Népszerű könyvtár kémiai elemek
Ez az első alkalom, hogy nevezték kripton gázzal, egy dedikált William Ramsay ásványi kleveit. De el kellett távolítani ezt a nevet nagyon hamar, és az elem a „close”. Angol spektroszkópiai William Crookes úgy találta, hogy a gáz nem, hogy más, mint a már ismert napspektrum hélium. Három évvel később, 1898-ban, az úgynevezett „Krypton” felbukkant, hogy kapott egy új elem, új nemesgáz.
Ismét kinyitotta, Ramsay és szinte véletlenül - „bejön az ajtón, kaptam egy másik.” Azzal a szándékkal, hogy fordítsanak hélium cseppfolyós levegő, a tudós eredetileg ment volt a rossz pálya: ő kereste hélium nagy levegőt frakciók. Persze, hélium, nagyon alacsony a forráspontja minden gáz, ott nem lehet, és Ramsay nem található. De látta a spektrumot nehéz frakciók a sárga és zöld vonalak a területeken, ahol ezek nem hagyható, sem az ismert elemek.
Mivel kripton elem fedezték, akinek a neve görögül azt jelenti „titkos”. Név néhány váratlan elemet, amely maga volt a kezében a vizsgálatot.
Származás kripton
Köztudott, hogy a hélium, radon, szinte az összes argon és valószínűleg neon bolygónk van radioaktív eredetű, azaz a Ők - a termékek radioaktív bomlás. És mi a helyzet a kripton?
Az ismert természetes nukleáris folyamatokat előidéző kriptonra legnagyobb érdeklődés a spontán maghasadás urán és a tórium magok.
1939-ben, GN Flerov és KA Petrzhak a természetben megtalálható (nagyon ritka) hasítási spontán urán-238 magok két fragmentumra körülbelül azonos tömegű. Még ritkábban azonos módon oszlik mag 232 Th és 235 U. fragmensek - izotópok atomok közepén a periódusos rendszer elemeinek. Mivel instabil ( „túlterheltek” neutronok), a fragmentumokat át egy lánc egymást követő béta-bomlás. van egy stabil nehéz izotópok kripton végső bomlástermékei.
A számítások azt mutatják azonban, hogy a radioaktív bomlás (beleértve a hasadó urán-235 lassú neutronok) - nem egy nagy „gyártó” kripton. Fennállása alatt a Föld (ha figyelembe vesszük, hogy egyenlő 4,5 milliárd év), ezeket a folyamatokat tud fejlődni nem több, mint két vagy három tized százalék a meglévő bolygónkon №36 elem. Amennyiben ebben az esetben a nagy részét a súlya?
Ma ebben a kérdésben két erős, de eltérő jelenti választ.
Egyes tudósok úgy vélik, hogy a Föld kripton származik a gyomrában a bolygón. Progenitor kripton voltak transzurán elemek, amelyek egykor létezett a Földön, de most „kihalt”. Nyomai létezésük, látható az a tény, hogy a földkéreg elemei a hosszú felezési idejű radioaktív neptunium sorozat (most már teljesen mesterségesen újra). Egy másik hasonló trace - nyomokban a plutónium és neptunium az ásványok a föld, bár lehetnek termékei urán és az expozíció a kozmikus neutronok.
Más véleményen, egy másik csoportja a tudósok. Véleményük szerint a Föld kripton (xenon) a földre jött a világegyetem, a folyamat a születés a Földön. Jelen volt még a protoplanetáris felhő, hogy megkötheti az elsődleges földi számít, ahonnan aztán, amikor a bolygó felmelegedése, fontos a légkörben.
Ez a vélemény is alapul a tényeket. Az ő javára, különösen az a tény, hogy a kripton - gáz nehéz, alacsony illékony és viszonylag könnyen lecsapódni (ellentétben más elsődleges összetevője a légkörben) alig hagyja el a Földet az első szakaszában a kialakulása.
Kinek van igaza? Valószínűleg mindkét félnek igaza van: a Krypton bolygó, valószínűleg gázok keveréke térben és földi eredetű. A legújabb kutatások szerint a Föld sokkal nagyobb.
Mi ez a mix?
Szemével fizikus és kémikus
A gáz-halmazállapotú kripton 2,87-szor nehezebb, mint a levegő, és a folyékony - 2,14-szor nehezebb, mint a víz. Krypton elfolyósodik - 153,9 ° C, és még - 156,6 ° C gyógyít. Megjegyezzük, futólag, hogy a kis hőmérséklet intervallumok között folyékony és szilárd állapotok jellemzik az összes nemesgáz. Ez azt mutatja, a gyengeség a intermolekuláris kölcsönhatás erők, ami egészen természetes: ezek a „zárt” atomok, teljesen kitöltve elektron héj. Krypton egyatomos molekulát.
Krypton - első nehéz nemesgáz. Az ilyen felosztás nem mesterséges. Figyeljük meg a nagy különbség az értékek a kritikus változók könnyű és nehéz nemesgáz. Eleinte nagyon alacsony, az utóbbi sokkal nagyobb. Így a forráspontja kripton és hélium elválasztjuk át 116,1 ° C-on Eltérőek, és más fontos jellemzőit. Magyarázd ezt leglogikusabb természete intermolekuláris erők: molekulatömeg növekedésével a nemesgáz meredeken emelkedik erő kölcsönös vonzás molekulák.
