Металл или неметалл kr

Обновлено: 04.10.2024

Это список химических элементов, упорядоченный в порядке возрастания атомных номеров. В таблице приводятся название элемента, символ, группа и период в Периодической системе, атомная масса (наиболее стабильного изотопа), плотность, температура плавления, температура кипения, год открытия, фамилия первооткрывателя. Цвета строк отвечают семействам элементов:

Аббревиатуры

GSI, Gesellschaft für Schwerionenforschung (Общество исследования тяжёлых ионов), Вихаузен, Дармштадт, Германия
ОИЯИ, Объединённый институт ядерных исследований), Дубна, Московская область, Россия( == JINR, (Joint Institute for Nuclear Research,)
LLNL, Lawrence Livermore National Laboratory (Ливерморская национальная лаборатория им. Э.Лоуренса), Ливермор, Калифорния, США
LBNL, Lawrence Berkeley National Laboratory, Беркли, Калифорния, США

Примечания

↑ Изотопный состав этого элемента различается в различных геологических образцах, и отклонения могут превышать указанную в таблице погрешность.
↑ Изотопный состав элемента может различаться в различных продажных материалах, что может приводить к существенным отклонениям от приведённых значений.
↑ Изотопный состав различается в земных материалах настолько, что более точный атомный вес не может быть приведён.
↑ Атомный вес продажного лития может варьироваться между 6,939 и 6,996, для получения более точного значения необходим анализ конкретного материала.
↑ Данный элемент не имеет стабильных изотопов, и значение в скобках, например [209], обозначает массовое число наиболее долгоживущего изотопа элемента или характерный изотопный состав.

Ссылки

Atomic Weights of the Elements 2001, Pure Appl. Chem. 75(8), 1107—1122, 2003. Retrieved June 30, 2005. Atomic weights of elements with atomic numbers from 1-109 taken from this source. (2005). . Retrieved June 30, 2005. Atomic weights of elements with atomic numbers 110—116 taken from this source.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Список химических элементов по атомным номерам" в других словарях:

Список химических элементов по символам — См. также: Список химических элементов по атомным номерам и Алфавитный список химических элементов Содержание 1 Символы, используемые в данный момент … Википедия

Алфавитный список химических элементов — См. также: Список химических элементов по атомным номерам и Список химических элементов по символам Алфавитный список химических элементов. Азот N Актиний Ac Алюминий Al Америций Am Аргон Ar Астат At … Википедия

Периодическая законность химических элементов — Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева) классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона,… … Википедия

Периодическая таблица химических элементов — Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева) классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона,… … Википедия

Периодическая система элементов — Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева) классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона,… … Википедия

ПСХЭ — Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева) классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона,… … Википедия

Переодичная система — Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева) классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона,… … Википедия

Периодическая система — химических элементов (таблица Менделеева) классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона, установленного русским… … Википедия

Периодическая система Менделеева — Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева) классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона,… … Википедия

Периодическая таблица — Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева) классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона,… … Википедия

Криптон

Крипто́н — элемент главной подгруппы восьмой группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 36. Обозначается символом Kr (лат. Krypton ). Простое вещество криптон (CAS-номер: 7439-90-9) — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха.

Содержание

История

Происхождение названия

От греч. κρυπτός — скрытый.

Нахождение в природе

Во Вселенной

Земная литосфера и атмосфера

Компонент атмосферного воздуха Земли. Его концентрация в сухом воздухе составляет 0,000114 массовых и 0,0003 объёмных процентов.

Получение криптона из воздуха энергоёмко, так, для получения единицы объёма криптона ректификацией ожиженного воздуха, нужно переработать более миллиона единиц объёмов воздуха.

Также, в литосфере Земли, стабильные изотопы криптона (через цепочку распадов нестабильных нуклидов) образуются при спонтанном ядерном делении долгоживущих радиоактивных элементов (торий, уран), этот процесс обогащает атмосферу этим газом.

Определение

Качественно криптон обнаруживают с помощью эмиссионной спектроскопии (характеристические линии 557,03 нм и 431,96 нм). Количественно его определяют масс-спектрометрически, хроматографически, а также методами абсорбционного анализа [2] .

Физические свойства

Криптон — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха. В 3 раза тяжелее воздуха.

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(OTeF₅)₂) [3] .

В 1965 году было заявлено о получении соединений состава KrF₄, KrO₃·H₂O и BaKrO₄. Позже их существование было опровергнуто [4] .

В 2003 году в Финляндии было получено первое соединение со связью C-Kr (HKrC≡CH — гидрокриптоацетилен) путём фотолиза криптона и ацетилена на криптонной матрице [5] .

