Kripton

Kripton, ₃₆Kr

Beyaz parlayan kripton dolgulu deşarj tüpü
Kripton
Telaffuz	/ˈkrɪptɒn/ ​(KRIP-ton)
Görünüm	elektrik alanında beyazımsı bir parıltı gösteren renksiz gaz
Standart atom ağırlığı Ar, std(Kr)	7001837980000000000♠83.798(2)
Periyodik tablodaki Kripton
Ar ↑ Kr ↓ Xe brom ← kripton → rubidyum
Atom numarası (Z)	36
Grup	18. grup (soy gazlar)
Period	periyot 4
Blok	p-blok
Element kategorisi	Soygazlar
Elektron konfigürasyonu	[Ar] 3d10 4s2 4p6
Kabuk başına elektron	2, 8, 18, 8
Fiziksel özellikler
STP de Faz	gaz
Erime noktası	115.78 K ​(−157.37 °C, ​−251.27 °F)
Kaynama noktası	119.93 K ​(−153.415 °C, ​−244.147 °F)
Yoğunluk (STP)	3.749 g/L
sıvı olduğunda (b.p.)	2.413 g/cm3
Üçlü nokta	115.775 K, ​73.53 kPa
Kritik nokta	209.48 K, 5.525 MPa
Isı entalpisi	1.64 kJ/mol
Buharlaştırma ısı	9.08 kJ/mol
Molar ısı kapasitesi	20.95 J/(mol·K)
Buhar basıncı P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 59 65 74 84 99 120
Atom özellikleri
Oksidasyon durumları	0, +1, +2 (nadiren 0'dan fazla; oksit bilinmiyor)
Elektronegatiflik	Pauling ölçeği: 3.00
İyonlaşma enerjisi	1.: 1350.8 kJ/mol 2.: 2350.4 kJ/mol 3.: 3565 kJ/mol
Kovalent yarıçapı	116±4 pm
Van der Waals yarıçapı	202 pm
kripton spektral çizgileri
Diğer özellikler
Kristal yapı	​yüz merkezli kübik (fcc)
Sesin hızı	(gas, 23 °C) 220 m·s−1 (sıvı) 1120 m/s
Termal iletkenlik	9.43×10−3  W/(m·K)
Manyetik sıralama	diyamanyetik
Manyetik alınganlık	−28.8·10−6 cm3/mol (298 K)
CAS Numarası	7439-90-9
Tarihçe
Keşfeden ve ilk izolasyon	William Ramsay ve Morris Travers (1898)
kripton ana izotopları
İzo­top Bol­luk Half-life (t1/2) Bozunma modu Boz­unma 78Kr 0.36% 9.2×1021 y εε 78Se 79Kr syn 35 h ε 79Br β+ 79Br γ – 80Kr 2.29% kararlı 81Kr izi 2.3×105 y ε 81Br γ – 82Kr 11.59% kararlı 83Kr 11.50% kararlı 84Kr 56.99% kararlı 85Kr syn 11 y β− 85Rb 86Kr 17.28% kararlı

Kripton, sembolü Kr ve atom numarası 36 olan kimyasal bir elementtir. Atmosferde az miktarda bulunan ve genellikle floresan lambalardaki diğer nadir gazlarla kullanılan renksiz, kokusuz, tatsız soy gazdır. Nadir istisnalar dışında, kripton kimyasal olarak inerttir.

Kripton, diğer soy gazlar gibi, aydınlatma ve fotoğrafçılıkta kullanılır. Kripton ışığının birçok spektral çizgisi vardır ve kripton plazması, her biri tek bir spektral çizgiyi rezonansa ve güçlendiren parlak, yüksek güçlü gaz lazerlerinde (kripton iyonu ve excimer lazerler) yararlıdır. Kripton florür de yararlı bir lazer ortamı yapar. 1960 ile 1983 arasında, bir metrenin resmi uzunluğu, kripton deşarj tüplerinin yüksek gücü ve göreceli kullanım kolaylığı nedeniyle, kripton-86'nın turuncu spektral hattının 606 nanometre dalga boyu ile tanımlandı.

