Криптон химические свойства. Газ криптон — происхождение и промышленное применение Где находится криптон

Впервые криптоном был назван газ, выделенный Уильямом Рамзаем из минерала клевеита. Но очень скоро пришлось это имя снять и элемент «закрыть». Английский спектроскопист Уильям Крукс установил, что газ не что иное, как уже известный по солнечному спектру гелий. Спустя три года, в 1898 году, название «криптон» вновь появилось, его присвоили новому элементу, новому инертному газу.

Открыл его опять же Рамзай, и почти случайно - «шел в дверь, попал в другую». Намереваясь выделить гелий из жидкого воздуха, ученый вначале пошел было по ложному следу: он пытался обнаружить гелий в высококипящих фракциях воздуха. Разумеется, гелия, самого низкокипящего из всех газов, там не могло быть, и Рамзай его не нашел. Зато он увидел в спектре тяжелых фракций желтую и зеленую линии в тех местах, где подобных следов не оставлял ни один из известных элементов.

Так был открыт криптон, элемент, имя которого в переводе с греческого значит «скрытный». Название несколько неожиданное для элемента, который сам шел в руки исследователя.

Родословная криптона

Известно, что гелий, радон, почти весь аргон и, вероятно, неон нашей планеты имеют радиогенное происхождение, то есть они - продукты радиоактивного распада. А как обстоит дело с криптоном?

Среди известных природных ядерных процессов, порождающих криптон, наибольший интерес представляет самопроизвольное деление ядер урана и тория.

В 1939 году Г. Н. Флеров и К. А. Петржак установили, что в природе (очень редко) происходит самопроизвольное расщепление ядер урана-238 на два осколка примерно равной массы. Еще реже таким же образом делятся ядра 232 Тh и 235 U. Осколки - это атомы изотопов средней части периодической системы элементов. Будучи неустойчивыми («перегруженными» нейтронами), эти осколки проходят по цепи последовательных бета-распадов. Среди конечных продуктов распада есть и стабильные тяжелые изотопы криптона.

Подcчеты, однако, показывают, что радиоактивный распад (включая деление урана-235 медленными нейтронами) не главный «изготовитель» криптона. За время существования Земли (если считать его равным 5 миллиардам лет) эти процессы смогли выработать не более двух-трех десятых процента существующего на нашей планете элемента № 36. Откуда в таком случае основная его масса?

Сегодня на этот вопрос даются два обоснованных, но разных по смыслу ответа.

Часть ученых считает, что земной криптон возник в недрах планеты. Прародителями криптона были трансурановые элементы, некогда существовавшие на Земле, но теперь уже «вымершие». Следы их существования усматривают в том, что в земной коре есть элементы-долгожители нептуниевого радиоактивного ряда (ныне целиком искусственно воссозданного). Другой подобный след - микроколичества плутония и нептуния в земных минералах, хотя они могут быть и продуктами облучения урана космическими нейтронами.

В пользу этой гипотезы говорит тот факт, что искусственно полученные актиноиды (не все, но многие) - активные «генераторы» криптона. Их ядра самопроизвольно делятся намного чаще, чем ядра атомов урана. Сравните периоды полураспада по спонтанному делению: 8,04 10 15 лет - для урана-238 и всего 2000 лет - для калифорния-246. А для фермия и менделевия соответствующие периоды полураспада измеряются всего лишь часами.

Иного мнения придерживается другая группа. На их взгляд, земной криптон (как и ксенон) пришел на Землю из Вселенной, в процессе зарождения Земли. Он присутствовал еще в протопланетном облаке, его сорбировала первичная земная материя, откуда он потом, при разогреве планеты, выделился в атмосферу.

Это мнение тоже опирается на факты. В его пользу говорит, в частности, то, что криптон - газ тяжелый, малолетучий и относительно легко конденсирующийся (в отличие от иных компонентов первичной атмосферы) вряд ли смог бы оставить Землю на первых фазах ее формирования.

Кто же прав? Скорее всего, правы обе стороны: криптон нашей планеты, вероятно, представляет собою смесь газов как космического, так и земного происхождения. По данным исследований последних лет, земного намного больше.

