El kriptó és un element químic. Fórmula de Krypton

Al nostre planeta, hi ha molts compostos diferents, substàncies orgàniques i minerals. Per tant, més d'un milió i mig d'estructures del món orgànic i més de 500 mil a l'exterior són obertes, sintetitzades i utilitzades per l'home. I cada any aquesta xifra està creixent, ja que el desenvolupament de la indústria química no es manté quiet, els països del món estan desenvolupant-los i promocionant-los activament.

Però no és sorprenent. I el fet que tota aquesta varietat de substàncies estigui construïda amb només 118 elements químics. Això és genial! El sistema periòdic d' elements químics és la base que reflecteix gràficament la diversitat del món orgànic i inorgànic.

Classificació d'elements químics

Hi ha diverses opcions per classificar aquestes estructures. Així, la taula de química de Mendeleyev es divideix en dos grups:

• Elements-metalls (la majoria);
• Nonmetals (una part més petita).

En aquest cas, el primer es compon d'elements que estan per sota de la frontera diagonal convencional del bor al astat, i el segon són els anteriors. Tanmateix, hi ha excepcions a aquesta classificació, per exemple, la llauna (existeix en format alfa i beta, una de les quals és de metall i l'altra no és de metall). Per tant, és impossible cridar absolutament a aquesta versió de la divisió.

A més, el sistema periòdic d'elements químics es pot classificar segons les propietats d'aquest.

1. Posseir propietats bàsiques (agents reductors) són metalls típics, elements del grup 1.2 de subgrups principals (excepte beril·li).
2. Posseir propietats àcides (oxidants) són no metalls típics. Elements de 6,7 grups de subgrups principals.
3. Les propietats anfòtriques (dual) són tots els metalls dels subgrups i alguns dels principals.
4. Els elements són no metalls que es manifesten com a agents reductors i com a oxidants (depenent de les condicions de reacció).

Més sovint és així com s'analitzen els elements químics. El 8è grau de l'escola assumeix l'estudi inicial de totes les estructures amb la memorització del símbol, el nom i la pronunciació en rus. Aquesta és una condició obligatòria per al domini competent de la química en el futur, la base de tot. La taula de química de Mendeleyev sempre està en el camp de la vista dels nens, però tot i així conèixer els elements més comuns i químics actius.

Un grup especial en aquest sistema és el vuitè consecutiu. Els seus elements del subgrup principal es diuen gasos inerts-nobles per a les seves closques electròniques completes i, com a conseqüència, una baixa activitat química. Un d'ells - el criptó, un element químic sota el número 36 - serà considerat per nosaltres amb més detall. La resta dels seus germans a la taula també són gasos nobles i són usats molt per l'home.

El kriptó és un element químic

Aquest habitant de la Taula Periòdica es troba en el quart període, el vuitè grup, el subgrup principal. El número de sèrie i, per tant, el nombre d'electrons i la càrrega del nucli (el nombre de protons) = 36. A partir d'aquí podem concloure quina serà la fórmula electrònica de kripton. Anem a escriure: _{+ 36} Kr 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ .

És obvi que el nivell energètic extern de l'àtom està completament completat. Això determina la baixa activitat química d'aquest element. No obstant això, sota certes condicions, encara és possible provocar un gas tan estable com el criptó per entrar en algunes reaccions. L'element químic, o millor dit, la seva posició en el sistema, l'estructura electrònica, permet obtenir una característica més important de l'àtom: valència. És a dir, la capacitat de formar enllaços químics.

En general, diem que gairebé sempre és per a l'estat no desitjat dels àtoms igual al nombre del grup en què es troba (si es compten des del primer fins al quart en ordre, i viceversa, 1234321). No obstant això, la valència del criptó en aquest marc no s'adapta, ja que sense el missatge d'energia addicional, és a dir, sense l'excitació de l'àtom, generalment és absolutament inert i la seva valència és zero.

Si, no obstant això, s'aconsegueix l'excitació del seu àtom, els electrons es poden resoldre i es canvien a un orbital lliure 4d. D'aquí les possibles valències del criptó: 2,4,6. Graus d'oxidació corresponents al signe + (+ 2, + 4, + 6).

Història del descobriment

Després del descobriment de gasos inerts: l'argó el 1894, l'heli el 1985, per preveure i confirmar la possibilitat d'existir altres gasos similars a la natura, no hi havia cap treball especial per als científics. Els principals esforços en aquest camí van ser fets per W. Ramsay, que també va descobrir l'argó. Creia encertadament que encara hi ha gasos inerts a l'aire, però el seu nombre és tan insignificant que la tecnologia no pot arreglar la seva presència.

Per tant, l'element del criptó va ser descobert només després d'uns anys. El 1898, el gas neó va ser alliberat de l'aire, seguit d'un altre compost inert, que per la dificultat de trobar i separar es va decidir anomenar criptó. Després de tot, en la traducció del grec, "criptos" significa ocult.

