Krypton

Krypton, 36Kr
Một ống phóng điện khí chứa đầy krypton phát sáng màu trắng
Quang phổ vạch của krypton
Tính chất chung
Tên, ký hiệu	Krypton, Kr
Phiên âm	/ˈkrɪptɒn/ (KRIP-ton)
Hình dạng	Khí không màu, phát sáng với ánh sáng trắng khi ở thể plasma
Krypton trong bảng tuần hoàn
Ar ↑ Kr ↓ Xe Brom ← Krypton → Rubidi
Số nguyên tử (Z)	36
Khối lượng nguyên tử chuẩn (±) (Ar)	83,798(2)[1]
Phân loại	khí hiếm
Nhóm, phân lớp	18, p
Chu kỳ	Chu kỳ 4
Cấu hình electron	[Ar] 3d^10 4s^2 4p^6
mỗi lớp	2, 8, 18, 8
Tính chất vật lý
Màu sắc	Không màu
Trạng thái vật chất	Chất khí
Nhiệt độ nóng chảy	115,79 K ​(-157,36 °C, ​-251,25 °F)
Nhiệt độ sôi	119,93 K ​(-153,22 °C, ​-244,12 °F)
Mật độ	3,749 g/L (ở 0 °C, 101.325 kPa)
Mật độ ở thể lỏng	ở nhiệt độ sôi: 2.413 g·cm^−3[2]
Điểm ba	115.775 K, ​73,2 kPa [3][4]
Điểm tới hạn	209,41 K, 5,50 MPa[4]
Nhiệt lượng nóng chảy	1,64 kJ·mol^−1
Nhiệt bay hơi	9,08 kJ·mol^−1
Nhiệt dung	5R/2 = 20.786 J·mol^−1·K^−1[5]
Áp suất hơi P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k ở T (K) 59 65 74 120
Tính chất nguyên tử
Trạng thái oxy hóa	2, 1, 0 ​(hiếm khi lớn hơn 0;chưa rõ)
Độ âm điện	3,00 (Thang Pauling)
Năng lượng ion hóa	Thứ nhất: 1350,8 kJ·mol^−1 Thứ hai: 2350,4 kJ·mol^−1 Thứ ba: 3565 kJ·mol^−1
Bán kính liên kết cộng hóa trị	116±4 pm
Bán kính van der Waals	202 pm
Thông tin khác
Cấu trúc tinh thể	​Lập phương tâm mặt
Vận tốc âm thanh	(Khí, 23 °C) 220, (Lỏng) 1120 m·s^−1
Độ dẫn nhiệt	9.43x10^-3  W·m^−1·K^−1
Tính chất từ	Nghịch từ[6]
Độ cảm từ (χmol)	−28,8×10^−6 cm^3/mol (298 K)[7]
Số đăng ký CAS	7439-90-9
Lịch sử
Phát hiện	William Ramsay và Morris Travers (1898)
Tách ra lần đầu	William Ramsay và Morris Travers (1898)
Đồng vị ổn định nhất
Bài chính: Đồng vị của Krypton
Iso NA Chu kỳ bán rã DM DE (MeV) DP ^78Kr 0.35% 9,2×10^5 năm[8] εε – ^78Se ^79Kr Tổng hợp 35,04 giờ ε – ^79Br β^+ 0.604 ^79Br γ 0.26, 0.39, 0.60 – ^80Kr 2.25% ^80Kr ổn định với 44 neutron ^81Kr Vết 2,29×10^5 năm ε – ^81Br γ 0,281 – ^82Kr 11.6% ^82Kr ổn định với 46 neutron ^83Kr 11.5% ^83Kr ổn định với 47 neutron ^84Kr 57% ^84Kr ổn định với 48 neutron ^85Kr Tổng hợp 10,756 năm β^- 0.687 ^85Rb ^86Kr 17.3% ^86Kr ổn định với 50 neutron[9]

Krypton là một nguyên tố hóa học có ký hiệu Kr và số nguyên tử bằng 36. Là một khí hiếm không màu, krypton có mặt trong khí quyển Trái Đất dưới dạng dấu vết và được cô lập bằng cách chưng cất phân đoạn không khí lỏng, và nó thường được sử dụng cùng các khí hiếm khác trong các đèn huỳnh quang. Krypton mang các đặc tính hóa học của khí trơ trong phần lớn các ứng dụng thực tế nhưng người ta đã biết rằng nó có thể phản ứng tạo ra hợp chất với flo. Krypton cũng có thể tạo ra các mắt lưới với nước khi các nguyên tử của nó bị mắc kẹt lại trong lưới các phân tử nước.