Что же представляет собой эта смесь?

Глазами физика и химика

Газообразный криптон в 2,87 раза тяжелее воздуха, а жидкий - в 2,14 раза тяжелее воды. Криптон превращается в жидкость при -153,2° С, а уже при -157,1° С он отвердевает. Заметим попутно, что малые температурные интервалы между жидким и твердым состояниями характерны для всех благородных газов. Это свидетельствует о слабости сил межмолекулярного взаимодействия, что вполне естественно: у этих атомов «замкнутые», целиком заполненные электронные оболочки. Молекула криптона одноатомна.

Криптон - достаточно редкий и рассеянный газ. На Земле его больше всего в атмосфере-3 10 -40 % (по весу). Содержание криптона в атмосфере очень медленно (даже в масштабах геологических эпох) нарастает: криптон «выдыхают» некоторые минералы.

Природный криптон состоит из шести стабильных изотопов: 78 Kr, 80 Kr, 82 Kr, 83 Kr, 84 Kr и 86 Kr. И все они есть в горных породах, природных водах и атмосфере. Обильнее прочих представлен 84 Kr, на его долю приходится 56,9% атмосферного криптона.

В ядерных реакциях искусственно получены 19 радиоактивных изотопов криптона - с массовыми числами от 76 до 97. Некоторые из этих изотопов нашли применение как радиоактивные индикаторы и генераторы излучения. Особо важным оказался криптон-85 - почти чистый бета-излучатель с периодом полураспада 10,3 года.

Спектр криптона изобилует линиями во всем видимом диапазоне, особенно в коротковолновой области. Самые яркие линии расположены между 4807 и 5870 ангстрем, оттого в обычных условиях криптон дает зеленовато-голубое свечение.

Благодаря хорошей растворимости в жидкостях организма криптон при парциальном давлении 3,5 атм уже оказывает наркотическое действие на человека.

А теперь о химии криптона.

В атоме криптона 36 электронов, распределенных на четырех энергетических уровнях (оболочках). Это обстоятельство в физическом и отчасти химическом смысле приближает криптон к обычным, «нормальным» газам. Почему?

В атомах тяжелых элементов нулевой группы внешние электронные оболочки замкнутые. Но будучи сравнительно отдаленными от ядра, оболочки получают некоторую автономность. Чем тяжелее атомы инертного газа, тем больше их способность объединяться в «агрегаты» с другими атомами. Более 30 лет назад были открыты первые соединения тяжелых инертных газов. Криптон, ксенон и радон вступили в реакции с химически активными фтором и кислородом.

Химия «инертных» газов (теперь без кавычек не обойтись) - новая область науки. Но возникла она не на голом месте. Еще в первой четверти XX века ученые наблюдали образование в электрическом разряде ионизированных молекул инертных газов и как будто бы соединений этих газов с другими элементами. Вне разряда эти образования быстро распадались, и первые сообщения о соединениях инертных газов казались малообоснованными.

Позже стали известны кристаллические клатратные соединения криптона с Н2О, H2S, SO2 галогеноводородами, фенолами, толуолом и другими органическими веществами. Они устойчивы даже при комнатной температуре под давлением 2-4 атм. Но еще в 40-х годах советский ученый Б. А. Никитин показал, что в клатратных соединениях связь молекулярная, в них валентные электроны не взаимодействуют.

В 1933 году Лайнус Полинг, позже дважды лауреат Нобелевской премии, развивая представление о валентных связях, предсказал возможность существования фторидов криптона и ксенона. Но лишь в 1962 году было получено первое такое соединение - гекса-фтороплатинат ксенона. Вслед за тем были синтезированы фториды и окислы криптона, ксенона, радона и многочисленные их производные.

