Krypton je chemický prvek. Kryptonový vzorec

Na naší planetě existuje mnoho různých sloučenin, organických a minerálních látek. Takže více než jeden a půl milionu struktur z organického světa a více než 500 tisíc venku je otevřeno, syntetizováno a používáno člověkem. A každým rokem toto číslo roste, protože vývoj chemického průmyslu nezastaví, země světa se ho aktivně rozvíjejí a prosazují.

Ale překvapivě ani to není. A skutečnost, že všechny tyto látky jsou vyrobeny pouze z 118 chemických prvků. To je opravdu super! Periodický systém chemické prvky jsou základem, který graficky odráží rozmanitost organického a anorganického světa.

Klasifikace chemických prvků

Existuje několik možností třídění těchto struktur. Tudíž Mendelejevův chemický stůl je rozdělen do dvou skupin:

• prvky-kovy (nejvíce);
• nekovové (menší část).

První je tvořena prvky, které jsou pod konvenční diagonální hranicí od bóru k astatinu, a druhá je výše uvedená. Existují však výjimky z této klasifikace, například cín (existuje ve formě alfa a beta, z nichž jedna je kovová a druhá nekovová). Proto není možné takovou verzi divize volat zcela správně.

Také periodický systém chemických prvků lze klasifikovat podle vlastností těchto látek.

1. Vlastní základní vlastnosti (redukční činidla) jsou typické kovy, prvky skupiny 1,2 hlavních podskupin (kromě berylia).
2. Vlastní vlastnosti kyselin (oxidanty) jsou typické nekovy. Prvky 6.7 skupin hlavních podskupin.
3. Amfoterní vlastnosti (duální) jsou všechny kovy podskupin a některé z hlavních.
4. Prvky jsou nekovy, které se projevují jak jako redukční činidla, tak jako oxidační činidla (v závislosti na reakčních podmínkách).

Nejčastěji se zkoumají chemické prvky. 8. ročník školy předpokládá počáteční studium všech struktur se zapamatováním symbolu, jména a výslovnosti v ruštině. To je povinná podmínka pro kompetentní zvládnutí chemie v budoucnosti, což je základem všeho. Mendelejevův chemický stůl je vždy v oblasti výhledu dětí, ale vědět, že nejběžnější a chemicky aktivní z nich stále pokračuje.

Zvláštní skupina v tomto systému je osmá po sobě. Jeho prvky hlavní podskupiny se nazývají inertní - ušlechtilé plyny pro jejich dokončené elektronické obaly a v důsledku toho mají nízkou chemickou aktivitu. Jedním z nich je krypton, chemický prvek pod číslem 36 - se budeme zabývat podrobněji. Zbytek jeho bratří v tabulce jsou také vzácné plyny a jsou používány člověkem velmi široce.

Krypton je chemický prvek

Tento obyvatel periodické tabulky se nachází ve čtvrtém období, osmé skupině, hlavní podskupině. Sériové číslo, a tím i množství elektronů a nukleární náboj (počet protonů) = 36. Z toho lze vyvodit, že to, co bude elektronická vzorec krypton. Napsali jsme to: ₊₃₆Kr 1s²2s²2p^6.3s²3p^6.4s²3d¹⁰4p^6..

Je zřejmé, že vnější energetická úroveň atomu je zcela dokončena. To určuje velmi nízkou chemickou aktivitu tohoto prvku. Nicméně za určitých podmínek je stále možné přivést takový stabilní plyn jako krypton do některých reakcí. Chemický prvek, nebo spíše jeho poloha v systému, elektronická struktura, dovoluje získat jednu důležitou vlastnost atomu: valence. To znamená schopnost vytvářet chemické vazby.

Obvykle říkáme, že je téměř vždy pro non-excitovaného stavu atomů je roven počtu skupin, ve kterém se nachází (pokud budete počítat od první do čtvrté místo v pořadí, a pak naopak, 1234321). Nicméně, mocenství krypton v tomto rámci se nehodí, protože žádné další energetické sloupky, tedy bez excitace atomu, že obecně je zcela inertní a jeho mocenství nula.

Pokud přesto dosáhne excitace jeho atomu, mohou být elektrony vyřešeny a přepnuty do volné 4d orbitální. Takže možná valencie kryptonu: 2,4,6. Oxidační stupně odpovídající znaménku + (+ 2, + 4, + 6).

Historie objevu

Po objevu inertních plynů - argon v roce 1894, helium v ​​roce 1985 - předvídat a potvrdit možnost existence v jiné povahy snadno Plyny pro vědce nebyla. Hlavní úsilí na této cestě provedl W. Ramsay, který také objevil argon. On správně věřil, že ve vzduchu jsou stále ještě inertní plyny, ale množství je tak nevýznamné, že technika nemůže opravit svou přítomnost.