Per descobrir durant molt de temps no era possible, era molt difícil. Aquest fet està confirmat pel fet que un mil·límetre de gas està contingut en un metre cúbic d'aire. És a dir, el volum és més petit que el dedal. Per tal d'estudiar la matèria, calia cent centímetres cúbics d'aire líquid. Afortunadament, va ser durant aquest període que els científics van aconseguir desenvolupar mètodes per obtenir i licuar l'aire en grans quantitats. Aquest torn de coses va permetre guanyar l'èxit d'U. Ramsay en el descobriment de l'element del criptó.

Les dades espectroscòpiques van confirmar les conclusions preliminars sobre la nova substància. El gas "amagat" té línies completament noves en l'espectre, que no estaven presents en cap connexió en aquell moment.

La substància senzilla resultant i la seva fórmula

Si el criptó és un element químic relacionat amb els gasos inerts, és lògic suposar que la seva substància simple serà una molècula volàtil. Així ho és. Una substància de kriptón simple és un gas monatòmic amb la fórmula Kr. Normalment estem acostumats a veure gasos amb l'índex "2", per exemple, O ₂ , H ₂ , etc. Però aquest element és diferent a causa de la seva pertinença a la família de gasos nobles i la closca electrònica completa de l'àtom.

Propietats físiques

Com qualsevol altre compost, aquest també té característiques pròpies. Les propietats físiques del criptó són les següents.

1. Gas molt pesat: tres vegades més gran que l'aire.
2. No té cap gust.
3. Incolor.
4. No té olor.
5. El punt d'ebullició és -152 ^º C.
6. La densitat de la substància en condicions ordinàries és de 3,74 g / l.
7. Punt de fusió -157.3 ⁰ C.
8. L'energia de ionització és alta, 14 eV.
9. La electronegativitat també és força alta - 2.6.
10. Soluble en benzè, lleugerament en aigua. A mesura que la temperatura del líquid augmenta, la solubilitat disminueix. També barrejat amb etanol.
11. A temperatura ambient, té una constant dielèctrica.

D'aquesta manera, el gas de criptó té una quantitat suficient de característiques per entrar en reaccions químiques i per ser útils per a una persona amb les seves propietats.

Propietats químiques

Si el criptó (gas) es transfereix a un estat sòlid, es cristal·litza en una xarxa cúbica espacial centrada en la cara. En aquest estat, també és capaç d'introduir reaccions químiques. Són pocs, però encara existeixen.

Hi ha diversos tipus de substàncies que s'han obtingut sobre la base del criptó.

1. Les formes es claten amb aigua: Kr ^. 5.75H ₂ O.

2. Els forma amb substàncies orgàniques:

• 2.14Kr ^. ₁₂ C ₆ H, OH;
• 2.14Kr ^. 12C ₆ H ₅ CH _3;
• 2 kr ^. CCl ₄ ^. 17H2O;
• 2 kr ^. CHCL ₃ ^. 17H2O;
• 2 kr ^. (CH ₃ ) ₂ CO ^. 17H2O;
• 0,75 Kr ^. 3C ₆ H ₄ (OH) _2.

3. En condicions severes, és capaç de reaccionar amb flúor, és a dir, oxidar-se. Per tant, la fórmula de kripton amb el reactiu pren la forma: KrF ₂ o difluorur de kripton. El grau d'oxidació del compost és +2.

4. Més recentment, hem aconseguit sintetitzar un compost que inclou enllaços entre el criptó i l'oxigen: Kr-O (Kr (OTeF ₅ ) ₂ ).

5. A Finlàndia, es va obtenir un interessant compost de criptó amb acetilè, anomenat hydrocryptoacetylene: HKrC≡CH.

6. També existeix fluorur de kriptón (+4) KrF _4. Quan es dissol en aigua, aquest compost és capaç de formar un àcid criptònic feble i inestable, del qual solament es coneixen les sals de bari: BaKrO ₄ .

7. La fórmula de criptó en compostos produïts a partir del seu difluoruro és la següent:

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

D'aquesta manera, resulta que, tot i la inertitat química, aquest gas presenta propietats restauratives i pot entrar en interaccions químiques sota condicions molt estrictes. Això dóna a les farmacèutiques de tot el món la llum verda en l'exploració de les possibilitats d'un component "ocult" de l'aire. És possible que aviat es sintetitzin nous compostos, que trobaran una àmplia aplicació en enginyeria i indústria.

Determinació del gas

Hi ha diverses maneres bàsiques de determinar aquest gas:

• Cromatografia;
• Espectroscòpia;
• Mètodes d'anàlisi d'absorció.

Hi ha diversos elements, determinats pels mateixos mètodes, que també es van col·locar a la taula Mendeleyev. El kriptó, el xenó, el radó són els gasos nobles més pesats i els més difícils. Per tant, per a la seva detecció, es requereixen mètodes físico-químics complexos.