Разумеется, соединения криптона и других благородных газов получить не легко. Так, кристаллический KrF2 был получен в результате воздействия тихого электрического разряда на смесь из фтора, криптона и аргона в молярном отношении 1:70:200. Условия реакции: давление - 20 мм ртутного столба, температура - минус 183° С. В сходных условиях образуется и тетрафторид криптона KrF4. При комнатной температуре оба фторида разлагаются, причем дифторид - со взрывом. Но при температуре сухого льда (-78° С) и ниже эти бесцветные кристаллы довольно устойчивы.

А по химическим свойствам это весьма активные окислители, вытесняющие хлор из соляной кислоты и кислород из воды. Они реагируют с органическими соединениями, замещая в них водород на фтор. Бумага, этиловый спирт и многие другие соединения от соприкосновения с KrF2 и KrF4 воспламеняются. Как компактные и достаточно удобные в обращении фторирующие агенты фториды криптона уже приобрели прикладное значение.

Известны соединения криптона с кислородом, а также нестабильная криптоновая кислота KrО3 Н2О и ее бариевая соль, которой приписывают формулу ВаKrО4. Последние соединения мало изучены. Характерно, что кислородные соединения криптона пока удается получить только через фториды, то есть сначала получают соединения благородного газа с фтором, а уже потом кислородное соединение.

Извлечение из воздуха

Криптон, получают из воздуха. Но чтобы получить литр элемента № 36, приходится переработать более миллиона литров воздуха. Тем не менее современные масштабы производства кислорода позволяют попутно извлекать довольно значительные и с каждым годом возрастающие количества криптона.

Как наименее летучие компоненты воздуха, криптон и ксенон скапливаются в самой «теплой» части воздухоразделительного аппарата вместе с жидким кислородом. Из него-то и выделяют элемент № 36.

Ожиженную кислородную фракцию направляют в ректификационную колонну, нижняя часть, или «пристройка», которой (конденсатор) охлаждается жидким азотом. Здесь получается «бедный» криптоновый концентрат, содержащий 0,1-0,2% Kr; этот «бедняк» в 400 раз богаче криптоном, чем исходный кислород.

Прежде чем продолжить ректификацию, бедный концентрат очищают от метана, ацетилена и прочих углеводородов. Такая операция необходима, чтобы исключить опасность взрыва на последующих стадиях отделения криптона. Микропримеси углеводородов в воздухе есть всегда. Причины их появления - испарение нефтепродуктов, утечка природного газа, бактериальный распад органических остатков и, наконец, промышленные выбросы.

В контактных аппаратах при 700° С в присутствии катализатора - СuО или А12O3 - большая часть углеводородов выгорает. Очищенную смесь кислорода и криптона снова превращают в жидкость и отправляют во вторую ректификационную колонну. Здесь получают уже богатый концентрат - в нем 10-20% криптона. Но параллельно опять возрастает содержание углеводородов. И опять смесь переводится в газообразное состояние, и опять следует выжигание углеводородов. Затем весь этот цикл повторяют еще раз.

Окончательная криптоноксеноновая смесь содержит 90-98% Kr + Хе. Для тонкой очистки этой смеси остатки кислорода связывают водородом в воду, а примесь азота удаляют, пропуская смесь над стружками магния,- азот реагирует с ним, образуя нитрид.

Последний этап - разделение криптона и ксенона. Жидкую смесь опять превращают в газ и направляют в адсорбер с активированным углем. Здесь при температуре –65 - –75° С ксенон и некоторое количество криптона поглощаются углем, а выходящий из адсорбера газ содержит по меньшей мере 97% криптона.

«Светить всегда»

Производство электроламп - главный потребитель криптона. Небольшие грибовидные лампы с криптоновым (или криптоноксеноновым) наполнением постепенно теснят лампы аргоноазотного наполнения, которые в свое время вытеснили пустотные и азотонаполненные лампы.

Достоинства криптона в лампах накаливания очевидны: он в 2,1 раза тяжелее аргона и почти вдвое хуже проводит тепло. В более плотном газе замедляется распыление раскаленной вольфрамовой нити - это увеличивает стабильность светового потока. Малая же теплопроводность криптона способствует увеличению доли видимого излучения в общем потоке лучистой энергии. Криптоновое наполнение в сравнении с аргоновым повышает мощность ламп на 5-15% и сроки службы на 40- 170 %. Вдобавок наполовину уменьшается объем колбы.