Proto byl element kryptonu objeven teprve po několika letech. V roce 1898 byl ze vzduchu extrahován neonový plyn, následovaný další inertní sloučeninou, která byla kvůli obtížnosti nalezení a separace rozhodnuta být nazývána kryptonem. Koneckonců, v překladu z řečtiny, "kryptos" znamená skrytý.

Aby bylo možné dlouho zjistit, že se to nepodařilo, bylo to velmi obtížné. Tuto skutečnost potvrzuje skutečnost, že jeden milimetr plynu je obsažen v jednom kubickém metru vzduchu. To znamená, že objem je menší než náprstek! Aby mohla případně studovat věc, trvalo sto kubických centimetrů tekutého vzduchu. Naštěstí bylo v tomto období vědci schopni vyvinout metody pro získávání a zkapalňování vzduchu ve velkém množství. Toto otočení případu nám umožnilo získat úspěch U. Ramsaya při objevu prvku krypton.

Spektroskopická data potvrdila předběžné závěry o nové látce. "Skrytý" plyn má zcela nové linie v spektru, které v té době v žádném případě nebyly.

Výsledná jednoduchá látka a její vzorec

Pokud je krypton chemickým prvkem souvisejícím s inertními plyny, je logické předpokládat, že jeho jednoduchá látka bude těkavou molekulou. Tak to je. Jednoduchá látka kryptonu je monatomický plyn se vzorcem Kr. Obvykle jsme zvyklí vidět plyny s indexem "2", například O₂, H₂ a tak dále. Ale tento prvek je jiný, protože patří k rodině vzácných plynů a dokončenému elektronovému plátu atomu.

Fyzikální vlastnosti

Jako každá jiná souvislost má i tato vlastní charakteristika. Fyzikální vlastnosti kryptonu jsou následující.

1. Velmi těžký plyn - třikrát větší než vzduch.
2. Nemá žádnou chuť.
3. Bezbarvé.
4. Nemá vůně.
5. Bod varu -152 ⁰C.
6. Hustota látky za běžných podmínek je 3,74 g / l.
7. Teplota tání -157,3 ⁰C.
8. Ionizační energie je vysoká, 14 eV.
9. Elektronegativita je také poměrně vysoká - 2.6.
10. Rozpustný v benzenu, mírně ve vodě. Jak se teplota kapaliny zvyšuje, rozpustnost se snižuje. Také smícháme s ethanolem.
11. Při pokojové teplotě má dielektrickou konstantu.

Takže plynový krypton má dostatečný počet vlastností pro vstup do chemických reakcí a pro použití pro své vlastnosti pro člověka.

Chemické vlastnosti

Pokud se krypton (plyn) přenese do pevného stavu, krystalizuje do prostorové tvárné kubické mřížky. V tomto stavu je také schopen vstoupit do chemických reakcí. Jsou velmi málo, ale stále tam.

Existuje několik druhů látek, které byly získány na základě kryptonu.

1. Formy se klatrují vodou: Kr^.5,75H₂O.

2. Tvoří je organickými látkami:

• 2,14Kr^.12C_6.H, OH;
• 2,14Kr^.12C_6.H₅CH_3-
• 2Kr^.CCl₄^.17H₂O;
• 2Kr^.CHCL₃^.17H₂O;
• 2Kr^.(CH₃).₂CO^.17H₂O;
• 0,75 Kr^.ЗС_6.H₄(OH)_2.

3. Za těžkých podmínek je schopen reagovat s fluorem, tj. Oxiduje. Kryptanový vzorec s činidlem má tedy podobu: KrF_2, nebo difluoridu kryptonu. Stupeň oxidace ve sloučenině je +2.

4. Nedávno jsme se podařilo syntetizovat sloučeninu, která zahrnuje vazby mezi kryptonem a kyslíkem: Kr-O (Kr (OTeF₅).₂).

5. Ve Finsku byla získána zajímavá směs kryptonu s acetylenem, nazývaného hydrokryptoacetylen: HKrCequiv-CH.

6. Krypton fluorid (+4) také existuje KrF_4. Po rozpuštění ve vodě je tato sloučenina schopná tvořit slabou a nestabilní kyselinu kryptonovou, ze které jsou známy pouze baryové soli: BaKrO₄.

7. Vzorec kryptonu ve sloučeninách odvozených od jeho difluoridu je následující:

• KrF⁺SbF_6.^-;
• Kr₂F₃⁺AuF_6.^-.

Tak se ukazuje, že i přes chemickou inertnost vykazuje tento plyn regenerační vlastnosti a je schopen vstoupit do chemických interakcí za velmi přísných podmínek. To dává chemikům po celém světě zelené světlo při zkoumání možností "skryté" složky vzduchu. Je možné, že nové sloučeniny budou brzy syntetizovány, což bude mít široké uplatnění ve strojírenství a průmyslu.

Stanovení plynu

Existuje několik základních způsobů stanovení tohoto plynu:

• chromatografie;
• spektroskopie;
• metody absorpční analýzy.

