Krypton ist ein chemisches Element. Krypton-Formel

Auf unserem Planeten gibt es viele verschiedene Verbindungen, organische und mineralische Stoffe. So sind mehr als eineinhalb Millionen Strukturen aus der organischen Welt und über 500 Tausend draußen offen, synthetisiert und von Menschen benutzt. Und jedes Jahr wächst diese Zahl, da die Entwicklung der chemischen Industrie nicht stillsteht, entwickeln sich die Länder der Welt aktiv und fördern sie.

Aber es ist nicht einmal überraschend. Und die Tatsache, dass all diese Arten von Substanzen aus nur 118 chemischen Elementen besteht. Das ist echt cool! Das periodische System der chemischen Elemente ist die Grundlage, die die Vielfalt der organischen und anorganischen Welt grafisch widerspiegelt.

Klassifizierung von chemischen Elementen

Es gibt mehrere Möglichkeiten, diese Strukturen zu ordnen. So ist Mendeleyevs Chemietisch in zwei Gruppen eingeteilt:

• Elemente-Metalle (die meisten);
• Nichtmetalle (ein kleinerer Teil).

In diesem Fall besteht das erste aus Elementen, die unterhalb der konventionellen diagonalen Grenze von Bor zu astatine liegen, und die zweite ist die oben genannten. Allerdings gibt es Ausnahmen von dieser Klassifizierung, zum Beispiel Zinn (existiert in Alpha-und Beta-Form, von denen eine ist Metall, und die andere ist nichtmetall). Daher ist es unmöglich, eine solche Version der Division absolut nur zu nennen.

Auch kann das periodische System der chemischen Elemente nach den Eigenschaften des letzteren klassifiziert werden.

1. Besondere Grundmerkmale (Reduktionsmittel) sind typische Metalle, Elemente der 1,2 Gruppe Hauptuntergruppen (außer Beryllium).
2. Säureeigenschaften (Oxidationsmittel) sind typische Nichtmetalle. Elemente von 6,7 Gruppen von Hauptuntergruppen.
3. Amphotere Eigenschaften (Dual) sind alle Metalle der Untergruppen und einige der wichtigsten.
4. Elemente sind Nichtmetalle, die sich als Reduktionsmittel und als Oxidationsmittel (abhängig von den Reaktionsbedingungen) manifestieren.

Häufiger ist dies, wie chemische Elemente untersucht werden. Die 8. Klasse der Schule übernimmt die erste Studie aller Strukturen mit der Auswendiglernen des Symbols, des Namens und der Aussprache auf Russisch. Dies ist eine obligatorische Voraussetzung für die kompetente Beherrschung der Chemie in der Zukunft, die Grundlage für alles. Mendeleyevs Chemietisch ist immer auf dem Gebiet der Kinderanschauung, aber die Kenntnis der häufigsten und chemisch aktiven von ihnen folgt dennoch.

Eine spezielle Gruppe in diesem System ist die achte in einer Reihe. Seine Elemente der Hauptuntergruppe heißen inert – edle Gase für ihre fertigen elektronischen Schalen und infolgedessen eine geringe chemische Aktivität. Einer von ihnen – Krypton, ein chemisches Element unter der Nummer 36 – wird von uns genauer betrachtet. Der Rest seiner Brüder im Tisch sind auch edle Gase und werden vom Menschen sehr weit benutzt.

Krypton ist ein chemisches Element

Dieser Bewohner des Periodensystems befindet sich in der vierten Periode, der achten Gruppe, der Hauptuntergruppe. Die Seriennummer und damit die Anzahl der Elektronen und die Ladung des Kerns (die Anzahl der Protonen) = 36. Von hier aus können wir schließen, was die elektronische Formel von Krypton sein wird. Schreiben wir es: _{+ 36} Kr 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ .

Es ist offensichtlich, dass das externe Energieniveau des Atoms vollständig abgeschlossen ist. Dies bestimmt die sehr geringe chemische Aktivität dieses Elements. Trotzdem ist es unter bestimmten Bedingungen möglich, solch stabiles Gas wie Krypton zu veranlassen, in einige Reaktionen einzutreten. Das chemische Element, oder vielmehr seine Position im System, die elektronische Struktur, erlaubt es, eine weitere wichtige Eigenschaft des Atoms zu erhalten: Valenz. Das heißt, die Fähigkeit, chemische Bindungen zu bilden.