Криптоном заполняют и газосветные трубки низкого давления - преимущественно рекламные. Используют этот газ и в конструкциях ламп высокого давления. Яркий белый свет (с розоватым оттенком) таких ламп нужен в лакокрасочной и текстильной промышленности, при освещении сцен телевизионных студий, при киносъемках. Некоторые из таких ламп служат мощными источниками инфракрасного излучения.

Главное назначение криптона сегодня - «светить-всегда, светить везде до дней последних донца, светить - и никаких гвоздей. . .» Впрочем, не исключено, что будущие соединения криптона и в производстве гвоздей окажутся не лишними.

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 (от греческого слова kruptoz "скрытый", "секретный") и ксенон ("чуждый", "необычный").

Нахождение в природе, получение:

Содержание криптона в атмосфере 1,14*10 -4 % по объему; запасы в атмосфере оцениваются в 5,3*10 12 м 3 . В газах урансодержащих минералов находится 2,5-3,0% по массе криптона, в облученном топливе ядерных реакторов - до 0,04%. В космосе на 6*10 7 атомов гелия приходится 1 атом криптона. Образуется при ядерном делении, в том числе и в результате естественных процессов, происходящих в рудах радиоактивных металлов.
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 %). Для обнаружения криптона используют эмиссионную спектроскопию (характеристические линии 557,03 нм и 431,96 нм). Количественно его определяют масс-спектрометрически, хроматографически, а также методами абсорбционного анализа.
Криптон получают как побочный продукт при разделении воздуха. Чтобы получить литр криптона, приходится переработать более миллиона литров воздуха.

Физические свойства:

Криптон - инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха. Tкип = -153,22°C, Тпл = -157,37°C. Плотность (н.у.)=3,745 кг/м3.В 100 мл воды при 20°C растворяется 5,4 мл Kr.

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(OTeF 5) 2).В 2003 году в Финляндии было получено первое соединение со связью криптон - углерод (H-Kr-C#CH - гидрокриптоацетилен) путем фотолиза криптона и ацетилена на криптонной матрице. Криптон способен образовывать клатраты Kr*6H 2 O, Kr*3C 6 H 5 OH

Важнейшие соединения:

Дифторид криптона KrF 2 - летучие бесцветные кристаллы, первое открытое соединение криптона. Неустойчив, легко разлагается на фтор и криптон, химически очень активен. Бурно реагирует с водой (выше 10 °C со взрывом):
2KrF 2 + 2H 2 O = 2Kr + 4HF + O 2 .
Очень сильный фторирующий агент: 2Au + 5KrF 2 = 2AuF 5 + 5Kr
Проявляет свойства слабого основания Льюиса: SbF 5 + KrF 2 = .
Полученное соединение достаточно устойчиво и имеет температуру плавления 50°С.
Тетрафторид криптона KrF 4 , - белые кристаллы. Химически очень активен. При повышенных температурах разлагается на фтор и криптон. Действием раствора Ba(ОН) 2 на KrF 4 получен криптонат бария ВаКrО 4:
3KrF 4 + 8Ba(ОН) 2 = 2ВаКrО 4 + 6BaF 2 + 8H 2 O + Kr
Однако существование криптоната бария нельзя считать вполне даказанным.

Применение:

Криптон используют для наполнения ламп накаливания, газоразрядных и рентгеновских трубок. Низкая теплопроводность криптона позволяет делать эти устройства более компактными. Фториды криптона предложены в качестве окислителей ракетного топлива и в качестве компоненты для накачки боевых лазеров. Используется криптон в качестве заполнения пространства между стеклами в стеклопакете для придания стеклопакету повышенных теплофизических и звукоизоляционных свойств.

Биологическая роль и токсичность:

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. Отмечено, что при вдыхании газовых смесей, содержащих криптон, наблюдается наркотический эффект.

Сагидулина Ильмира
ХФ ТюмГУ, 581 группа. 2011 г.