Existuje několik dalších prvků, určených stejnými metodami, které byly také umístěny v tabulce Mendeleyev. Krypton, xenon, radon jsou nejtěžší vzácné plyny a nejvíce nepolapitelné. Z tohoto důvodu jsou pro jejich detekci nutné takové složité fyzikálně chemické metody.

Metody získání

Hlavním způsobem výroby je zpracování zkapalněného vzduchu. Ale kvůli malému kvantitativnímu obsahu kryptonu musí zpracovávat miliony krychlových metrů, aby získal malé množství vzácného plynu. Obecně se proces vyskytuje ve třech hlavních fázích.

1. Zpracování vzduchu na speciálních sloupcích pro separaci vzduchu. V tomto případě je celkový tok látek rozdělen na těžší frakce - směs uhlovodíků a vzácných plynů v kapalném kyslíku a také lehčí - četné nečistoty. Vzhledem k tomu, že většina látek je výbušná, ve sloupci je speciální výpustní trubka, přes kterou jsou ihned oddělené nejtěžší komponenty. Mezi nimi je krypton. Na výstupu je vysoce kontaminován cizími nečistotami. K získání nejčistšího produktu musí být dále podroben určitému množství specifických chemických úprav se speciálními rozpouštědly.
2. V tomto stádiu se získá směs kryptonu a xenonu kontaminovaného uhlovodíky. Pro čištění používejte speciální přístroje, u kterých směs oxidace a adsorpce odstraňuje většinu zbytečných složek. Ve stejné době zůstává samotná směs vzácných plynů nedělená. Navíc celý proces probíhá pod vysokým tlakem, který způsobuje přechod plynů do kapalného stavu.
3. V závěrečné fázi by měla být výsledná směs plynů oddělena, aby vznikl obzvláště čistý krypton a xenon. Za tímto účelem byla vytvořena speciální unikátní instalace, která je pro tento proces technicky ideální. Výsledkem je vysoce kvalitní produkt ve formě plynného kryptonu.

Je zajímavé, že všechny popsané procesy se mohou objevit cyklicky, aniž by se zastavila výroba, pokud bude surovina - vzduch - dodána správná částka. To umožňuje provádět syntézu vzácných plynů, včetně kryptonu, ve velmi významných průmyslových měřítkách.

Skladování a přeprava výrobku se provádí ve speciálních kovových lahvích s příslušným nápisem. Jsou pod tlakem a jejich skladovací teplota nepřesahuje 20 ⁰C.

Obsah v přírodě

V přírodních podmínkách je obsažen nejen element krypton, ale jeho izotopy. Existuje šest odrůd, které mají stabilní povahu:

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

Kde je obsah plynu? Samozřejmě, tam, kde byl poprvé přidělen - ve vzduchu. Toto procento je velmi malé - pouze 1,14 * 10^-4%. Také neustálé doplňování těchto zásob vzácného plynu v přírodě je důsledkem jaderných reakcí uvnitř litosféry Země. Zde vzniká významná část stabilních izotopových odrůd tohoto prvku.

Lidské použití

Moderní technologie umožňuje získávat kryptonu ze vzduchu ve velkém množství. A existuje důvod předpokládat, že brzy nahradí inertní argon elektrickými žárovkami. Koneckonců, naplněná kryptonem, budou ekonomičtější: při stejné spotřebě energie budou sloužit mnohem déle a budou svítit jasnější. Je také lepší odolat přetížením oproti konvenčním, které jsou naplněny směsí dusíku a argonu.

To lze vysvětlit nečinností velkých a těžkých molekul kryptonu, které zpomalují přenos tepla ze skla lampy na vlákno a snižují odpařování atomů hmoty z povrchu.

Také radioaktivní izotop kryptonu ⁸⁵Kr se používá k vyplňování speciálních lamp, protože je schopen vyzařovat beta paprsky. Tato energie záření se mění na viditelné světlo. Takové svítidla se skládají ze skleněné lahve, jejíž vnitřní stěny jsou pokryty fosforeskující sloučeninou. Beta paprsky kryptonového izotopu, které spadají na tuto vrstvu, způsobují její luminiscenci, která je jasně viditelná i ve vzdálenosti 500 m.

Ve vzdálenosti až 3 metrů můžete vidět i tištěný text. Svítidla jsou odolná, protože poločas Izotop krypton 85 je asi 10 let starý. Zařízení pracují bez ohledu na aktuální zdroj a vnější podmínky.

Kryptonové fluoridy se také používají jako oxidanty raketové palivo. Sloučenina Kr-F se používá při výrobě excimerové lasery. Některé izotopy kryptonu se používají v medicíně. Hlavně pro diagnostiku zařízení, detekci děrování a úniku ve vakuových instalacích, předpověď a detekci koroze, jako kontrolu opotřebení částí zařízení.

Další možností pro použití kryptonu jsou rentgenové trubice, které jsou naplněny. Moderní vědci hledají způsoby, jak tento plyn použít jako plnidlo ve složení dýchacích směsí pro ponoření do vody. Lze jej realizovat jako anestetikum v medicíně.