Изотопы

На данный момент известны 31 изотоп криптона и ещё 10 возбуждённых изомерных состояний некоторых его нуклидов. В природе криптон представлен пятью стабильными нуклидами и одним слаборадиоактивным: изотопная распространённость 0,35 %), [6] .

Получение

Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 20 ноября 2012.

Получается как побочный продукт в виде криптоно-ксеноновой смеси в процессе разделения воздуха на промышленных установках.

В процессе разделения воздуха методом низкотемпературной ректификации производится постоянный отбор фракции жидкого кислорода содержащей жидкие углеводороды, криптон и ксенон (отбор фракции кислорода с углеводородами необходим для обеспечения взрывобезопасности).

Для извлечения Kr и Xe из отбираемой фракции удаляют углеводороды в каталитических печах при t=500—600 °C и направляют в дополнительный ректификационную колонну для удаления кислорода, после обогащения Kr+Xe смеси до 98—99 % её повторно очищают в каталитических печах от углеводородов, а затем в блоке адсорберов заполненных силикагелем (или другим адсорбентом).

После очистки смеси газов от остатков углеводородов и влаги её закачивают в баллоны для транспортировки на установку разделения Kr и Xe (это связано с тем, что не на каждом предприятии, эксплуатирующем воздухоразделительные установки, существует установка разделения Kr и Xe).

Дальнейший процесс разделения Kr и Xe на чистые компоненты происходит по следующей цепочке: удаление остатков углеводородов на контактной каталитической печи, заполненной окисью меди при температуре 300—400 °C, очистка от влаги в адсорбере, заполненном цеолитом, охлаждение в теплообменнике, подача на разделение в ректификационной колонне № 1 где из кубового пространства (нижняя часть ректификационной колонны) колонны отбирается жидкий Xe и направляется в колонну № 3, где он доочищается от примеси Kr, а затем выкачивается при помощи мембранного компрессора в баллоны. Газообразный Kr отбирается из под крышки конденсатора колонны № 1 и направляется в колонну № 2, где он очищается от остатков азота, кислорода, аргона (температура их кипения значительно ниже температуры кипения криптона). Из кубового пространства колонны № 2 отбирается чистый криптон и закачивается мембранным компрессором в баллоны.

Процесс разделения смеси криптона и ксенона может вестись как непрерывно, так и циклично, по мере накопления сырья (смеси) для переработки.

Применение

Производство сверхмощных эксимерных лазеров (Kr-F).

Криптон используют в энергосберегающих лампочках. Он помогает лампам меньше отдавать тепла и больше светить.

Фториды криптона предложены в качестве окислителей ракетного топлива и в качестве компонента для накачки боевых лазеров.

Используется в качестве заполнения пространства между стёклами в стеклопакете для придания стеклопакету повышенных теплофизических (он обладает пониженной теплопроводностью) и звукоизоляционных свойств.

Биологическая роль

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 [7] .

Физиологическое действие

Большое количество вдыхаемого криптона при недостаточном количестве кислорода может привести к удушью.

При вдыхании газовых смесей, содержащих криптон, при давлении более 3,5 атмосфер наблюдается наркотический эффект [8] .

При давлении 6 атмосфер криптон приобретает острый запах, похожий на запах хлороформа [9] .

Кадмий

Мягкий ковкий серебристо-серый металл

Ка́дмий / Cadmium (Cd), 48

1,69 (шкала Полинга)

Ка́дмий — элемент побочной подгруппы второй группы, пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 48. Обозначается символом Cd (лат. Cadmium ). Простое вещество кадмий (CAS-номер: 7440-43-9) при нормальных условиях — мягкий ковкий тягучий переходный металл серебристо-белого цвета. Устойчив в сухом воздухе, во влажном на его поверхности образуется плёнка оксида, препятствующая дальнейшему окислению металла.

История открытия

Открыт немецким профессором Ф. Штромейером в 1817. Провизоры Магдебурга при изучении оксида цинка ZnO заподозрили в нём примесь мышьяка. Штромейер выделил из ZnO коричнево-бурый оксид, восстановил его водородом и получил серебристо-белый металл, который получил название кадмий.

Происхождение названия

Штромейер назвал кадмий по греческому названию руды, из которой в Германии добывали цинк, — καδμεία. В свою очередь, руда получила своё название в честь Кадма, героя древнегреческой мифологии.