Természetes kripton hat stabil izotópok 78 Kr, 80 Kr, 82 Kr, 83 Kr, 84 Kr 86 és Kr. És mindannyian a kőzetekben, a természetes vizek és a légkör. Bőséges más tartalmazza a 84 Kr, számviteli 56,9%, a légköri kripton.
A nukleáris reakciók mesterségesen előállított radioaktív izotópot kripton 17 tömeges számok 74 a 97. Néhány ilyen izotópok kerültek felhasználásra, mint a radioaktív jelölőanyagok és a sugárzás generátorok.
Kiderült, hogy különösen fontos a kripton-85 - szinte tisztán béta-sugárzó egy felezési ideje 10,3 év.
Spectrum kripton replete vonalak a látható tartományban, különösen a rövid hullámhosszú régióban. A legfényesebb sorok között található 4807 és 5870 Å, mert normál körülmények között kripton ad zöldeskék fény.
Hála a jó oldhatóság a testnedvekben kripton parciális nyomás 3,5 atm már van egy narkotikus hatással az emberekre.
És most a kripton kémia.
A kripton 36 atom elektronok elosztott négy energiaszintek (kagyló). Ez a körülmény a fizikai és kémiai értelemben részben kripton közelebb a szokásos, „normális” gázokat. Miért?
A nehéz nemesgáz atomok külső elektron héj zárt. Azonban, viszonylag távol a mag, borítékot kap némi autonómiáját. A nehezebb atomok inert gáz, a nagyobb, hogy képesek kombinálható más atomok.
Kémia „inert” gáz (most idézőjelek nélkül nem) - egy új tudományterület. De nincs karcolás. Az első negyedévben a XX században. A tudósok megfigyelték a kialakulását elektromos kisülés az ionizált molekulák és inert gázok, mintha ezek vegyületeit gázok más elemekkel. A mentesítési formáció gyorsan szétesett, és az első jelentések az inert gáz csatlakozások tűnt alaptalan.
Később vált ismert kristályos Klatrátok * kripton a H2 O, H2S, SO2. hidrogén-halogenidek, fenolok, toluol és más szerves anyagok. Ezek is stabil alatt szobahőmérsékleten 2 4 atm. De térjünk vissza a 40-es szovjet tudós BA Nyikityin azt mutatta, hogy a molekuláris kötés, vegyérték elektronok nem lépnek kölcsönhatásba bennük klatrát vegyületek.
* Klatrát vegyületek (inklúziós vegyületek vagy) - anyagok foglalnak egy közbenső helyzetben közötti szilárd oldatok és a valódi kémiai vegyületek.
1933-ban, Linus Pauling. Később kétszer Nobel-díjas, a fejlődő fogalma vegyérték kötések, megjósolta a lehetőséget a fluorid kripton és a xenon. De csak 1962-ben fogadták az első ilyen vegyületet - geksaftoroplatinat xenon. Ezután fluoridok szintetizáltuk kripton, xenon, radon, és számos származékai.
Természetesen a vegyületek kripton és más nemesgázok nem könnyű megszerezni. Azaz a kristályos KrF2 kaptuk kitettség csendes elektromos kisülés keverékében fluor-, kripton, és argon moláris aránya 1: 70: 200. Reakciókörülmények: nyomás - 20 Hgmm, a hőmérséklet - mínusz 183 ° C-on
Tulajdonságok kripton difluorid elég gyakori: a szoba hőmérséklete nem stabil, de hőmérsékleten száraz jég (-78 ° C) tárolható hosszú ideig. És nem csak a tárolt, hanem, hogy vizsgálja meg a kölcsönhatás a színtelen kristályok más anyagokkal. Kripton difluorid - erősen aktív oxidálószer. Ez kiszorítja a klór a sósav és oxigén vízből. Reagáló szerves vegyületek, ez nem csak a oxidálja őket -, míg néha előfordul klór helyett fluorral a szerves molekula. Azonban, számos szerves anyagok, mint például etil-alkohol, a kapcsolatot a kripton-difluorid lángra. Miután a kripton-fluorid kapott vegyületet átmeneti fém; minden ezek a vegyületek és a fluor. Az általános képletű ilyen vegyületek KrF + MEF - 6. A kivételt a vegyületek az arzén és antimon: kr2 F3 + AsF - 6. kr2 F3 + SbF - a 6. és a KrF + Sb2 F - 11. reakciók kriptonnal difluorid, mint egy nagyon erős oxidálószer készítettünk néhány egyedi szervetlen vegyületek - pentafluorid AuF6 arany. heptafluoride VrF7 brómot. perbromátok.
Eltávolítása a levegő
Kriptont nyert levegőt. De, hogy egy liter №36 elem, meg kell feldolgozni több mint egymillió liter levegőt. Mindazonáltal a modern oxigén termelés szinten képes egyidejűleg eltávolítja igen jelentős, és minden évben egyre növekvő mennyiségű kripton.