До открытия газа Криптона (Kr) данное название принадлежало другому веществу. Когда его открыли, выяснилось, что это неактивный газ, который не вступает в реакции элементами в обычных условиях. Однако человек научился его активно применять в производстве различной светотехники. Кроме того, указанный газ может быть одним из компонентов начинки боевых лазеров. Используется он и для теплоизоляции: им наполняют пространство в стеклопакетах между стеклами.

Все о газе Криптоне

До открытия газа Криптона (Kr) данное название принадлежало другому веществу. Когда его открыли, выяснилось, что это неактивный газ, который не вступает в реакции с химическими элементами в обычных условиях. Однако человек научился его активно применять в производстве различной светотехники. Кроме того, криптон может быть одним из компонентов начинки боевых лазеров. Используется он и для теплоизоляции: им наполняют пространство в стеклопакетах между стеклами.

История открытия криптона

Изначально открытие Уильяма Рамзая назвали Криптоном. Однако позже Уильям Крукс выяснил, что открытый газ — это гелий, который на тот момент уже был известен. В 1898 году снова появилось это название, которое было присвоено другому инертному газу. И опять его открыл У.Рамзай, что вышло у него совершенно случайно. Он захотел выделить из жидкого воздуха гелий, пытаясь обнаружить его в высококипящих фракциях воздуха. Но гелий — это низкокипящий газ, поэтому Рамзай его там и не нашел. Однако он увидел криптон там, где не мог находиться ни один из уже известных людям элементов. Он светился особым светом, что и дало возможность ученому его заметить. Газ назвали греческим словом, которое переводится как «секретный», «скрытный».

Происхождение криптона

Гелий, как и радон, а также почти весь аргон и, вполне возможно, неон — продукты радиоактивного распада. А какую «родословную» имеет криптон? Много известно ядерных процессов в природе, которые порождает этот газ. Больше всех интересен процесс самопроизвольного деления ядер тория и урана. Однако ученые смогли выяснить, что радиоактивный распад мало способствует выделению Kr. За все 5 миллиардов лет жизни Земли, таким путем мог появиться криптон в количестве 2 или 3 частей от существующего на настоящий момент газа. Тогда откуда появляется криптон? Есть два ответа на этот вопрос, обоснование которых базируется на разных предположениях.

Версия происхождения № 1

Некоторые ученые читают, что криптон возник в недрах земли. Трансурановые элементы, которые сейчас уже не существуют, дали жизнь этому газу. Подтверждают данную гипотезу те нептуниевые радиоактивные элементы, которые имеются в земной коре. Кстати, на сегодняшний момент их целиком воссоздают искусственно. К тому же можно считать «виновниками» появления Kr плутоний и нептуний, которые содержатся в земных минералах, либо являются продуктами облучения радиоактивного урана космическими нейтронами.

Эта теория подтверждается тем, что многие полученные актиноиды искусственным путем способствуют выделению криптона. Их ядра способны делиться чаще по сравнению с ядрами атомов урана. Так, период полураспада по спонтанному делению: для урана-238 8,04 * 1015 лет, для калифорния-246 — 2000 лет. Для фермия и менделевия этот период составляет всего-то несколько часов.

Версия происхождения № 2

Другие ученые считают, что Вселенная породила Kr. Изначально он присутствовал в протопланетном облаке, откуда потом и попал в атмосферу Земли. И это мнение имеет свое основание. Ведь Kr — это тяжелый и малолетучий газ, поэтому он не мог оставить планету в период ее формирования. Кто из ученых прав? Вполне возможно, что и те и другие правильно указывают на происхождение криптона. Скорее всего, этот газ — смесь космических и земных компонентов.