Среднее содержание кадмия в земной коре 130 мг/т, в морской воде 0,11 мкг/л. Кадмий относится к редким, рассеянным элементам: он содержится в виде изоморфной примеси во многих минералах и всегда в минералах цинка. Известно всего лишь 6 кадмиевых минералов. Весьма редкими минералами кадмия являются гринокит CdS (77,8% Cd), хоулиит (то же), отавит CdCO₃, монтемпонит CdO (87,5% Cd), кадмоселит CdSe (47% Cd), ксантохроит CdS(H₂O)_х (77,2% Cd). Основная масса кадмия рассеяна в большом числе минералов (более 50), преимущественно в сульфидах цинка, свинца, меди, железа, марганца и ртути. Максимальная концентрация отмечена в минералах цинка и прежде всего в сфалерите (до 5%). В большинстве же случаев содержание кадмия в сфалерите не превышает 0,4 – 0,6%. В других сульфидах, например, в станине содержание кадмия 0,003 – 0,2%, в галените 0,005 – 0,02%, в халькопирите 0,006 – 0,12%; из этих сульфидов кадмий обычно не извлекается.

Кадмий не образует самостоятельных месторождений, а входит в состав руд месторождений других металлов. Относительно высоко содержание кадмия в рудах среднетемпературных свинцово-цинковых и частично медно-колчеданных месторождений.

Единственный минерал, который представляет интерес в получении кадмия — гринокит, так называемая «кадмиевая обманка». Его добывают вместе со сфалеритом при разработке цинковых руд. В ходе переработки кадмий концентрируется в побочных продуктах процесса, откуда его потом извлекают. В настоящее время производится около 20000 тонн кадмия в год. [2]

Кадмий — серебристо-белый мягкий металл с гексагональной решёткой. Если кадмиевую палочку изгибать, то можно услышать слабый треск — это трутся друг о друга микрокристаллы металла (так же трещит и пруток олова).

Кадмий расположен в одной группе периодической системы с цинком и ртутью, занимая промежуточное место между ними, поэтому некоторые химические свойства этих элементов сходны. Так, сульфиды и оксиды этих элементов практически нерастворимы в воде. С углеродом кадмий не взаимодействует и карбидов не образует [3] .

Сплавы

Кадмий используется как компонент твёрдых припоев (сплавов на основе серебра, меди, цинка) для снижения их температуры плавления. Около 10 % производимого кадмия — компонент ювелирных и легкоплавких сплавов. Сплав кадмия с золотом имеет зеленоватый цвет [4] [5] .

Защитные покрытия

40 % производимого кадмия используется для нанесения антикоррозионных покрытий на металлы.

Химические источники тока

Около 20 % кадмия идет на изготовление кадмиевых электродов, применяемых в аккумуляторах (никель-кадмиевых и серебряно-кадмиевых), нормальных элементах Вестона, в резервных батареях (свинцово-кадмиевый элемент, ртутно-кадмиевый элемент) и др.

Пигменты

Около 20 % кадмия используется для производства неорганических красящих веществ (сульфиды и селениды, смешанные соли, например, сульфид кадмия — кадмий лимонный).

Цена на кадмий на август 2011 года составила примерно 3$ за 1 кг. [6]

Другие сферы применения

Сульфид кадмия применяется для производства плёночных солнечных батарей с КПД около 10—16 %, а также как очень хороший термоэлектрический материал.

Кадмий используется как компонент полупроводниковых материалов и люминофоров.

Кадмий очень хорошо захватывает тепловые нейтроны и служит для изготовления регулирующих стержней для атомных реакторов и в качестве защиты от нейтронов. Иногда эти свойства используются в экспериментальных моделях противоопухолевой терапии (нейтрон-захватная терапия)

Фтороборат кадмия — важный флюс, применяемый для пайки алюминия и других металлов.

Теплопроводность кадмия вблизи абсолютного нуля наивысшая среди всех металлов, поэтому кадмий иногда применяется для криогенной техники.

Физиологическое действие

Соединения кадмия ядовиты. Особенно опасным случаем является вдыхание паров его оксида (CdO) [7] . Вдыхание в течение 1 минуты воздуха с содержанием 2,5 г/м 3 окиси кадмия, или 30 секунд при концентрации 5 г/м 3 является смертельным. [8] Кадмий является канцерогеном [9] .

В качестве первой помощи при остром кадмиевом отравлении рекомендуется свежий воздух, полный покой, предотвращение охлаждения. При раздражении дыхательных путей — тёплое молоко с содой, ингаляции 2 %-ным раствором NaHCO₃. При упорном кашле — кодеин, дионин, горчичники на грудную клетку, необходима врачебная помощь. Противоядием при отравлении, вызванном приёмом внутрь кадмиевых солей, служит альбумин с карбонатом натрия. [8]

Острая токсичность

Пары кадмия, все его соединения токсичны, что связано, в частности, с его способностью связывать серосодержащие ферменты и аминокислоты.

Симптомы острого отравления солями кадмия — рвота и судороги.

Хроническая токсичность

Кадмий — кумулятивный яд (способен накапливаться в организме).

Санитарно-экологические нормативы

В питьевой воде ПДК для кадмия 0,001 мг/дм³ (СанПиН 2.1.4.1074-01).