Normalerweise sagen wir, dass es fast immer für den nicht angeregten Zustand der Atome gleich der Zahl der Gruppe ist, in der es ist (wenn von der ersten bis zur vierten in der Reihenfolge gezählt, und dann umgekehrt, 1234321). Allerdings passt die Wertigkeit von Krypton in diesem Rahmen nicht, denn ohne die Botschaft der zusätzlichen Energie, dh ohne die Erregung des Atoms, ist es im allgemeinen absolut inert und seine Wertigkeit ist null.

Wenn man dennoch die Anregung seines Atoms erreichen kann, dann können die Elektronen aufgelöst und auf ein freies 4d-Orbital umgestellt werden. Daher die möglichen Valenzen von Krypton: 2,4,6. Oxidationsgrade entsprechend dem Vorzeichen + (+ 2, + 4, + 6).

Geschichte der Entdeckung

Nach der Entdeckung von Inertgasen – Argon im Jahre 1894, Helium im Jahre 1985 – zur Vorhersage und Bestätigung der Möglichkeit der Existenz anderer ähnlicher Gase in der Natur, machten die Wissenschaftler keine besondere Anstrengung. Die Hauptaufgaben auf diesem Weg wurden von W. Ramsay gemacht, der auch Argon entdeckte. Er glaubte zu Recht, dass es noch inerte Gase in der Luft gibt, aber ihre Zahl ist so unbedeutend, dass die Technik ihre Anwesenheit nicht beheben kann.

Daher wurde das Element von Krypton erst nach wenigen Jahren entdeckt. Im Jahre 1898 wurde Neon-Gas aus der Luft freigesetzt, gefolgt von einer anderen inerten Verbindung, die für die Schwierigkeit zu finden und zu trennen war entschieden, Krypton genannt zu werden. Immerhin, in der Übersetzung aus dem Griechischen, bedeutet "Kryptos" versteckt.

Um es lange zu finden, war es nicht möglich, es war sehr schwierig. Diese Tatsache wird durch die Tatsache bestätigt, dass ein Millimeter Gas in einem Kubikmeter Luft enthalten ist. Das ist, das Volumen ist kleiner als die Fingerhut! Um die Materie zu studieren, brauchte man hundert Kubikzentimeter flüssige Luft. Glücklicherweise war es in dieser Zeit, dass Wissenschaftler es geschafft haben, Methoden zur Erzielung und Verflüssigung von Luft in großen Mengen zu entwickeln. Eine solche Wendung machte es möglich, den Erfolg von U. Ramsay in der Entdeckung des Elements von Krypton zu gewinnen.

Die spektroskopischen Daten bestätigten die vorläufigen Schlussfolgerungen über die neue Substanz. Das "versteckte" Gas hat völlig neue Linien im Spektrum, die damals nicht in irgendeiner Verbindung vorhanden waren.

Die daraus resultierende einfache Substanz und ihre Formel

Wenn Krypton ein chemisches Element ist, das mit Inertgasen zusammenhängt, ist es logisch, davon auszugehen, dass seine einfache Substanz ein flüchtiges Molekül sein wird. So ist das. Eine einfache Kryptonsubstanz ist ein einatomiges Gas mit der Formel Kr. Normalerweise sind wir es gewohnt, Gase mit dem Index "2" zu sehen, zum Beispiel O ₂ , H ₂ und so weiter. Aber dieses Element ist anders wegen seiner Zugehörigkeit zur Familie der Edelgase und der fertigen Elektronenschale des Atoms.

Physikalische Eigenschaften

Wie jede andere Verbindung hat diese auch ihre eigenen Eigenschaften. Die physikalischen Eigenschaften von Krypton sind wie folgt.

1. Sehr schweres Gas – dreimal größer als Luft.
2. Es hat keinen Geschmack.
3. Farblos
4. Es hat keinen Geruch.
5. Der Siedepunkt beträgt -152 ^° C.
6. Die Dichte der Substanz unter normalen Bedingungen beträgt 3,74 g / l.
7. Schmelzpunkt -157,3 ⁰ C.
8. Die Ionisierungsenergie ist hoch, 14 eV.
9. Elektronegativität ist auch ziemlich hoch – 2.6.
10. Löslich in Benzin, leicht in Wasser. Wenn die Temperatur der Flüssigkeit zunimmt, nimmt die Löslichkeit ab. Auch mit Ethanol gemischt.
11. Bei Raumtemperatur hat es eine Dielektrizitätskonstante.

So hat Kryptongas eine ausreichende Anzahl von Merkmalen, um in chemische Reaktionen einzutreten und für eine Person mit ihren Eigenschaften nützlich zu sein.