Đặc trưng nổi bật

Krypton, trước đây được gọi là một khí trơ do có độ hoạt động hóa học rất yếu, được đặc trưng bởi quang phổ màu xanh lục và da cam rực rỡ. Nó là một trong các sản phẩm phân rã hạt nhân của urani. Krypton ở dạng rắn là chất kết tinh màu trắng với cấu trúc tinh thể là hình lập phương tâm mặt, đây cũng là tính chất chung của mọi "khí hiếm".

Lịch sử

Krypton (tiếng Hy Lạp kryptos có nghĩa là "ẩn") được William Ramsay và Morris Travers phát hiện năm 1898 trong phần còn lại của không khí lỏng khi cho bay hơi gần hết mọi thành phần. Neon được phát hiện bằng cách tương tự trong cùng một công trình chỉ vài tuần sau đó.^[10] William Ramsay được trao giải Nobel hóa học năm 1904 vì phát hiện ra các nguyên tố thuộc nhóm khí hiếm. Năm 1960 một thỏa thuận quốc tế đã xác định độ dài của mét theo thuật ngữ của bước sóng ánh sáng phát ra từ một đồng vị của krypton. Thỏa thuận này đã thay thế cho mét tiêu chuẩn cũ được đặt ở Paris – là một thanh kim loại được làm từ hợp kim platin-iridi (mét cũ này được ước lượng bằng một phần mười triệu của một phần tư chu vi Trái Đất tính theo hai cực). Vào tháng 10 năm 1983 thì tiêu chuẩn krypton này cũng đã được Bureau International des Poids et Mesures (Ủy ban đo lường quốc tế) thay thế. Mét hiện nay được định nghĩa như là khoảng cách mà ánh sáng có thể vượt qua trong chân không trong 1/299.792.458 s.^[11][12][13]

Sự phổ biến

Trái Đất lưu giữ tất cả khí hiếm kể từ khi nó có mặt lúc Trái Đất hình thành trừ heli. Nồng độ của khí này trong khí quyển Trái Đất là khoảng 1 ppm. Nó có thể tách ra từ không khí hóa lỏng bằng chưng cất phân đoạn.^[14] Lượng krypton trong không gian thì chưa chắc chắn và có nguồn gốc từ hoạt động của thiên thạch và từ gió Mặt Trời. Các đo đạc đầu tiên cho rằng krypton rất phong phú trong không gian.^[15]

Hợp chất

Giống như các khí hiếm khác, krypton nói chung được coi là trơ về mặt hóa học. Tuy nhiên, các nghiên cứu từ năm 1962 trở đi đã khám phá ra một số hợp chất hóa học của krypton. Đifluoride krypton đã được tạo ra với khối lượng tính bằng gam và có thể sản xuất bằng một số cách khác nhau. Các fluoride và muối khác của ôxôaxít krypton cũng đã được tìm thấy. Các phân tử-ion ArKr⁺ và KrH⁺ cũng đã được nghiên cứu và có chứng cứ cho thấy sự tồn tại của KrXe hay KrXe⁺.