Механизм токсического действия

Механизм токсического действия кадмия заключается, по-видимому, в связывании карбоксильных, аминных и особенно сульфгидрильных групп белковых молекул, в результате чего угнетается активность ферментных систем [8] . Растворимые соединения кадмия после всасывания в кровь поражают центральную нервную систему, печень и почки, нарушают фосфорно-кальциевый обмен. Хроническое отравление приводит к анемии и разрушению костей.

Кадмий в норме в небольших количествах присутствуют в организме здорового человека. Кадмий легко накапливается в быстроразмножающихся клетках (например в опухолевых или половых). Он связывается с цитоплазматическим и ядерным материалом клеток и повреждает их. Он изменяет активность многих гормонов и ферментов. Это обусловлено его способностью связывать сульфгидрильные (-SH) группы.

Из восьми природных изотопов кадмия шесть стабильны, для двух изотопов обнаружена слабая радиоактивность. Это 113 Cd (изотопная распространённость 12,22 %, бета-распад с периодом полураспада 7,7·10 15 лет) и 116 Cd (изотопная распространённость 7,49 %, двойной бета-распад с периодом полураспада 3,0·10 19 лет).

Химические элементы
Соединения кадмия
Металлы
Высокоопасные вещества
Радиоактивные элементы
Кадмий

Смотреть что такое "Кадмий" в других словарях:

КАДМИЙ — (лат. cadmium). Тягучий металл, похожий цветом на олово. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. КАДМИЙ лат. cadmium, от kadmeia gea, кадмиева земля. Металл, похожий на олово. Объяснение 25000 иностранных… … Словарь иностранных слов русского языка

КАДМИЙ — КАДМИЙ, Cadmium, хим. элемент, симв. Cd, атомного веса 112,41, порядковый номер 48. Содержится в малых количествах в большинстве цинковых руд и при добывании цинка получается в качестве побочного продукта; может быть также получен… … Большая медицинская энциклопедия

КАДМИЙ — см. КАДМИЙ (Cd). Содержится веточных водах многих промышленных предприятий, особенно свинцово цинковых и металлообрабатывающих заводов, использующих гальванопокрытие. Он присутствует в фосфорных удобрениях. В воде растворяются сернокислый,… … Болезни рыб: Справочник

Кадмий — (Cd) серебристо белый металл. Применяется в ядерной энергетике и гальваностегии, входит в состав сплавов, используется для приготовления типографских клише, припоев, сварочных электродов, при производстве полупроводников; является компонентом… … Российская энциклопедия по охране труда

КАДМИЙ — (Cadmium), Cd, химический элемент II группы периодической системы, атомный номер 48, атомная масса 112,41; металл, tпл 321,1шC. Кадмий используют для нанесения антикоррозийных покрытий на металлы, изготовления электродов, получения пигментов,… … Современная энциклопедия

КАДМИЙ — (символ Cd), серебристо белый металл из второй группы периодической таблицы. Впервые выделен в 1817 г. Содержится в гриноките (в форме сульфида), но в основном его получают в качестве побочного продукта при извлечении цинка и свинца. Легко куется … Научно-технический энциклопедический словарь

Кадмий — Cd (от греч. kadmeia цинковая руда * a. cadmium; н. Kadmium; ф. cadmium; и. cadmio), хим. элемент II группы периодич. системы Mенделеева, ат.н. 48, ат. м. 112,41. B природе встречаются 8 стабильных изотопов 106Cd (1,225%) 108Cd (0,875%),… … Геологическая энциклопедия

КАДМИЙ — муж. металл (одно из химических начал или неразлагаемых стихий), встречаемый в цинковой руде. Кадмиевый, к кадмию относящийся. К адмистый, содержащий в себе кадмий. Толковый словарь Даля. В.И. Даль. 1863 1866 … Толковый словарь Даля

Кадмий — (Cadmium), Cd, химический элемент II группы периодической системы, атомный номер 48, атомная масса 112,41; металл, tпл 321,1°C. Кадмий используют для нанесения антикоррозийных покрытий на металлы, изготовления электродов, получения пигментов,… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

КАДМИЙ — хим. элемент, символ Cd (лат. Cadmium), ат. н. 48, ат. м. 112,41; серебристо белый блестящий мягкий металл, плотность 8650 кг/м3, tпл = 320,9°С. Кадмий редкий и рассеянный элемент, ядовит, обычно встречается в рудах вместе с цинком, на который… … Большая политехническая энциклопедия

КАДМИЙ — (лат. Cadmium) Cd, химический элемент II группы периодической системы, атомный номер 48, атомная масса 112,41. Название от греческого kadmeia цинковая руда. Серебристый металл с синеватым отливом, мягкий и легкоплавкий; плотность 8,65 г/см³,… … Большой Энциклопедический словарь

1 История
2 Нахождение в природе
3 Определение
4 Физические свойства
5 Химические свойства
6 Изотопы
7 Получение
8 Применение
9 Биологическая роль
- 9.1 Физиологическое действие
В 1898 году английский учёный Уильям Рамзай выделил из жидкого воздуха, предварительно удалив кислород, азот и аргон, смесь, в которой спектральным методом были открыты два газа: криптон (от греч. κρυπτός — «скрытый», «секретный») и ксенон («чуждый», «необычный»).