Mivel a legkevésbé illékony komponens a levegő, a kripton és a xenon gyűjtik nagyon „meleg” oldalán a levegő elválasztó egységet együtt a folyékony oxigén. Belőle, akkor az elem izoláljuk №36.
Cseppfolyósított oxigént frakciót betápláljuk egy desztillációs kolonnába, az alsó rész vagy a „kiterjesztés”, ahol (kondenzátor) hűtjük folyékony nitrogénnel. A kapott „rossz” kripton tartalmazó koncentrátumot 0,1. 0,2% Kr; ez a „szegény” 400-szor kripton gazdagabb, mint az eredeti oxigént.
Mielőtt helyesbítését „szegény” koncentrátum-t megtisztítjuk a metán, acetilén és más szénhidrogének. Ez a művelet szükséges, hogy elkerüljék a robbanásveszély a későbbi szakaszaiban kripton szétválasztás. nyoma szénhidrogének a levegőbe mindig ott van. Azok okait: a párolgás a kőolajtermékek, természetes gáz szivárog, bakteriális lebontása szerves maradékok, és végül az ipari kibocsátások.
Végső kripton-xenon keverék tartalmaz 90 98% Kr + Xe. Ehhez az elegyhez Hepa maradékok kötődnek oxigén hidrogénnel vízbe, és a nitrogén szennyeződést úgy távolítottuk el, hogy a keveréket magnézium-forgács, - ez reagál nitrogénatommal együtt egy nitrid.
Az utolsó szakasz - a szétválasztása kripton és a xenon. A folyékony reakcióelegyet ismét alakítjuk gáz és tápláljuk egy adszorber aktív szénnel. 65. Itt, hőmérsékleten 75 ° C-xenon és kripton felszívódik egy bizonyos mennyiségű szenet, és a kilépő gáz az adszorberből tartalmaz legalább 97% kripton.
„Light mindig”
Termelés izzók - a fő fogyasztói kripton. Kis gomba alakú lámpák kripton (vagy kripton-xenon) töltött lámpa fokozatosan lökdös argon nitrogéntartalom, amely egy időben hajtott üreges és azotonapolnennye lámpa.
Előnyei kripton izzólámpák nyilvánvaló: ez 2,1-szer nagyobb, mint az argon, és majdnem kétszer olyan rossz hővezető. Egy sűrűbb gáz lelassítja permetezés meleg wolframszál - ez növeli a lumen. Alacsony hővezető kripton fokozza az aránya látható sugárzás az általános áramlási sugárzó energia. Kripton tartalmat összehasonlítva argon lámpateljesítmény növekszik 5 és 15%, és az élettartam 40 170%. Ezen túlmenően, a felére csökken a térfogata a lombikba.
A fő célja a kripton ma - „Shine mindig ragyog mindenütt, amíg az utolsó napon a szár, fény - és szögek nélkül. „Azonban, lehetséges, hogy a jövőben a kapcsolatot a termelés kripton és a köröm nem lesz felesleges.
legállandóbb
Egészen a közelmúltig, a standard méter volt, a platina-irídium rúd van tárolva Sevres, Párizs közelében. De a növekvő igényt a precíziós lineáris mérési idővel. Értékes bot, mint a standard nem teljesül, és 1960-ban aláírt nemzetközi megállapodás meghatározza a mérő mint 1,650,763.73 hullámhosszon a narancssárga vonal a stabil izotóp kripton-86.
Krypton - a föld
A nukleáris energia fejlesztését kiélezte a kérdést a radioaktív hulladék, beleértve a kripton-85. Ahhoz, hogy megszüntesse a kibocsátás a légkörbe, és az ebből következő sugárveszély, azt javasolják, hogy a szivattyú a gáz a földbe porózus kőzetek. Erre a célra alkalmas, különösen réteg kimerült gázmezők. Ezt a módszert alkalmazzák a gyakorlatban közepe óta 50-es évek.
„Nukleáris Lamp”
1957-ben, néhány vasúti és az amerikai bányák voltak az úgynevezett atomi lámpák - figyelmeztető világító jelek, amelyek nem igényelnek tápfeszültséget. Ezeknek a lámpáknak radioizotópok kripton, alapvetően 85 Kr; sugárzás hatására a parázslás egy speciális összetételű felhordtuk a belső felülete a reflektor. Fény egy ilyen lámpa látható a távolság 500 m.
Mit mond
A felfedezés a valódi kémiai vegyületek kripton, xenon és a radon nem eredményezték a radikális, hogy megértsük a kémiai kötés. Mozgatni csak díszítéssel. Itt általában két értelmezés kötvények a molekulában difluoride Krypton. Való érintkezés hatására az aktív partner, mint fluor-, kripton, elektronok mozogni atom p pályák betöltetlen d orbitális; Ez vezet a kialakulásához hibrid pályák pd van kovalens kötés a „partnerek”.
Második kezelés: p orbitális az atom a kripton, csapágy két elektron kölcsönhatásba lép a két egy-elektron pályák fluoratom. Van egy vegyes kovalens-ionos kötést delokalizált.