Mètodes d'obtenció

El principal mètode de producció és el processament d'aire liquat. Però a causa del petit contingut quantitatiu del criptó, ha de processar milions de metres cúbics per extreure una petita quantitat de gas noble. En general, el procés es produeix en tres etapes principals.

1. Tractament d'aire en columnes especials de separació d'aire. En aquest cas, el flux total de substàncies es divideix en fraccions més pesades: una barreja d'hidrocarburs i gasos nobles en oxigen líquid, i també gasos d'impureses més lleugers. Atès que la majoria de les substàncies són explosives, hi ha un tub de descàrrega especial a la columna, a través del qual els components més forts es separen immediatament. Entre ells hi ha el criptó. A la sortida, està molt contaminada amb impureses estrangeres. Per obtenir el producte més pur, s'ha de sotmetre a diversos tractaments químics específics amb dissolvents especials.
2. En aquesta etapa, s'obté una barreja de criptó i xenó, contaminada amb hidrocarburs. Per a la neteja, utilitzeu dispositius especials en què la barreja d'oxidació i adsorció alleuja la majoria de components innecessaris. Al mateix temps, la mateixa barreja de gasos nobles roman indivisa. A més, tot el procés es realitza sota alta pressió, provocant la transició de gasos a l'estat líquid.
3. En la fase final, la barreja final de gasos s'ha de separar per produir kripton i xenònic d'alta puresa. A aquest efecte, s'ha creat una instal·lació única i especial, tècnicament perfecta per a aquest procés. El resultat és un producte d'alta qualitat en forma de criptó gasós.

És interessant que tots els processos descrits es puguin produir cíclicament, sense frenar la producció, si la matèria primera - aire - es subministrarà amb la quantitat adequada. Això permet la síntesi de gasos nobles, inclòs el criptó, a escales industrials molt significatives.

L'emmagatzematge i transport del producte es realitza en cilindres metàl·lics especials amb la corresponent inscripció. Estan sota pressió, i la seva temperatura d'emmagatzematge no supera els 20 ^° C.

Contingut a la natura

En condicions naturals, no només hi ha un element del criptó, sinó dels seus isòtops. Hi ha sis varietats que són estables en condicions naturals:

• Krypton-78 - 0.35%;
• Krypton-80 - 2.28%;
• Krypton-82 - 11,58%;
• Krypton-83 - 11,49%;
• Krypton-84 - 57%;
• Krypton-86 - 17,3%.

On està el gas? Per descomptat, allà, on es va assignar per primera vegada: a l'aire. El percentatge és molt reduït: només 1,14 * 10 ^-4 %. A més, la constant reposició d'aquestes reserves de gas precioses es deu a reaccions nuclears dins de la litosfera terrestre. És aquí on es forma una part significativa de les varietats isotòpiques estables d'aquest element.

Ús de l'home

La tecnologia moderna permet obtenir criptó de l'aire en grans quantitats. I hi ha moltes raons per suposar que aviat substituirà l'argó inert en bombetes elèctriques. Després de tot, amb criptó, es tornaran més econòmics: al mateix consum d'energia, els serviran molt més i brillaran més brillantment. També és millor suportar sobrecàrregues, en comparació amb les convencionals, que s'omplen amb una barreja de nitrogen i argó.

Això es pot explicar per la inactivitat de les molècules de criptòmetre grans i pesades, que frenen la transferència de calor del vidre de la llum al filament i redueixen l'evaporació dels àtoms de la matèria des de la seva superfície.

A més, l'isòtop radioactiu krypton ⁸⁵ Kr s'utilitza per omplir llums especials, ja que pot emetre raigs beta. Aquesta energia de radiació es converteix en llum visible. Aquestes làmpades consisteixen en un cilindre de vidre, les parets interiors estan cobertes amb un compost fosforescente. Els raigs beta de l'isòtop de criptó, caient en aquesta capa, causen la seva luminiscència, que és clarament visible fins i tot a una distància de 500 m.

A una distància de fins a 3 metres, es pot veure clarament fins i tot el text imprès. Les llums són duradores, ja que la vida mitjana de l' isòtop krypton 85 és d'uns 10 anys. Els dispositius funcionen independentment de la font actual i les condicions externes.

Els fluorurs de kripton també s'utilitzen com a oxidants per al combustible de coets. El compost Kr-F s'utilitza en la producció de làsers excimers. Alguns isòtops del criptó s'utilitzen en medicina. Principalment per al diagnòstic d'equips, detecció de perforacions i filtracions en instal·lacions de buit, predicció i detecció de corrosió, com a control del desgast de les peces de l'equip.

Una altra opció per utilitzar el criptó és un tub de raigs X que s'omple amb ells. Els científics moderns busquen maneres d'utilitzar aquest gas com a farciment en la composició de barreges respiratòries per a la immersió en aigua. Es pot realitzar utilitzant-lo com a anestèsic en medicina.