Содержание в атмосферном воздухе 1,14⋅10 -4 % по объёму, общие запасы в атмосфере 5,3⋅10 12 м³. В 1 м³ воздуха содержится около 1 см³ криптона.

Получение криптона из воздуха является энергоёмким процессом. Для получения единицы объёма криптона ректификацией сжиженного воздуха нужно переработать более миллиона единиц объёмов воздуха.

В литосфере Земли стабильные изотопы криптона (через цепочку распадов нестабильных нуклидов) образуются при спонтанном ядерном делении долгоживущих радиоактивных элементов (торий, уран), этот процесс обогащает атмосферу этим газом. В газах ураносодержащих минералов содержится 2,5—3,0 % криптона (по массе).

Качественно криптон обнаруживают с помощью эмиссионной спектроскопии (характеристические линии 557,03 нм и 431,96 нм ). Количественно его определяют масс-спектрометрически, хроматографически, а также методами абсорбционного анализа.

Криптон — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха (при давлении 6 атмосфер приобретает острый запах, похожий на запах хлороформа). Плотность при стандартных условиях 3,745 кг/м 3 (в 3 раза тяжелее воздуха). При нормальном давлении криптон сжижается при температуре 119,93 К (−153,415 °C), затвердевает при 115,78 К (−157,37 °C), образуя кристаллы кубической сингонии (гранецентрированная решётка), пространственная группа Fm3m, параметры ячейки a = 0,572 нм , Z = 4 . Таким образом, в жидкой фазе он существует лишь в диапазоне температур около четырёх градусов. Плотность жидкого криптона при температуре кипения составляет 2,412 г/см 3 , плотность твёрдого криптона при абсолютном нуле равна 3,100 г/см 3 .

Критическая температура 209,35 К, критическое давление 5,50 МПа ( 55,0 бар ), критическая плотность 0,908 г/см 3 . Тройная точка криптона находится при температуре 115,78 К , его плотность при этом 2,826 г/см 3 .

Молярная теплоёмкость при постоянном давлении 20,79 Дж/(моль·К) . Теплота плавления 1,6 кДж/моль , теплота испарения 9,1 кДж/моль .

При стандартных условиях динамическая вязкость криптона составляет 23,3 мкПа·с , теплопроводность 8,54 мВт/(м·К) , коэффициент самодиффузии 7,9·10 −6 м 2 /с .

Диамагнитен. Магнитная восприимчивость −2,9·10 −5 . Поляризуемость 2,46·10 −3 нм 3 .

Энергия ионизации 13,9998 эВ ( Kr 0 → Kr + ), 24,37 эВ ( Kr + → Kr 2+ ).

Сечение захвата тепловых нейтронов у природного криптона около 28 барн .

Растворимость в воде при стандартном давлении 1 бар равна 0,11 л/кг (0 °C), 0,054 л/кг (25 °C). Образует с водой клатраты состава Kr·5,75H₂O, разлагающиеся при температуре выше −27,7 °C. Образует клатраты также с некоторыми органическими веществами (фенол, толуол, ацетон и др.).

Криптон химически инертен. В жёстких условиях реагирует со фтором, образуя дифторид криптона. Относительно недавно было получено первое соединение со связями Kr−O (Kr(OTeF₅)₂).

В 1965 году было заявлено о получении соединений состава KrF₄, KrO₃·H₂O и BaKrO₄. Позже их существование было опровергнуто.

В 2003 году в Финляндии было получено первое соединение со связью C−Kr (HKrC≡CH — гидрокриптоацетилен) путём фотолиза криптона и ацетилена на криптонной матрице.

На данный момент известны 31 изотоп криптона и ещё 10 возбуждённых изомерных состояний некоторых его нуклидов. 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 %).

В процессе разделения воздуха методом низкотемпературной ректификации производится постоянный отбор фракции жидкого кислорода, содержащей жидкие углеводороды, криптон и ксенон (отбор фракции кислорода с углеводородами необходим для обеспечения взрывобезопасности).

