Криптон это металл или нет

Криптон

Криптон
Инертный газ без цвета, вкуса и запаха
Название, символ, номер Криптон / Krypton (Kr), 36 Атомная масса
(молярная масса) 83,798(2) а. е. м. (г/моль) Электронная конфигурация [Ar] 3d 10 4s 2 4p 6 Радиус атома ? (88) пм Ковалентный радиус 116 пм Радиус иона 169 пм Электроотрицательность 3,0 (шкала Полинга) Электродный потенциал Степени окисления +2 (с фтором) Энергия ионизации
(первый электрон) 1350,0 (13,99) кДж/моль (эВ) Плотность (при н. у.) (жидкий, при −153 °C) 2,155 г/см 3 , при н.у. 0,003749 г/см³ Температура плавления 115,78 К (−157,37 °C) Температура кипения 119,93 К (−153,415 °C) Уд. теплота плавления 1,6 кДж/моль Уд. теплота испарения 9,05 кДж/моль Молярная теплоёмкость 20,79 Дж/(K·моль) Молярный объём 32,2 см³/моль Структура решётки кубическая
гранецентрированая Параметры решётки 5,638 Å Температура Дебая 72 K Теплопроводность (300 K) 0,0095 Вт/(м·К) Номер CAS 7439-90-9

Криптон — химический элемент с атомным номером 36. 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. . Обозначается символом Kr (от лат. Krypton ). Простое вещество криптон — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Нахождение в природе
  • 3 Определение
  • 4 Физические свойства
  • 5 Химические свойства
  • 6 Изотопы
  • 7 Получение
  • 8 Применение
  • 9 Биологическая роль
    • 9.1 Физиологическое действие

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⋅10 12 м³. 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).

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.

Физические свойства

Криптон — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха (при давлении 6 атмосфер приобретает острый запах, похожий на запах хлороформа). Плотность при стандартных условиях 3,745 кг/м 3 (в 3 раза тяжелее воздуха). 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/см 3 , плотность твёрдого криптона при абсолютном нуле равна 3,100 г/см 3 .

Критическая температура 209,35 К, критическое давление 5,50 МПа ( 55,0 бар ), критическая плотность 0,908 г/см 3 . Тройная точка криптона находится при температуре 115,78 К , его плотность при этом 2,826 г/см 3 .

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

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

Диамагнитен. Магнитная восприимчивость −2,9·10 −5 . Поляризуемость 2,46·10 −3 нм 3 .

Энергия ионизации 13,9998 эВ ( Kr 0 → Kr + ), 24,37 эВ ( Kr + → Kr 2+ ).

Сечение захвата тепловых нейтронов у природного криптона около 28 барн .

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.).

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).

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

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

Изотопы

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: 78 Kr (изотопная распространённость 0,35 %), 80 Kr (2,28 %), 82 Kr (11,58 %), 83 Kr (11,49 %), 84 Kr (57,00 %), 86 Kr (17,30 %).

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.
  • Как теплоизолятор и шумоизолятор в стеклопакетах.
  • Фториды криптона предложены в качестве окислителей ракетного топлива.
  • В период между 1960 и 1983 годом длина волны оранжевой линии спектра излучения 86 Kr служила для определения метра.
  • Рабочее тело для электроракетных двигателей.

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.

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.

Источник

Криптон

Крипто́н / Krypton (Kr), 36

[Ar] 3d 10 4s 2 4p 6

3,0 (шкала Полинга)

Термодинамические свойства простого вещества Плотность (при н. у.)

(при −153 °C)2,155 г/см³

Кристаллическая решётка простого вещества Структура решётки

(300 K) 0,0095 Вт/(м·К)

Крипто́н — элемент главной подгруппы восьмой группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 36. Обозначается символом Kr (лат. Krypton ). Простое вещество криптон (CAS-номер: 7439-90-9) — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха.

Содержание

История

Входит в группу инертных газов в периодической таблице. В 1898 году английский учёный У. Рамзай выделил из жидкого воздуха (предварительно удалив кислород, азот и аргон) смесь, в которой спектральным методом были открыты два газа: криптон («скрытый», «секретный») и ксенон («чуждый», «необычный»).

Происхождение названия

От греч. κρυπτός — скрытый.

Нахождение в природе

Во Вселенной

Земная литосфера и атмосфера

Компонент атмосферного воздуха Земли. Его концентрация в сухом воздухе составляет 0,000114 массовых и 0,0003 объёмных процентов.

Получение криптона из воздуха энергоёмко, так, для получения единицы объёма криптона ректификацией ожиженного воздуха, нужно переработать более миллиона единиц объёмов воздуха.

Также, 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.

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 [2] .

Физические свойства

Криптон — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха. В 3 раза тяжелее воздуха.

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) [3] .

В 1965 году было заявлено о получении соединений состава KrF4, KrO3·H2O и BaKrO4. Позже их существование было опровергнуто [4] .

В 2003 году в Финляндии было получено первое соединение со связью C-Kr (HKrC≡CH — гидрокриптоацетилен) путём фотолиза криптона и ацетилена на криптонной матрице [5] .

Изотопы

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: изотопная распространённость 0,35 %), [6] .

Получение

В этом разделе не хватает ссылок на источники информации.

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 дополнительный 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

В этом разделе не хватает ссылок на источники информации.
  • Производство сверхмощных эксимерных лазеров (Kr-F).
  • Криптон используют в энергосберегающих лампочках. Он помогает лампам меньше отдавать тепла и больше светить.
  • Фториды криптона предложены в качестве окислителей ракетного топлива и в качестве компонента для накачки боевых лазеров.
  • Используется в качестве заполнения пространства между стёклами в стеклопакете для придания стеклопакету повышенных теплофизических (он обладает пониженной теплопроводностью) и звукоизоляционных свойств.

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 [7] .

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 [8] .

При давлении 6 атмосфер криптон приобретает острый запах, похожий на запах хлороформа [9] .

Источник

Читайте также:  Фрезерование металла на сверлильном станке
Поделиться с друзьями
Металл
Adblock
detector