Chemische Eigenschaften

Wenn das Krypton (Gas) in einen festen Zustand überführt wird, kristallisiert es in ein räumliches, stirnzentrisches kubisches Gitter. In diesem Zustand ist er auch in der Lage, chemische Reaktionen einzugehen. Sie sind sehr wenige, aber immer noch.

Es gibt mehrere Arten von Stoffen, die auf der Basis von Krypton erhalten wurden.

1. Formeln klathriert mit Wasser: Kr ^. 5,75H ₂ O.

2. Formuliert sie mit organischen Stoffen:

• 2.14Kr ^. ₁₂ C & sub6; H, OH;
• 2.14Kr ^. 12C ₆ H ₅ CH _3;
• 2Kr ^. CCl ₄ 17H2O;
• 2Kr ^. CHCL ₃ 17H2O;
• 2Kr ^. (CH & sub3 ^; ) & sub2; CO ^. 17H2O;
• 0.75 Kr ^. 3C & sub6; H & sub4; (OH) & sub2;

3. Unter schweren Bedingungen kann man mit Fluor reagieren, dh oxidieren. So nimmt die Kryptonformel mit dem Reagenz die Form an: KrF ₂ oder Kryldifluorid. Der Oxidationsgrad in der Verbindung beträgt +2.

4. In jüngerer Zeit haben wir es geschafft, eine Verbindung zu synthetisieren, die Bindungen zwischen Krypton und Sauerstoff enthält: Kr-O (Kr (OTeF ₅ ) ₂ ).

5. In Finnland wurde eine interessante Verbindung von Krypton mit Acetylen, genannt Hydrocryptacetylen: HKrC≡CH, erhalten.

6. Kryptonfluorid (+4) KrF ₄ besteht ebenfalls _. Bei der Auflösung in Wasser ist diese Verbindung in der Lage, eine schwache und instabile Kryptonsäure zu bilden, aus der nur Bariumsalze BaKrO ₄ bekannt sind.

7. Die Formel von Krypton in Verbindungen, die aus ihrem Difluorid hergestellt wurden, ist wie folgt:

• KrF ⁺ SbF ₆ ^– ;
• Kr ₂ F ₃ ⁺ AuF ₆ ^– .

So stellt sich heraus, dass dieses Gas trotz der chemischen Inertheit restaurative Eigenschaften aufweist und unter sehr strengen Bedingungen in chemische Wechselwirkungen gelangen kann. Das gibt den Chemikern auf der ganzen Welt das grüne Licht bei der Erforschung der Möglichkeiten einer "versteckten" Komponente der Luft. Es ist möglich, dass neue Verbindungen bald synthetisiert werden, die breite Anwendung in der Technik und in der Industrie finden werden.

Bestimmung von Gas

Es gibt mehrere grundlegende Möglichkeiten, um dieses Gas zu bestimmen:

• Chromatographie;
• Spektroskopie;
• Methoden der Absorptionsanalyse

Es gibt mehrere weitere Elemente, die durch die gleichen Methoden bestimmt wurden, sie wurden auch in der Mendeleyev Tabelle platziert. Krypton, Xenon, Radon sind die schwersten edlen Gase und die schwersten. Daher sind für ihren Nachweis solche komplexen physikochemischen Methoden erforderlich.

Methoden der Erlangung

Die Hauptmethode ist die Verarbeitung von verflüssigter Luft. Aber wegen des geringen quantitativen Inhalts von Krypton muss es Millionen von Kubikmetern verarbeiten, um eine kleine Menge an Edelgas zu extrahieren. Im Allgemeinen erfolgt der Prozess in drei Hauptstufen.

1. Luftbehandlung auf speziellen Luftzerlegungssäulen. In diesem Fall wird der Gesamtstrom der Stoffe in schwerere Fraktionen aufgeteilt – ein Gemisch aus Kohlenwasserstoffen und Edelgasen in flüssigem Sauerstoff sowie leichtere Verunreinigungsgase. Da die meisten Stoffe explosiv sind, befindet sich in der Säule ein spezielles Entladungsrohr, durch das die schwersten Komponenten sofort getrennt werden. Unter ihnen ist Krypton. Am Auslass ist es stark mit Fremdverunreinigungen verunreinigt. Um das reinste Produkt zu erhalten, muss es einer Reihe von spezifischen chemischen Behandlungen mit speziellen Lösungsmitteln unterworfen werden.
2. In diesem Stadium wird eine Mischung aus Krypton und Xenon, kontaminiert mit Kohlenwasserstoffen, erhalten. Zur Reinigung verwenden spezielle Geräte, bei denen Oxidations- und Adsorptionsmischung die meisten unnötigen Komponenten entlastet. Gleichzeitig bleibt die Mischung aus Edelgasen ungeteilt. Darüber hinaus findet der gesamte Prozess unter hohem Druck statt und bewirkt den Übergang von Gasen in den flüssigen Zustand.
3. Im Endstadium sollte die endgültige Mischung von Gasen getrennt werden, um besonders hochreines Krypton und Xenon zu erzeugen. Zu diesem Zweck wurde eine spezielle, einmalige Installation geschaffen, die für diesen Prozess technisch perfekt ist. Das Ergebnis ist ein qualitativ hochwertiges Produkt in Form von gasförmigem Krypton.

