Krypton on kemiallinen elementti. Krypton-kaava

Planeellamme on monia erilaisia yhdisteitä, orgaanisia ja mineraalisia aineita. Joten yli puolitoista miljoonaa rakenteita orgaanisesta maailmasta ja yli 500 tuhatta sen ulkopuolella ovat avoimia, syntetisoituja ja ihmisen käyttämä. Ja joka vuosi tämä luku kasvaa, koska kemianteollisuuden kehitys ei pysähdy, maailman maat kehittävät aktiivisesti ja edistävät sitä.

Mutta ei ole edes yllättävää. Ja se, että kaikki nämä erilaiset aineet on rakennettu vain 118 kemikaalista. Se on todella hienoa! Kemiallisten elementtien jaksollinen järjestelmä on perusta, joka graafisesti kuvastaa orgaanisen ja epäorgaanisen maailman monimuotoisuutta.

Kemiallisten aineiden luokittelu

Näiden rakenteiden luokitteluun on useita vaihtoehtoja. Niinpä Mendelejevin kemian taulukko on jaettu kahteen ryhmään:

• Elementtimetallit (useimmat);
• Ei-metalleja (pienempi osa).

Tällöin ensimmäinen koostuu elementeistä, jotka ovat tavanomaisen diagonaalisen rajan alapuolella boriin astatiiniin verrattuna, ja toinen on edellä. Tähän luokitukseen on kuitenkin poikkeuksia, esimerkiksi tina (esiintyy alfa- ja beeta-muodossa, joista toinen on metalli ja toinen ei-metalli). Tästä syystä on mahdotonta kutsua tällaista divisioonan versiota aivan oikein.

Myös kemiallisten elementtien jaksollinen järjestelmä voidaan luokitella jälkimmäisen ominaisuuksien mukaan.

1. Perusominai- suudet (pelkistävät aineet) ovat tyypillisiä metalleja, tärkeimpien alaryhmien 1,2 ryhmän (lukuun ottamatta berylliumia) elementtejä.
2. Ominaiset happoominaisuudet (hapettimet) ovat tyypillisiä ei-metalleja. Elementtien tärkeimmät alaryhmät 6,7 ryhmää.
3. Amfoteeriset ominaisuudet (dual) ovat kaikki alaryhmien metalleja ja joitain tärkeimpiä.
4. Elementit ovat ei-metalleja, jotka ilmentävät itsensä pelkistäviksi aineiksi ja hapettimina (riippuen reaktio-olosuhteista).

Usein on kyse siitä, miten kemiallisia elementtejä tutkitaan. Koulun kahdeksas asteen oletetaan kaikkien rakenteiden alkututkimuksen, jossa merkin, nimen ja ääntämisen muistutus venäjällä. Tämä on pakollinen edellytys kemian pätevälle hallitsemiselle tulevaisuudessa, kaiken perusta. Mendelejevin kemiaalipöytä on aina lasten näkökulmasta, mutta kuitenkin yleisimpiä ja kemikaaleja tunteva aktiivinen.

Erityinen ryhmä tässä järjestelmässä on kahdeksas peräkkäin. Sen pääalaryhmän elementtejä kutsutaan inerttejä jalokaasuja niiden valmiiksi elektronisille kuoreille ja sen seurauksena alhaiselle kemialliselle aktiivisuudelle. Yksi niistä - krypton, kemiallinen elementti numero 36 - tarkastellaan meitä tarkemmin. Loput hänen veljensä pöydässä ovat myös jaloja kaasuja ja käyttävät ihmistä hyvin laajalti.

Krypton on kemiallinen elementti

Määräaikainen taulukko asuu neljännessä jaksossa, kahdeksas ryhmä, tärkein alaryhmä. Sarjanumero ja siksi elektronien määrä sekä ydinmäärän (protonien määrä) = 36. Tästä voimme päätellä, mikä kryptonin elektroninen kaava on. Kirjoita sen: _{+ 36} Kr 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ .

On selvää, että atomin ulkoisen energian taso on täysin valmis. Tämä määrittää tämän elementin erittäin alhaisen kemiallisen aktiivisuuden. Kuitenkin tietyissä olosuhteissa on edelleen mahdollista saada aikaan sellainen stabiili kaasu kryptonin kanssa tekemään joitain reaktioita. Kemiallinen elementti, tai pikemminkin sen asema järjestelmässä, elektroninen rakenne, sallii yhden saavan yhden tärkeämmän ominaisuuden atomista: valenssi. Eli kyky muodostaa kemiallisia sidoksia.