Для извлечения Kr и Xe из отбираемой фракции удаляют углеводороды в каталитических печах при t=500—600 °C и направляют в дополнительную ректификационную колонну для удаления кислорода, после обогащения Kr+Xe смеси до 98—99 % её повторно очищают в каталитических печах от углеводородов, а затем в блоке адсорберов, заполненных силикагелем (или другим адсорбентом).

Дальнейший процесс разделения Kr и Xe на чистые компоненты происходит по следующей цепочке: удаление остатков углеводородов на контактной каталитической печи, заполненной окисью меди при температуре 300—400 °C, очистка от влаги в адсорбере, заполненном цеолитом, охлаждение в теплообменнике, подача на разделение в ректификационной колонне № 1, где из кубового пространства (нижняя часть ректификационной колонны) колонны отбирается жидкий Xe и направляется в колонну № 3, где он доочищается от примеси Kr, а затем выкачивается при помощи мембранного компрессора в баллоны. Газообразный Kr отбирается из-под крышки конденсатора колонны № 1 и направляется в колонну № 2, где он очищается от остатков азота, кислорода, аргона (температура их кипения значительно ниже температуры кипения криптона). Из кубового пространства колонны № 2 отбирается чистый криптон и закачивается мембранным компрессором в баллоны.
- Производство сверхмощных эксимерных лазеров (Kr-F).
- Криптон используется для заполнения ламп накаливания, увеличивая срок службы нити накала.
- Как теплоизолятор и шумоизолятор в стеклопакетах.
- Фториды криптона предложены в качестве окислителей ракетного топлива.
- В период между 1960 и 1983 годом длина волны оранжевой линии спектра излучения 86 Kr служила для определения метра.
- Рабочее тело для электроракетных двигателей.
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.

При вдыхании газовых смесей, содержащих криптон, при давлении более 3,5 атмосфер наблюдается наркотический эффект.

Криптон - химический элемент. Формула криптона

На нашей планете существует множество различных соединений, органических и минеральных веществ. Так, человеком открыто, синтезировано и используется свыше полутора миллионов структур из мира органики и более 500 тысяч вне его. И каждый год эта цифра растет, так как развитие химической отрасли не стоит на месте, страны мира активно развивают и продвигают ее.

Но удивительно даже не это. А то, что все это многообразие веществ построено всего из 118 химических элементов. Вот это действительно здорово! Периодическая система химических элементов является той основой, которая графически отражает многообразие органического и неорганического мира.

Классификация химических элементов

Существует несколько вариантов градации данных структур. Так, таблица Менделеева по химии делится условно на две группы:
- элементы-металлы (большая часть);
- неметаллы (меньшая часть).
При этом первую составляют элементы, находящиеся ниже условной диагональной границы от бора до астата, а вторую - те, что выше. Однако из этой классификации есть исключения, например, олово (существует в альфа- и бета-форме, одна из которых - металл, а друга - неметалл). Поэтому назвать такой вариант разделения абсолютно справедливым нельзя.

Также периодическая система химических элементов может быть классифицирована по свойствам последних.
1. Обладающие основными свойствами (восстановители) - типичные металлы, элементы 1,2 группы главных подгрупп (кроме бериллия).
2. Обладающие кислотными свойствами (окислители) - типичные неметаллы. Элементы 6,7 групп главных подгрупп.
3. Амфотерные свойства (двойственные) - все металлы побочных подгрупп и некоторые из главных.
4. Элементы-неметаллы, проявляющие себя и как восстановители, и как окислители (в зависимости от условий реакции).
Чаще именно так изучаются химические элементы. 8 класс школы предполагает изначальное изучение всех структур с запоминанием символа, названия и произношения на русском языке. Это обязательное условие для грамотного овладения химией в дальнейшем, основа всего. Таблица Менделеева по химии всегда находится в поле зрения детей, однако знать самые распространенные и химические активные из них все же следует.

Особую группу в данной системе занимает восьмая по счету. Ее элементы главной подгруппы имеют название инертных - благородных - газов за свои завершенные электронные оболочки и, как следствие, малую химическую активность. Один из них - криптон, химический элемент под номером 36 - будет рассмотрен нами подробнее. Остальные его собратья по таблице также являются благородными газами и используются человеком очень широко.

Криптон - химический элемент

Данный обитатель Периодической системы располагается в четвертом периоде, восьмой группе, главной подгруппе. Порядковый номер, а значит, и количество электронов, и заряд ядра (количество протонов) = 36. Отсюда можно сделать вывод о том, какой будет электронная формула криптона. Запишем ее: ₊₃₆Kr 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 .

Очевидно, что внешний энергетический уровень атома полностью завершен. Это и определяет очень низкую химическую активность данного элемента. Тем не менее при определенных условиях все же удается заставить вступать в некоторые реакции такой устойчивый газ, как криптон. Химический элемент, а точнее, его положение в системе, электронное строение, позволяют получить и еще одну немаловажную характеристику атома: валентность. То есть способность образовывать химические связи.