Tarihçe

Krypton İngiltere'de 1898'de İskoç kimyager William Ramsay ve İngiliz kimyacı Morris Travers tarafından neredeyse tüm sıvı havanın tüm bileşenlerini buharlaştırmaktan sonra geriye kalanlar tarafından keşfedildi. Neon, birkaç hafta sonra aynı işçiler tarafından benzer bir prosedürle keşfedildi. William Ramsay, kripton da dahil olmak üzere bir dizi soy gazın keşfi için verilen 1904 Nobel Kimya Ödülü'ne layık görüldü.

1960 yılında, Uluslararası Ağırlık ve Ölçüm Bürosu, kripton-86 izotopu tarafından yayılan 1.650.763,73 dalga boyu ışık metre olarak tanımladı. Bu anlaşma, Sevr'de bulunan metal bir çubuk olan 1889 uluslararası prototip metrenin yerini aldı. Bu aynı zamanda, kırmızı kadmiyum spektral çizgisine dayanan ångström'ün 1927 tanımını, 1 A = 10⁻¹⁰ m ile değiştirdi. Kripton-86 tanımı, 1/ 299,792,458 s boyunca ışığın vakumda kat ettiği mesafe metre olarak yeniden tanımlandı ve Ekim 1983 konferansına kadar devam etti.

Özellikleri

Kripton, en güçlü yeşil ve sarı olan birkaç keskin emisyon çizgisi (spektral imzalar) ile karakterizedir. Kripton, uranyum fisyonunun ürünlerinden biridir. Katı kripton beyazdır ve tüm soy gazların ortak bir özelliği olan yüz merkezli bir kübik kristal yapıya sahiptir (altıgen kapalı paketlenmiş kristal yapıya sahip helyum hariç).

izotopları

Dünya atmosferinde doğal olarak oluşan kripton, beş kararlı izotoptan ve stabil olarak kabul edilebilecek kadar uzun bir yarı ömre (9.2×10²¹ yıl) sahip bir izotoptan (⁷⁸Kr) oluşur.(Bu izotop, çürümenin gözlemlendiği tüm izotoplar arasında bilinen en uzun ikinci yarı ömre sahiptir; ⁷⁸Se'ye çift elektron yakalama geçirir). Ek olarak, yaklaşık otuz kararsız izotop ve izomer bilinmektedir. ⁸⁰Kr'in kozmik ışın ışınlaması ile üretilen kozmojenik bir nüklid olan ⁸¹Kr izleri de doğada ortaya çıkar: bu izotop, yarı ömrü 230.000 yıl olan radyoaktiftir. Kripton oldukça uçucudur ve yüzeye yakın suda çözelti içinde kalmaz, ancak ⁸¹Kr eski (50.000-800.000 yıl) yeraltı suyunun tarihlendirilmesi için kullanılmıştır.

⁸⁵Kr, yarı ömrü 10.76 yıl olan etkisiz bir radyoaktif soy gazdır. Nükleer bomba testi ve nükleer reaktörlerde olduğu gibi uranyum ve plütonyumun fisyonuyla üretilir. Nükleer reaktörlerden yakıt çubuklarının yeniden işlenmesi sırasında ⁸⁵Kr serbest bırakılır. Kuzey Kutbu'ndaki konsantrasyonlar, konvektif karıştırma nedeniyle Güney Kutbu'ndaki konsantrasyonlardan %30 daha yüksektir.

Kimya

Diğer soy gazlar gibi, kripton da kimyasal olarak oldukça reaktif değildir. +2 oksidasyon durumundaki kriptonun oldukça sınırlı kimyası, +1 oksidasyon durumundaki komşu element brominkine paraleldir; scandide kasılması nedeniyle 4p elementlerini grup oksidasyon durumlarına oksitlemek zordur. 1960'lara kadar hiçbir soy gaz bileşiği sentezlenmemişti.