Yleensä sanomme, että on melkein aina, että atomien ei-paljastunut tila vastaa ryhmän määrää, jossa se on (jos se lasketaan ensimmäisestä neljänteen järjestyksessä ja sitten päinvastoin, 1234321). Kryptonin valenssi tässä kehyksessä ei kuitenkaan sovi, koska ilman ylimääräisen energian sanomaa eli ilman atomin viritystä, se on yleensä täysin inertti ja sen valenssi on nolla.

Jos kuitenkin sen atomin herätteen saavuttamiseksi, niin elektronit voidaan ratkaista ja vaihtaa vapaaseen 4d-orbitaaliin. Näin kryptonin mahdolliset valenssit ovat 2,4,6. Hapettumisaste, joka vastaa merkkiä + (+ 2, + 4, + 6).

Löydön historia

Inerttien kaasujen - argonin vuonna 1894, heliumin vuonna 1985 havaitsemisen jälkeen - ennustettiin ja vahvistettiin mahdollisuutta olemassa olevien muiden samankaltaisten kaasujen olemassaololle, tutkijoille ei ollut erityistä työtä. Tärkeimmät ponnistelut tällä polulla olivat W. Ramsay, joka myös löysi argonin. Hän perustellusti uskoi, että ilmassa on vielä inerttejä kaasuja, mutta niiden määrä on niin vähäpätöinen, että tekniikka ei pysty korjaamaan läsnäoloaan.

Sen vuoksi kriptonin elementti havaittiin vasta muutaman vuoden kuluttua. Vuonna 1898 ilmasta vapautui neonikaasua, jota seurasi toinen inertti yhdiste, jonka etsimistä ja erottelua vaikeuttaessa päätettiin kutsua kryptoniksi. Loppujen lopuksi käännös kreikaksi "cryptos" tarkoittaa piilotettua.

Pitkän ajan selvittäminen ei ollut mahdollista, se oli hyvin vaikeaa. Tämä tosiasia vahvistaa se, että yksi millimetri kaasu on yhden kuutiometrin ilmaa. Eli äänenvoimakkuus on pienempi kuin timantti! Jotta mahdollisesti tutkittaisiin asiaa, se kesti sata kuutiometriä nestemäistä ilmaa. Onneksi tänä aikana tutkijat pystyivät kehittämään menetelmiä ilman saamiseksi ja nesteyttämiseksi suuria määriä. Tällainen käänne mahdollisti U. Ramsayn onnistumisen kriptonin elementin löytämisessä.

Spektroskooppiset tiedot vahvistivat alustavat päätelmät uudesta aineesta. "Piilotetulla" kaasulla on täysin uusia linjoja spektrissä, joita ei ollut missään yhteydessä tuohon aikaan.

Saatu yksinkertainen aine ja sen kaava

Jos krypton on inertteihin kaasuihin liittyvä kemiallinen elementti, on loogista olettaa, että sen yksinkertainen aine on haihtuva molekyyli. Joten se on. Yksinkertainen krypton-aine on monatominen kaasu, jolla on kaava Kr. Yleensä olemme tottuneet näkemään kaasuja, joiden indeksi on "2", esimerkiksi O ₂ , H ₂ ja niin edelleen. Mutta tämä elementti on erilainen sen vuoksi, että se kuuluu jalokaasujen perheeseen ja atomin valmiiseen elektronikuoriin.

Fysikaaliset ominaisuudet

Kuten mikä tahansa muu yhdiste, tällä on myös omat ominaisuutensa. Kryptonin fysikaaliset ominaisuudet ovat seuraavat.

1. Erittäin raskas kaasu - kolme kertaa suurempi kuin ilman.
2. Ei ole makua.
3. Väritön.
4. Sillä ei ole hajua.
5. Kiehumispiste on -152 ^° C.
6. Aineen tiheys tavallisissa olosuhteissa on 3,74 g / l.
7. Sulamispiste -157,3 ° C.
8. Ionisointienergia on korkea, 14 eV.
9. Elektronegatiivisuus on myös melko korkea - 2.6.
10. Liukenee bentseeniin, hieman veteen. Kun nesteen lämpötila nousee, liukoisuus vähenee. Myös sekoitetaan etanolin kanssa.
11. Huoneen lämpötilassa se on dielektrisyysvakio.