Đồng vị

Krypton nguồn gốc tự nhiên bao gồm 5 đồng vị ổn định và 1 đồng vị phóng xạ nhẹ. Vạch quang phổ của krypton dễ dàng được tạo ra với một số đường rất sắc nét. Kr⁸¹ là sản phẩm của các phản ứng trong khí quyển của các đồng vị nguồn gốc tự nhiên khác của krypton. Nó là đồng vị phóng xạ với chu kỳ bán rã 250.000 năm. Giống như xenon, krypton rất dễ bay hơi khi nó gần với nước bề mặt và vì thế Kr⁸¹ được sử dụng để xác định niên đại của nước ngầm cổ (50.000–800.000 năm). Kr⁸⁵ là đồng vị phóng xạ với chu kỳ bán rã 10,76 năm, được tạo ra bằng các phản ứng phân rã hạt nhân của Uranium và Plutonium. Các nguồn tạo ra nó bao gồm các thử nghiệm bom nguyên tử, lò phản ứng hạt nhân và sự giải phóng Kr⁸⁵ trong quá trình tái chế các thanh nhiên liệu từ các lò phản ứng hạt nhân. Người ta cũng ghi nhận là có sự chênh lệch về nồng độ của Kr⁸⁵ ở Bắc cực và Nam cực là khoảng 30%. Ở Bắc cực nồng độ này cao hơn do một thực tế là phần lớn đồng vị này được tạo ra ở Bắc bán cầu và sự hòa trộn không khí giữa hai bán cầu diễn ra tương đối chậm.

Laser fluoride krypton

Bài chi tiết: Laser fluoride krypton

Một trong các ứng dụng chính của krypton là laser fluoride krypton. Một lượng năng lượng nhất định được truyền vào để làm cho khí krypton phản ứng với khí flo để tạo ra fluoride krypton (KrF₂).

Hợp chất bị phân hủy ngay sau khi việc cung cấp năng lượng bị ngừng lại. Trong quá trình phân hủy, lượng năng lượng dư thừa được lưu trữ trong hợp chất sẽ được thoát ra dưới dạng năng lượng laser mạnh.

Tham khảo

1. “Trọng lượng nguyên tử tiêu chuẩn: Krypton”.CIAAW.2001
2. “Bản sao đã lưu trữ”. Bản gốc lưu trữ ngày 29 tháng 7 năm 2013. Truy cập ngày 29 tháng 8 năm 2011.
3. “Section 4, Properties of the Elements and Inorganic Compounds; Melting, boiling, triple, and critical temperatures of the elements”. CRC Handbook of Chemistry and Physics (ấn bản thứ 85). Boca Raton, Florida: CRC Press. 2005.
4. ^ Haynes, William M. biên tập (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (ấn bản thứ 92). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 1439855110.
5. Shuen-Chen Hwang, Robert D. Lein, Daniel A. Morgan (2005). "Noble Gases". Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Wiley. pp. 343–383. doi:10.1002/0471238961.0701190508230114.a01.
6. Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds Lưu trữ 2012-01-12 tại Wayback Machine, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
7. Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. tr. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
8. Patrignani, C.; và đồng nghiệp (Particle Data Group) (2016). “Review of Particle Physics”. Chinese Physics C. 40 (10): 100001. Bibcode:2016ChPhC..40j0001P. doi:10.1088/1674-1137/40/10/100001. See p. 768
9. Được cho là phân rã β⁻β⁻ thành ⁸⁶Sr.
10. William Ramsay, Morris W. Travers (1898). “On a New Constituent of Atmospheric Air”. Proceedings of the Royal Society of London. 63: 405–408. doi:10.1098/rspl.1898.0051.
11. Shri Krishna Kimothi (2002). The uncertainty of measurements: physical and chemical metrology: impact and analysis. American Society for Qualit. tr. 122. ISBN 0873895355.
12. Gibbs, Philip (1997). “How is the speed of light measured?”. Department of Mathematics, University of California. Truy cập ngày 19 tháng 3 năm 2007.
13. Unit of length (meter), NIST
14. “How Products are Made: Krypton”. Truy cập ngày 2 tháng 7 năm 2006.
15. Cardelli, Jason A.; Meyer, David M. (1996). “The Abundance of Interstellar Krypton”. The Astrophysical Journal Letters. 477 (1): L57–L60. Bibcode:1997ApJ...477L..57C. doi:10.1086/310513.

Liên kết ngoài

• Tư liệu liên quan tới Krypton tại Wikimedia Commons
• Mục từ Krypton ở WebElements (vận tốc truyền âm trong krypton lỏng)
• Laser florua krypton Lưu trữ 2007-02-03 tại Wayback Machine

NHÓM NGUYÊN TỐ 18 - KHÍ HIẾM

Heli	Neon	Argon	Krypton	Xenon	Radon	Oganesson
						(chất phóng xạ)