Свойства Kr

Kr — неядовитый, негорючий, моноатомный газ, который не имеет цвета, запаха и вкуса. Он неактивен в обычных условиях. В газообразном состоянии он в 2,87 раза тяжелее воздуха, в жидком тяжелее воды в 2,14 раза. При -153,35°С этот газ становится жидкостью, при -157,37°С твердеет. Kr — рассеянный газ, который можно встретить в основном в атмосфере. В обычных условиях он способен светится зеленовато-голубым светом. Известно наркотическое действие криптона на человека, так как этот газ способен быстро растворяться в жидкостях организма. 36 электронов содержит атом Kr, что дает основание считать его приближенным к обычным газам. В тяжелых элементах нулевой группы электронные внешние оболочки замкнуты. Однако последние из-за отдаленности от ядра являются в некоторой степени автономными. Тяжелые атомы инертного газа способны объединяться с другими атомами. Соединения тяжелых газов инертного типа впервые были открыты в 1962 году. Ксенон, радон и криптон стали реагировать с кислородом и фтором. Но только в 2003 году ученые получили органическое соединение с Kr. Газ соединился с ацетиленом — веществом со средней степенью активности. Ученые группы Хрящева сначала охладили Kr с ацетиленом до -265°С, а потом направили на них ультрафиолетовый свет. Так, от каждой молекулы ацетилена отделилось по 1 атому водорода, что дало возможность получить достаточно радиоактивную связку. Затем все слегка подогрели, и углеродные пары вошли в реакцию с атомами криптона.

Как получают Kr?

Kr получают из воздуха, который приходится перерабатывать в огромных количествах. Используется для этого жидкий кислород, которым наполняют воздухоразделительные аппараты. Сначала получают «бедный» концентрат криптона и ксенона и очищают его от метана и прочих углеводородов. Этот этап необходим, чтобы предотвратить в дальнейшем опасность взрыва. Потом данную смесь делают жидкой и получают из нее богатый концентрат. Его переводят в газообразное состояние и снова очищают от углеводородов, которые образуются вновь. Так повторяют еще раз, чтобы в конечном итоге очистить смесь от углеводородных компонентов.

Полученную смесь содержанием 90-98% Kr и ксенона очищают. После этого происходит разделение газов с помощью активированного угля. Последний поглощает ксенон и некоторое количество Kr. Полученная субстанция содержит 97% криптона.

Где применяют Kr?

Kr применяют при производстве электроламп. Криптоновое наполнение ламп имеет свои преимущества. Kr тяжелее аргона в 2,1 раза, что способствует увеличению стабильности светового потока. К тому же этот газ хуже проводит тепло, что дает возможность увеличить видимое излучение в общем потоке лучистой энергии. Криптон повышает мощность ламп до 15%, а срок эксплуатации — до 170%. К тому же объем ламповой колбы уменьшается вдвое.

Kr применяется для ламп карманных фонариков, ведь именно малые показатели его теплопроводности дают возможность создать небольшую лампочку с яркостью, вдвое превышающий параметры яркости обычных ламп. Криптоновое наполнение применяется и в газосветных трубках низкого высокого давления. Яркий белый свет ламп необходим в лакокрасочном и текстильном производстве и даже на киностудиях. Некоторые из ламповых приборов используются как мощные источники инфракрасного излучения.

Криптон, как и аргоно-криптоновые смеси применяется при заполнении пространства между стеклами в стеклопакетах. Именно этот газ дает возможность снизить потери тепла. К тому же стоимость стеклопакетов существенно снижается из-за того, что при использовании криптонового наполнения можно делать однокамерные изделия.

Ученые из института, расположенного в штате Массачусетс, смогли взять за основу передовые технологии, которые используются в процессе напыления низкоэмиссионных покрытий для создания защитного слоя прозрачных частей скафандров для космонавтов и самолетов-невидимок Стелс. Они предложили несколько изобретений, которые осталось доработать и затем внедрить в промышленность. Заполненное криптоном «Тепловое зеркало ТМ» стало одним из таких изобретений.

Что позволяет говорить об оптимальном размещении и проектировании конструкций, отличающихся повышенной прозрачностью, со стеклопакетом под названием «Тепловое зеркало ТМ»? Во-первых, меньший вес, если сравнивать с двухкамерными стеклопакетами. Во-вторых, повышенная отражающая способность в диапазоне коротковолнового и длинноволнового инфракрасного излучения. В-третьих, можно выбрать стеклопакеты с разными показателями пропускания света и защиты от солнца, руководствуясь характером климатических условий в том или ином регионе. В-четвертых, этому способствует высокий уровень теплоизоляции окон, на который может повлиять не только этажность, но и ориентация здания по сторонам света.