Kryptonikaasulla on näin ollen riittävä määrä ominaisuuksia kemiallisten reaktioiden aikaansaamiseksi ja hyödylliseksi ihmiselle, jolla on sen ominaisuuksia.

Kemialliset ominaisuudet

Jos krypton (kaasu) siirretään kiinteään tilaan, se kiteytyy spatiaaliseksi kasvopintaiseksi kuutiohilaksi. Tässä tilanteessa hän kykenee myös tekemään kemiallisia reaktioita. Ne ovat hyvin harvoja, mutta ne ovat edelleen olemassa.

Kryptonin perusteella on olemassa useita erilaisia aineita.

1. Lomakkeet clathrates vedellä: Kr ^. 5,75 H20.

2. Muodostaa ne orgaanisilla aineilla:

• 2.14Kr ^. _12C 6H, OH;
• 2.14Kr ^. 12C6H5CH3 _;
• 2Kr ^. CCI ₄ ^. 17H _2O;
• 2Kr ^. CHCL ₃ ^. 17H _2O;
• 2Kr ^. (CH3) 2CO ^. 17H _2O;
• 0,75 kr ^. 3C6H4 (OH) _2.

3. Vaikeissa olosuhteissa se kykenee reagoimaan fluorin kanssa eli hapettamaan. Näin ollen Kryptonin kaava reagenssilla on muotoa: KrF2 tai kryptondifluoridi. Hapettumisen aste yhdisteessä on +2.

4. Viime aikoina onnistuttiin syntetisoimaan yhdiste, joka sisältää kryptonin ja hapen välisiä sidoksia: Kr-O (Kr (OTeF ₅ ) ₂ ).

5. Suomessa saatiin mielenkiintoinen Kryptonin yhdiste asetyleeniä, jota kutsuttiin hydrokrytoasetyleeni: HKrC≡CH.

6. Kriptonfluoridi (+4) KrF _4. Myös veteen liuotettuna tämä yhdiste kykenee muodostamaan heikon ja epästabiilin kryptonin, josta tunnetaan vain bariumsuolat: BaKrO ₄ .

7. Kryptonin kaava yhdisteistä, jotka on valmistettu difluoridista, on seuraava:

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

Näin ollen käy ilmi, että kemiallisesta inertisyydestä huolimatta tämä kaasu osoittaa korjaavia ominaisuuksia ja kykenee pääsemään kemiallisiin vuorovaikutuksiin erittäin tiukoissa olosuhteissa. Tämä antaa kemisteille ympäri maailmaa vihreää valoa tutkimaan mahdollisuuksia "piilotetusta" ilmasta. On mahdollista, että syntetisoidaan pian uusia yhdisteitä, jotka ovat laaja sovellutus tekniikassa ja teollisuudessa.

Kaasun määrittäminen

Tämän kaasun määrittämisessä on useita perusmenetelmiä:

• kromatografia;
• spektroskopia;
• Absorptiotutkimuksen menetelmät.

On olemassa useita muita elementtejä, jotka määritetään samoilla menetelmillä, ja ne sijoitettiin myös Mendelejevin taulukkoon. Krypton, ksenon, radoni ovat raskaimpia jalokaasuja ja kaikkein vaikein. Siksi niiden havaitsemiseksi tarvitaan tällaisia monimutkaisia fysikaalis-kemiallisia menetelmiä.

Menetelmät

Tärkein tuotantomenetelmä on nesteytetyn ilman käsittely. Kryptonin pienen kvantitatiivisen sisällön vuoksi sen on käsiteltävä miljoonia kuutiometrejä pienen määrän jalokaasua. Yleensä prosessi tapahtuu kolmessa vaiheessa.

1. Ilmankäsittely erikoisilman erotuspylväässä. Tällöin aineiden kokonaisvirtaus jaetaan raskaampiin fraktioihin - hiilivetyjen ja jalokaasujen seokseen nestemäisessä hapessa ja myös kevyemmät epäpuhtauskaasut. Koska suurin osa aineista on räjähtäviä, pylväässä on erityinen poistoputki, jonka kautta raskaimmat komponentit erotetaan välittömästi. Niistä on krypton. Pistorasiassa se on erittäin saastunut vieraiden epäpuhtauksien kanssa. Puhtaimman tuotteen saamiseksi sen on edelleen kohdeltava erityisiä kemiallisia käsittelyjä erityisillä liuottimilla.
2. Tässä vaiheessa saadaan kryponin ja ksenonin hiilivetyjä saastunut seos. Käytä puhdistuksessa erityisiä laitteita, joissa hapettumis- ja adsorptioseos helpottavat eniten tarpeettomia komponentteja. Samaan aikaan hyvin jalokaasujen sekoitus pysyy jakamattomana. Lisäksi koko prosessi tapahtuu korkeassa paineessa aiheuttaen kaasujen siirtymisen nestemäiseen tilaan.
3. Lopullisessa vaiheessa kaasujen lopullinen seos on erotettava tuottamaan erittäin puhtaan kryptonin ja xenonin. Tätä tarkoitusta varten on luotu erityinen ainutlaatuinen asennus, joka on teknisesti täydellinen tähän prosessiin. Tuloksena on korkealaatuinen tuote kaasumaisen kryptonin muodossa.