Если все же добиться возбуждения его атома, то электроны могут расспариваться и переходить на свободную 4d орбиталь. Отсюда возможные валентности криптона: 2,4,6. Степени окисления соответствующие со знаком + (+2,+4,+6).

После открытия инертных газов - аргона в 1894 году, гелия в 1985 г. - спрогнозировать и подтвердить возможность существования в природе других подобных газов особого труда для ученых не составило. Основные усилия на этом пути прилагал У. Рамзай, который и открыл аргон. Он справедливо считал, что в воздухе есть еще инертные газы, однако количество их настолько ничтожно, что техника не может зафиксировать их присутствие.

Поэтому открыт элемент криптон был только через несколько лет. В 1898 году из воздуха был выделен газ неон, а вслед за ним и другое инертное соединение, которое за трудность отыскания и выделения было решено назвать криптоном. Ведь в переводе с греческого "криптос" означает скрытый.

Обнаружить долгое время его не удавалось, это было очень трудно. Подтверждает этот факт то, что в одном кубическом метре воздуха содержится один миллилитр газа. То есть объем меньше наперстка! Чтобы возможно было вещество изучить, потребовалось сто кубических сантиметров жидкого воздуха. К счастью, именно в этот период ученым удалось разработать методы получения и сжижения воздуха в больших количествах. Такой поворот дела позволил одержать успех У. Рамзаю в открытии элемента криптона.

Данные спектроскопии подтвердили предварительные заключения о новом веществе. "Скрытый" газ имеет совершенно новые линии в спектре, которых не было ни в одном соединении на тот момент времени.

Образуемое простое вещество и его формула

Если криптон - химический элемент, относящийся к инертным газам, логично предположить, что его простое вещество будет летучей молекулой. Так и есть. Простое вещество криптона - одноатомный газ с формулой Kr. Обычно мы привыкли видеть газы с индексом "2", например, О₂, Н₂ и так далее. Но у этого элемента все иначе благодаря принадлежности к семейству благородных газов и завершенной электронной оболочке атома.

Как и у любого другого соединения, у данного также есть свои характеристики. Физические свойства криптона следующие.
1. Очень тяжелый газ - в три раза превосходит воздух.
2. Не имеет вкуса.
3. Бесцветный.
4. Не имеет запаха.
5. Температура кипения -152 0 С.
6. Плотность вещества при обычных условиях 3,74 г/л.
7. Температура плавления -157,3 0 С.
8. Энергия ионизации высокая, составляет 14 эВ.
9. Электроотрицательность также достаточно велика - 2,6.
10. Растворим в бензоле, незначительно в воде. С повышением температуры жидкости растворимость падает. Также смешивается с этанолом.
11. При комнатной температуре обладает диэлектрической проницаемостью.
Таким образом, газ криптон обладает достаточным количеством характеристик, чтобы вступать в химические реакции и быть полезным человеку своими свойствами.

Если перевести криптон (газ) в твердое состояние, то он кристаллизуется в пространственную гранецентрическую кубическую решетку. В таком состоянии он также способен вступать в химические реакции. Они весьма немногочисленны, но все же существуют.

Есть несколько типов веществ, которые удалось получить на основе криптона.

1. Образует клатраты с водой: Kr . 5,75Н₂О.

2. Формирует их же с органическими веществами:

3. В жестких условиях способен реагировать с фтором, то есть окисляться. Таким образом, формула криптона с реагентом принимает вид: KrF_2, или дифторид криптона. Степень окисления в соединении +2.

4. Сравнительно недавно сумели синтезировать соединение, которое включает связи между криптоном и кислородом: Kr-O(Kr(OTeF₅)₂).

5. В Финляндии получили интересное соединение криптона с ацетиленом, названное гидрокриптоацетилен: HKrC≡CH.

6. Фторид криптона (+4) также существует KrF_4. При растворении в воде данное соединение способно формировать слабую и неустойчивую криптоновую кислоту, от которой известны лишь соли бария: BaKrO₄.

7. Формула криптона в соединениях, произведенных от его дифторида, выглядит так:

Таким образом, получается, что, несмотря на химическую инертность, данный газ проявляет восстановительные свойства и способен вступать в химические взаимодействия при очень жестких условиях. Это дает химикам всего мира зеленый свет в исследовании возможностей "скрытого" компонента воздуха. Возможно, что вскоре будут синтезированы новые соединения, которые найдут широкое применение в технике и промышленности.

