale izotopy. Istnieje sześć odmian o stabilnym charakterze:

  • Krypton-78 – 0,35%;
  • Krypton-80 – 2,28%;
  • Krypton-82 – 11,58%;
  • Krypton-83 – 11,49%;
  • Krypton-84 – 57%;
  • Krypton-86 – 17,3%.

Gdzie znajduje się gaz? Oczywiście, tam, gdzie został po raz pierwszy przydzielony – w powietrzu. Procent jest bardzo mały – tylko 1,14 * 10 -4 %. Również ciągłe uzupełnianie tych cennych rezerw gazu w przyrodzie wynika z reakcji jądrowych w litosferze Ziemi. To właśnie tam powstaje znaczna część stabilnych odmian izotopowych tego pierwiastka.

Używając człowieka

Nowoczesna technologia umożliwia uzyskanie kryptonu z powietrza w dużych ilościach. I jest każdy powód, aby założyć, że wkrótce zastąpi obojętny argon w żarówkach elektrycznych. W końcu wypełnione kryptonem staną się bardziej ekonomiczne: przy takim samym zużyciu energii będą służyć znacznie dłużej i jaśnieją jaśniej. Lepiej też wytrzymać przeciążenia, w porównaniu do tradycyjnych, które są wypełnione mieszaniną azotu i argonu.

Wynika to z nieaktywności dużych i ciężkich cząsteczek kryptonu, które spowalniają przenoszenie ciepła ze szkła lampy do żarnika i redukują odparowanie atomów materii z jej powierzchni.

Ponadto krypton kompaktowy krypton 85 Kr służy do wypełniania specjalnych lamp, ponieważ może emitować promieniowanie beta. Energia promieniowania przekształca się w światło widzialne. Takie lampy składają się ze szklanego cylindra, którego wewnętrzne ściany są pokryte związkiem fosforescencyjnym. Promienie beta izotopu kryptonowego, opadające na tę warstwę, powodują, że jej luminescencja jest wyraźnie widoczna nawet w odległości 500 m.

W odległości do 3 metrów można wyraźnie zobaczyć tekst drukowany. Lampy są trwałe, ponieważ okres półtrwania izotopu krypton 85 wynosi około 10 lat. Urządzenia działają niezależnie od aktualnego źródła i warunków zewnętrznych.

Fluorki kryptonowe są również stosowane jako utleniacze dla paliwa rakietowego. Związek Kr-F jest stosowany do produkcji laserów ekscytacyjnych. W medycynie stosowane są niektóre izotopy kryptonu. Głównie do diagnostyki urządzeń, wykrywania perforacji i przecieków w instalacjach próżniowych, przewidywania i wykrywania korozji, jako kontroli zużycia części urządzeń.

Inną opcją na użycie kryptonu są lampy rentgenowskie, które są wypełnione nimi. Współcześni naukowcy szukają sposobów wykorzystania tego gazu jako wypełniacza w kompozycji mieszanek oddechowych do zanurzenia w wodzie. Można ją zrealizować używając go jako środka znieczulającego w medycynie.