On mielenkiintoista, että kaikki kuvatut prosessit voivat tapahtua syklisesti lopettamatta tuotantoa, jos raaka-aine - ilma - toimitetaan oikealla määrällä. Tämä mahdollistaa jalokaasujen, myös kryptonin, syntetisoinnin erittäin merkittävillä teollisuusvaaka-alueilla.

Tuotteen varastointi ja kuljetus suoritetaan erityisissä metallisylintereissä, joissa on vastaava merkintä. Ne ovat paineen alla ja niiden säilytyslämpötila ei ole yli 20 ^° C.

Sisältö luonteeltaan

Luonnollisissa olosuhteissa ei ole vain elementti kryptonista, vaan sen isotooppeja. Luonnollisissa olosuhteissa on kuusi lajiketta, jotka ovat vakaita:

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

Missä kaasussa on? Tietenkin siellä, missä se oli ensin jaettu - ilmassa. Prosenttiosuus on hyvin pieni - vain 1,14 * 10 ^-4 %. Myös näiden arvokasta kaasuvarantojen jatkuvaa täydentämistä johtuu ydinreaktioista maan lososfäärissä. Siellä muodostuu merkittävä osa tämän elementin stabiileista isotooppilajikkeista.

Manin käyttäminen

Moderni tekniikka mahdollistaa kriptonin hankkimisen suuresta määrästä ilmasta. Ja on syytä olettaa, että hän pian korvaa inertin argonin sähkölampuissa. Loppujen lopuksi kryptonilla ne ovat entistä edullisempia: samalla energiankulutuksella ne palvelevat paljon kauemmin ja loistavat kirkkaampia. On myös parempi kestää ylikuormituksia verrattuna tavanomaisiin, jotka täytetään typpeä ja argonia.

Tämä johtuu suurista ja raskaista kryptonmolekyyleistä, jotka hidastavat lämmön siirtymistä lamppusilusta filamenttiin ja vähentävät aineen atomien haihtumista sen pinnalta.

Myös radioaktiivista isotooppi krypton ⁸⁵ Kr: tä käytetään erityisten valaisimien täyttämiseen, koska se voi antaa beetasäteitä. Tämä säteilyenergia muuttuu näkyväksi valoksi. Tällaiset valaisimet koostuvat lasisylinteristä, jonka sisäseinät on peitetty fosforoivalla yhdisteellä. Krypton-isotoopin beetasäteet, jotka putoavat tähän kerrokseen, aiheuttavat sen luminesenssin, joka on selvästi näkyvissä jopa 500 metrin etäisyydellä.

Jopa 3 metrin etäisyydellä voit selvästi nähdä jopa painetun tekstin. Valaisimet ovat kestäviä, koska isotooppikryptonin 85 puoliintumisaika on noin 10 vuotta. Laitteet toimivat riippumatta nykyisestä lähteestä ja ulkoisista olosuhteista.

Kryptonfluorideja käytetään myös rakettipolttoaineena hapettimina . Kr-F-yhdistettä käytetään eksimeerilasereiden valmistuksessa. Kriptonin isotooppeja käytetään lääketieteessä. Pääasiassa laitteiden diagnostiikkaan, perforaatioiden ja vuotoiden havaitsemiseen tyhjiölaitteissa, ennustaminen ja korroosion havaitseminen laitteiden osien kulumisen hallitsemiseksi.

Toinen vaihtoehto kryptonin käyttämiseen ovat röntgenputket, jotka ovat täynnä niitä. Nykyaikaiset tutkijat etsivät tapoja käyttää tätä kaasua täyteaineena veden upottamista varten tarkoitettujen hengitysseosten koostumukselle. Se voidaan toteuttaa käyttämällä sitä anestesiaa lääketieteessä.