Совсем недавно эталоном метра считался стержень из платины и иридия, который хранится в Севре недалеко от Парижа. Однако понадобился более точный эталонный измеритель. Платино-иридиевый стержень не способствовал удовлетворению таких потребностей. В 1960 году пришлось заключить международное соглашение. Теперь эталоном метра стала длина волны криптона — линии оранжевого цвета.

Ядерная промышленность создала новую проблему, связанную с захоронением радиоактивных отходов, в т.ч. и Kr-85. Чтобы не нанести вред атмосфере Земли и исключить радиационное заражение, было принято решение закачивать газ в пористые породы под землю. Для этого подошли газовые месторождения, которые уже выработали свои ресурсы. Этот метод изоляции Kr успешно применяется с 50-х годов.

На железных дорогах и рудоносных месторождениях в США появились 1957 году атомные лампы. Они использовались в качестве предупредительных светящихся знаков, которые не требовали подключения к источнику постоянного тока. В этих лампах присутствуют криптоновые радиоизотопы, в основном криптон 85. Излучение этих компонентов вызывает мощное свечение специального состава, который нанесен на внутреннюю часть рефлектора. Свет атомной лампы с криптоновым наполнением виден на расстоянии пятисот метров.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Криптон - тридцать шестой элемент Периодической таблицы. Обозначение - Kr от латинского «krypton». Расположен в четвертом периоде, VIIIA группе. Относится к группе инертных (благородных) газов. Заряд ядра равен 36.

Криптон в свободном виде содержится в атмосферном воздухе - около 1 см 3 криптона в 1 м 3 воздуха. Кроме этого криптон обнаружен в литосфере.

Представляет собой бесцветный газ, очень плохо растворимый в воде и этаноле. Образует клатрат состава 8Kr×46H 2 Oи сольват 2,14Kr×12С 2 Н 5 ОН. Химически пассивный, не реагирует с кислотами, щелочами. Обладает некоторой реакционной способностью (по сравнению с Не, Ne, Ar), реагирует с атомным фтором (образуется KrF 2).Сообщено о получении неустойчивого KrF 4 , KrО 3 ×Н 2 О и ВаКrО 4 .

Атомная и молекулярная масса криптона

Относительная молекулярная масса M r - это молярная масса молекулы, отнесенная к 1/12 молярной массы атома углерода-12 (12 С). Это безразмерная величина.

Относительная атомная масса A r - это молярная масса атома вещества, отнесенная к 1/12 молярной массы атома углерода-12 (12 С).

Поскольку в свободном состоянии криптон существует в виде одноатомных молекул Kr, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 83,798.

Изотопы криптона

Известно, что в природе криптон может встречаться в виде пяти стабильных изотопов 78 Kr (0,35%), 80 Kr (2,28%), 82 Kr (11,58%), 83 Kr (11,49%), и 84 Kr (57,00%). Их массовые числа равны 78, 80, 82, 83 и 84 соответственно. Ядро атома изотопа криптона 84 Kr содержит тридцать шесть протонов и сорок восемь нейтронов, остальные изотопы отличаются от него только по числу нейтронов.

Существуют искусственные нестабильные радиоактивные изотопы криптона с массовыми числами от 69-ти до 100-а, а также десять изомерных состояния ядер, среди которых наиболее долгоживущим является изотоп 81 Kr с периодом полураспада равным 2,29×10 5 лет.

Ионы криптона

В обычных условиях криптон химически инертен, но при сильном возбуждении атомов он может образовывать молекулярные ионы Kr 2 + [σ s 2 σ s *1 ]. В обычных условиях эти ионы неустойчивы; захватывая недостающий электрон, они распадаются на два нейтральных атома.

Молекула и атом криптона

В свободном состоянии криптон существует в виде одноатомных молекул Kr. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу криптона:

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2