Bununla birlikte, 1962'de ksenon bileşiklerinin ilk başarılı sentezini takiben, 1963'te kripton diflorür (KrF₂) sentezi rapor edilmiştir. Aynı yıl, KrF Grosse ve arkadaşları tarafından rapor edilmiştir, ancak daha sonra yanlış bir kimlik olduğu gösterilmiştir. Aşırı koşullar altında, kripton, aşağıdaki denkleme göre KrF₂ oluşturmak için flor ile reaksiyona girer:

Kr + F₂ → KrF₂

Bir kripton florür lazerindeki kripton gazı bir kaynaktan enerjiyi emerek kriptonun flor gazı ile reaksiyona girmesine ve uyarılmış bir enerji durumunda geçici bir kompleks olan exciplex kripton florür üretmesine neden olur:

2 Kr + F
2 → 2 KrF

Kompleks kendiliğinden veya uyarılmış bir emisyona maruz kalabilir ve enerji durumunu metastabil, ancak oldukça itici bir zemin durumuna indirgeyebilir. Temel durum kompleksi hızla bağlanmamış atomlara ayrılır:

2 KrF → 2 Kr + F
2

Sonuç, temel durumu ile kompleksin uyarılmış durumu arasındaki enerji farkına karşılık gelen, spektrumun ultraviyole kısmının yakınında 248 nm'de enerji yayan bir eksipleks lazerdir.

Flor dışındaki atomlara bağlı kriptonlu bileşikler de keşfedilmiştir. Kripton oksoasitin baryum tuzunun doğrulanmamış raporları da vardır. ArKr⁺ ve KrH⁺ poliyatomik iyonlar araştırılmıştır ve KrXe veya KrXe⁺ için kanıt vardır.

Doğal oluşum

Dünya, helyum hariç, oluşumunda bulunan tüm soy gazları muhafaza etmiştir. Krypton'un atmosferdeki konsantrasyonu yaklaşık 1 ppm'dir. Sıvı havadan fraksiyonel damıtma ile ekstrakte edilebilir. Uzaydaki kripton miktarı belirsizdir, çünkü ölçüm meteorik aktiviteden ve güneş rüzgarlarından elde edilir. İlk ölçümler uzayda bol miktarda kripton olduğunu gösterir.

Uygulamalar

Krypton'un çoklu emisyon hatları iyonize kripton gazı deşarjlarının beyazımsı görünmesini sağlar, bu da kripton bazlı ampulleri fotoğrafta parlak beyaz bir ışık kaynağı olarak yararlı hale getirir. Kripton, yüksek hızlı fotoğrafçılık için bazı fotoğraf flaşlarında kullanılır. Kripton gazı, parlak yeşilimsi mavi bir ışıkla parlayan parlak işaretler yapmak için cıva ile birleştirilir.

Krypton enerji tasarruflu floresan lambalarda argon ile karıştırılır, güç tüketimini azaltır, aynı zamanda ışık çıkışını azaltır ve maliyeti arttırır. Kripton argondan yaklaşık 100 kat daha pahalı. Kripton (ksenon ile birlikte) ayrıca filaman buharlaşmasını azaltmak ve daha yüksek çalışma sıcaklıklarına izin vermek için akkor lambaları doldurmak için kullanılır. Daha parlak bir ışık, geleneksel akkor lambalardan daha mavi renkle sonuçlanır.

Krypton'un beyaz deşarjı bazen gaz deşarj "neon" tüplerinde sanatsal bir etki olarak kullanılır. Kripton, kırmızı spektral çizgi bölgesindeki neondan çok daha yüksek ışık gücü üretir ve bu nedenle, yüksek güçlü lazer ışık şovları için kırmızı lazerler genellikle lazer amplifikasyonu ve emisyonu için kırmızı spektral çizgiyi seçen aynalara sahip kripton lazerlerdir ve aynı çok watt çıkışlara ulaşamayan daha tanıdık helyum-neon çeşididir.

Kripton florür lazeri, sınırlama deneylerde nükleer füzyon enerjisi araştırmalarında önemlidir. Lazer, yüksek ışın homojenliğine, kısa dalga boyuna sahiptir ve spot boyutu, bir pelleti izlemek için değiştirilebilir.