Es ist interessant, dass alle beschriebenen Prozesse zyklisch auftreten können, ohne die Produktion zu stoppen, wenn der Rohstoff – Luft – mit der richtigen Menge versorgt wird. Dies ermöglicht die Synthese von Edelgasen, einschließlich Krypton, bei sehr bedeutenden industriellen Maßstäben.

Die Lagerung und der Transport des Produkts erfolgt in speziellen Metallzylindern mit der entsprechenden Beschriftung. Sie sind unter Druck, und ihre Lagertemperatur überschreitet nicht 20 ^° C.

Inhalt in der Natur

Unter natürlichen Bedingungen ist nicht nur ein Element von Krypton, sondern auch seine Isotope enthalten. Es gibt sechs Sorten, die in der Natur stabil sind:

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

Wo ist das Gas enthalten? Natürlich dort, wo es zuerst zugeteilt wurde – in der Luft. Der Prozentsatz ist sehr klein – nur 1,14 * 10 ^-4 %. Auch die ständige Wiederauffüllung dieser kostbaren Gasreserven in der Natur ist auf Kernreaktionen innerhalb der Lithosphäre der Erde zurückzuführen. Dort ist ein wesentlicher Teil der stabilen Isotopensorten dieses Elements gebildet.

Mann verwenden

Moderne Technik macht es möglich, Krypton aus der Luft in großen Mengen zu erhalten. Und es gibt jeden Grund zu der Annahme, dass er bald das inerte Argon in Glühbirnen ersetzen wird. Immerhin, mit krypton gefüllt, werden sie ökonomischer: bei gleichem Energieverbrauch werden sie viel länger dauern und leuchten heller. Es ist auch besser, Überlastungen zu widerstehen, verglichen mit herkömmlichen, die mit einer Mischung aus Stickstoff und Argon gefüllt sind.

Dies lässt sich durch die Inaktivität großer und schwerer Kryptonmoleküle erklären, die die Wärmeübertragung vom Lampenglas zum Faden verlangsamen und die Verdunstung der Atome der Materie von ihrer Oberfläche reduzieren.

Auch das radioaktive Isotop krypton ⁸⁵ Kr wird verwendet, um spezielle Lampen zu füllen, da es Beta-Strahlen emittieren kann. Diese Strahlungsenergie verwandelt sich in sichtbares Licht. Solche Lampen bestehen aus einem Glaszylinder, dessen Innenwände mit einer phosphoreszierenden Verbindung bedeckt sind. Die Beta-Strahlen des Krypton-Isotops, die auf diese Schicht fallen, verursachen ihre Lumineszenz, die auch in einer Entfernung von 500 m deutlich sichtbar ist.

In einer Entfernung von bis zu 3 Metern sehen Sie sogar den gedruckten Text deutlich. Lampen sind langlebig, da die Halbwertszeit des Isotops Krypton 85 etwa 10 Jahre beträgt. Die Geräte arbeiten unabhängig von der Stromquelle und den äußeren Bedingungen.

Kryptonfluoride werden auch als Oxidationsmittel für Raketentreibstoff verwendet. Die Kr-F-Verbindung wird bei der Herstellung von Excimer-Lasern eingesetzt. Einige Isotope von Krypton werden in der Medizin verwendet. Hauptsächlich für die Diagnose von Geräten, Erkennung von Perforationen und Leckagen in Vakuuminstallationen, Vorhersage und Erkennung von Korrosion, als Kontrolle über den Verschleiß von Geräteteilen.

Eine weitere Möglichkeit zur Verwendung von Krypton sind Röntgenröhren, die mit ihnen gefüllt sind. Moderne Wissenschaftler suchen nach Weisen, dieses Gas als Füllstoff in der Zusammensetzung der Atmungsmischungen für das Eintauchen in Wasser zu verwenden. Es kann verwirklicht werden, indem es als Anästhesie in der Medizin verwendet wird.