Определение газа

Существует несколько основных способов определения данного газа:
- хроматография;
- спектроскопия;
- методы абсорбционного анализа.
Есть еще несколько элементов, определяемых этими же способами, их также разместила в себе таблица Менделеева. Криптон, ксенон, радон - самые тяжелые из благородных газов и самые неуловимые. Поэтому для их обнаружения и требуются такие сложные физико-химические методы.

Способы получения

Основной способ получения - это переработка сжиженного воздуха. Но из-за малого количественного содержания криптона в нем приходится перерабатывать миллионы кубических метров для добычи небольшого количества благородного газа. В целом процесс происходит в три основных этапа.
1. Обработка воздуха на специальных воздухоразделительных колоннах. При этом происходит разделение общего потока веществ на более тяжелые фракции - смесь углеводородов и благородных газов в жидком кислороде, а также более легкие - многочисленные газы-примеси. Так как большая часть веществ взрывоопасна, то в колонне существует специальная отводящая труба, по которой сразу отделяются самые тяжелые компоненты. Среди них и криптон. На выходе он сильно загрязнен посторонними примесями. Чтобы получить чистейший продукт, его необходимо в дальнейшем подвергнуть ряду специфических химических обработок специальными растворителями.
2. На этом этапе получают смесь криптона и ксенона, загрязненную углеводородами. Для очистки используют специальные устройства, в которых окислением и адсорбцией смесь избавляют от большинства ненужных компонентов. При этом сама смесь благородных газов остается неразделенной между собой. Кроме того, весь процесс происходит под большим давлением, вызывающим переход газов в жидкое состояние.
3. На заключительном этапе следует разделение итоговой смеси газов с получением особо высоко чистого криптона и ксенона. Для этого создана специальная уникальная установка, технически совершенная для данного процесса. Результатом является получение высококачественного продукта в виде газообразного криптона.
Интересно, что все описанные процессы могут происходить циклично, без прекращения производства, если исходного сырья - воздуха - будет поставляться должное количество. Это позволяет осуществлять синтез благородных газов, в том числе и криптона, в очень значительных промышленных масштабах.

Хранение и транспортировка продукта осуществляется в специальных металлических баллонах с соответствующей надписью. Они находятся под давлением, и температура их хранения не превышает 20 0 С.

Содержание в природе

В естественных условиях содержится не просто элемент криптон, а его изотопы. Всего выделяют шесть разновидностей, устойчивых в природных условиях:
- криптон-78 - 0,35%;
- криптон-80 - 2,28%;
- криптон-82 - 11,58 %;
- криптон-83 - 11,49%;
- криптон-84 - 57%;
- криптон-86 - 17,3%.
Где же содержится данный газ? Конечно же там, откуда его и выделили впервые - в воздухе. Процентное содержание очень невелико - всего 1,14*10 -4 %. Также постоянное пополнение данным благородным газом запасов в природе происходит благодаря ядерным реакциям внутри литосферы Земли. Именно там формируется значительная часть устойчивых изотопных разновидностей данного элемента.

Использование человеком

Современная техника позволяет получать криптон из воздуха в больших количествах. И есть все основания предполагать, что он скоро заменит инертный аргон в электрических лампочках. Ведь, наполненные криптоном, они станут экономичнее: при том же расходе энергии они будут служить гораздо дольше и светить ярче. Также лучше выдерживать перегрузки, по сравнению с обычными, которые заполнены смесью азота и аргона.

Это можно объяснить малоподвижностью крупных и тяжелых молекул криптона, которые замедляют передачу тепла от стекла лампочки к нити накаливания и уменьшают испарение атомов вещества с ее поверхности.

Также радиоактивный изотоп криптона 85 Kr используется для наполнения специальных ламп, так как способен излучать бета-лучи. Эта энергия излучения превращается в видимый свет. Такие лампы состоят из стеклянного баллона, внутренние стенки которого покрыты фосфоресцирующим составом. Бета-лучи изотопа криптона, попадая на этот слой, вызывают его свечение, которое отлично заметно даже на расстоянии 500 м.

На расстоянии до 3 метров можно отчетливо видеть даже печатный текст. Лампы долговечны, так как период полураспада изотопа криптона 85 составляет около 10 лет. Работают устройства независимо от источника тока и внешних условий.

Также фториды криптона находят применение в качестве окислителей ракетного топлива. Соединение состава Kr-F используется в производстве эксимерных лазеров. Некоторые изотопы криптона используются в медицине. В основном для диагностики оборудования, обнаружения перфораций и утечек в вакуумных установках, прогнозирования и выявления коррозии, в качестве контроля над износом деталей аппаратуры.

Еще один вариант использования криптона - это рентгеновские трубки, которые им заполнены. Современные ученые ищут пути применения данного газа в качестве наполнителя в составе дыхательных смесей для погружения в воду. Может быть реализовано использование его и в качестве анестетика в медицине.

Читайте также: