الكريبتون هو عنصر كيميائي. صيغة الكريبتون

على كوكبنا، وهناك العديد من المركبات المختلفة، والمواد العضوية والمعادن. لذلك، أكثر من واحد ونصف مليون الهياكل من العالم العضوي وأكثر من 500 ألف خارجها مفتوحة، توليفها واستخدامها من قبل الإنسان. وكل عام هذا الرقم آخذ في الازدياد، حيث أن تطور الصناعة الكيميائية لا يقف لا يزال، وبلدان العالم بنشاط على تطوير وتعزيزه.

ولكن ليس حتى من المستغرب. وحقيقة أن كل هذا التنوع من المواد بنيت فقط 118 العناصر الكيميائية. هذا رائع حقا! والنظام الدوري للعناصر الكيميائية هو الأساس الذي يعكس بيانيا تنوع العالم العضوي وغير العضوي.

تصنيف العناصر الكيميائية

هناك عدة خيارات لتصنيف هذه الهياكل. وهكذا، ينقسم الجدول الكيمياء مندلييف إلى مجموعتين:

• عناصر المعادن (معظم)؛
• اللافلزات (جزء أصغر).

في هذه الحالة، الأولى تتكون من العناصر التي هي أقل من الحدود القطرية التقليدية من البورون إلى أستاتين، والثاني هو تلك أعلاه. ومع ذلك، هناك استثناءات لهذا التصنيف، على سبيل المثال، القصدير (موجود في شكل ألفا وبيتا، واحد منها هو معدن، والآخر غير اللافلزية). ولذلك، فإنه من المستحيل استدعاء مثل هذا الإصدار من التقسيم تماما على الاطلاق.

أيضا، يمكن تصنيف النظام الدوري للعناصر الكيميائية وفقا لخصائص هذا الأخير.

1. ويمثل امتلاك الخصائص الأساسية (عوامل الاختزال) معادن نموذجية، عناصر من المجموعة 1،2 من المجموعات الفرعية الرئيسية (باستثناء البريليوم).
2. امتلاك خصائص حمض (أكسدة) هي غير عادية نموذجية. عناصر 6.7 مجموعات من المجموعات الفرعية الرئيسية.
3. خصائص مذبذب (المزدوج) هي كل المعادن من المجموعات الفرعية وبعض من أهمها.
4. العناصر هي غير المعادن التي تظهر نفسها على حد سواء وكلاء الحد وأكسدة (اعتمادا على ظروف التفاعل).

في كثير من الأحيان هذه هي الطريقة التي يتم دراسة العناصر الكيميائية. الصف الثامن من المدرسة يفترض الدراسة الأولية لجميع الهياكل مع تحفيظ الرمز والاسم والنطق باللغة الروسية. هذا شرط إلزامي للإتقان الأكيد للكيمياء في المستقبل، أساس كل شيء. جدول الكيمياء مندلييف هو دائما في مجال نظر الأطفال، ولكن معرفة الأكثر شيوعا والكيميائية نشطة منهم على الرغم من ذلك.

مجموعة خاصة في هذا النظام هي الثامنة على التوالي. وتسمى عناصره من المجموعة الفرعية الرئيسية خاملة - الغازات النبيلة لقذائفها الإلكترونية الانتهاء، ونتيجة لذلك، وانخفاض النشاط الكيميائي. واحد منهم - الكريبتون، عنصر كيميائي تحت رقم 36 - سوف ينظر فيها من قبلنا بمزيد من التفصيل. بقية إخوته في الجدول هي أيضا غازات نبيلة وتستخدم من قبل الإنسان على نطاق واسع جدا.

الكريبتون هو عنصر كيميائي

هذا الساكن من الجدول الدوري يقع في الفترة الرابعة، المجموعة الثامنة، المجموعة الفرعية الرئيسية. الرقم التسلسلي، وبالتالي عدد الإلكترونات، وشحنة النواة (عدد البروتونات) = 36. من هنا يمكننا أن نستنتج ما سيكون الصيغة الإلكترونية من الكريبتون. دعونا نكتبه: _{+ 36} كر 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ .

ومن الواضح أن مستوى الطاقة الخارجية للذرة اكتمال تماما. وهذا يحدد النشاط الكيميائي المنخفض جدا لهذا العنصر. ومع ذلك، في ظل ظروف معينة، فإنه لا يزال من الممكن أن يسبب هذا الغاز مستقرة كما الكريبتون للدخول في بعض ردود الفعل. العنصر الكيميائي، أو بالأحرى، موقفه في النظام، الهيكل الإلكتروني، يسمح للمرء الحصول على سمة واحدة أكثر أهمية من الذرة: التكافؤ. وهذا هو، والقدرة على تشكيل الروابط الكيميائية.

عادة، نقول أنه دائما تقريبا للحالة غير متحفز من الذرات يساوي عدد المجموعة التي هي (إذا عد من الأول إلى الرابع في الترتيب، والعكس بالعكس، 1234321). ومع ذلك، فإن تكافؤ الكريبتون في هذا الإطار لا يصلح، لأنه من دون رسالة الطاقة الإضافية، وهذا هو، من دون إثارة الذرة، هو عموما خامل على الاطلاق و تكافؤه هو صفر.

إذا، ومع ذلك، يتم تحقيق إثارة ذرة لها، يمكن حل الإلكترونات وتحويلها إلى 4d المدارية الحرة. ومن ثم القيم الممكنة من الكريبتون: 2،4،6. درجة الأكسدة المقابلة للعلامة + (+ 2، + 4، + 6).

تاريخ الاكتشاف

بعد اكتشاف الغازات الخاملة - الأرجون في عام 1894، الهيليوم في عام 1985 - للتنبؤ وتأكيد إمكانية وجود غازات مماثلة أخرى في الطبيعة، فإن العلماء لم تبذل جهدا خاصا. والجهود الرئيسية على هذا الطريق التي أدلى بها W. رامزي، الذي اكتشف أيضا الأرجون. وقال انه يعتقد بحق أنه لا تزال هناك غازات خاملة في الهواء، ولكن عددهم هو ضئيل جدا أن التكنولوجيا لا يمكن إصلاح وجودهم.

لذلك، تم اكتشاف عنصر الكريبتون فقط بعد بضع سنوات. في عام 1898، تم إطلاق غاز النيون من الهواء، تليها مجمع خامل آخر، والتي لصعوبة إيجاد وفصل تقرر أن يسمى الكريبتون. بعد كل شيء، في الترجمة من اليونانية، "تشفير" يعني خفية.

لمعرفة لفترة طويلة لم يكن ممكنا، كان من الصعب جدا. ويؤكد ذلك حقيقة أن مليمتر واحد من الغاز موجود في متر مكعب واحد من الهواء. وهذا هو، وحجم أصغر من كشتبان! ومن أجل دراسة هذه المسألة، استغرق الأمر مائة سنتيمتر مكعب من الهواء السائل. لحسن الحظ، كان خلال هذه الفترة أن العلماء تمكنوا من تطوير طرق للحصول على وتسييل الهواء بكميات كبيرة. مثل هذا التحول في الشؤون جعل من الممكن لكسب نجاح U. رامزي في اكتشاف عنصر الكريبتون.

وأكدت البيانات الطيفية الاستنتاجات الأولية حول المادة الجديدة. يحتوي الغاز "الخفي" على خطوط جديدة تماما في الطيف، والتي لم تكن موجودة في أي اتصال في ذلك الوقت.

المادة البسيطة الناتجة وصيغتها

إذا كان الكريبتون عنصرا كيميائيا يتعلق بالغازات الخاملة، فمن المنطقي افتراض أن المادة البسيطة ستكون جزيئا متقلبا. لذلك هو. مادة الكريبتون بسيطة هي غاز أحادي الذرة مع الصيغة كر. وعادة ما نستخدم لرؤية الغازات مع مؤشر "2"، على سبيل المثال، O ₂ ، H ₂ وهلم جرا. ولكن هذا العنصر مختلف بسبب انتمائه إلى عائلة من الغازات النبيلة وقذيفة الإلكترون الانتهاء من الذرة.

الخصائص الفيزيائية

مثل أي مركب آخر، هذا واحد أيضا له خصائصه الخاصة. الخصائص الفيزيائية للكريبتون هي كما يلي.

1. الغاز الثقيل جدا - ثلاث مرات أكبر من الهواء.
2. ليس لديه طعم.
3. عديم اللون.
4. ليس له رائحة.
5. نقطة الغليان هي -152 ^درجة مئوية.
6. كثافة المادة في الظروف العادية هي 3.74 غرام / لتر.
7. نقطة الانصهار -157.3 ⁰ C.
8. طاقة التأين عالية، 14 فولت.
9. إليكترونيغاتيفيتي هي أيضا عالية جدا - 2.6.
10. قابل للذوبان في البنزين، قليلا في الماء. ومع زيادة درجة حرارة السائل، تنخفض القابلية للذوبان. مختلطة أيضا مع الإيثانول.
11. في درجة حرارة الغرفة، لديها ثابت عازل.

وهكذا، غاز الكريبتون لديه عدد كاف من الخصائص للدخول في التفاعلات الكيميائية وتكون مفيدة لشخص مع خصائصه.

الخصائص الكيميائية

إذا تم نقل الكريبتون (الغاز) إلى حالة صلبة، فإنه يبلور إلى شعرية محورية مكعبة شعرية مكعب. في هذه الحالة، وقال انه هو أيضا قادرة على الدخول في تفاعلات كيميائية. هم عدد قليل جدا، ولكن لا تزال موجودة.

هناك عدة أنواع من المواد التي تم الحصول عليها على أساس الكريبتون.

1. أشكال كلاثريتس بالماء: كر ^. 5.75H ₂ O.

2. شكلها مع المواد العضوية:

• 2.14Kr ^. ₁₂ C ₆ H، أوه؛
• 2.14Kr ^. 12C ₆ H ₅ تش _3؛
• 2Kr ^. كل ₄ ^. 17H ₂ O؛
• 2Kr ^. تشكل ₃ ^. 17H ₂ O؛
• 2Kr ^. (تش ₃ ) ₂ كو ^. 17H ₂ O؛
• 0.75 كر ^. 3C ₆ H ₄ (أوه) _2.

3. في ظل الظروف القاسية، وأنها قادرة على التفاعل مع الفلور، وهذا هو، أكسدة. وهكذا، فإن صيغة الكريبتون مع كاشف يأخذ شكل: كرف _2، أو الكريبتون ديفلوريد. درجة الأكسدة في المركب هي +2.

4. في الآونة الأخيرة، تمكنا من تجميع مركب يتضمن السندات بين الكريبتون والأكسجين: كر-O (كر (أوتيف ₅ ) ₂ ).

5. في فنلندا، تم الحصول على مجمع للاهتمام من الكريبتون مع الأسيتيلين، ودعا هدروكريبتواسيتيلين: هكركش،.

6. الكريبتون الفلورايد (+4) كرف _4. أيضا عندما يذوب في الماء، وهذا المركب قادر على تشكيل حمض الكريبتونيك الضعيف وغير المستقر الذي يعرف فقط أملاح الباريوم باكرو ₄ .

7. صيغة الكريبتون في المركبات المنتجة من ديفلوريدها هي كما يلي:

• كرف ⁺ سبف ₆ ^- ؛
• كر ₂ F ₃ ⁺ أوف ₆ ^- .

وهكذا، اتضح أنه على الرغم من الخمول الكيميائي، وهذا الغاز يظهر خصائص التصالحية وقادرة على الدخول في التفاعلات الكيميائية في ظل ظروف صارمة للغاية. وهذا يعطي الكيميائيين في جميع أنحاء العالم الضوء الأخضر في استكشاف إمكانيات مكون "مخفي" من الهواء. فمن الممكن أن يتم قريبا توليف مركبات جديدة، والتي سوف تجد تطبيق واسع في الهندسة والصناعة.

تحديد الغاز

هناك عدة طرق أساسية لتحديد هذا الغاز:

• اللوني.
• التحليل الطيفي.
• طرق تحليل الامتصاص.

هناك العديد من العناصر الأخرى، التي تحددها نفس الأساليب، وضعت أيضا في الجدول مندلييف. الكريبتون، زينون، الرادون هي أثقل من الغازات النبيلة والأكثر بعيد المنال. لذلك، للكشف عن هذه الطرق الفيزيوكيميائية المعقدة مطلوبة.

طرق الحصول عليها

الطريقة الرئيسية للإنتاج هي معالجة الهواء المسال. ولكن بسبب المحتوى الكمي صغيرة من الكريبتون، فإنه يجب معالجة الملايين من متر مكعب لاستخراج كمية صغيرة من الغاز النبيل. وبصفة عامة، تحدث العملية في ثلاث مراحل رئيسية.

1. معالجة الهواء على أعمدة فصل الهواء الخاصة. في هذه الحالة، ينقسم مجموع تدفق المواد إلى كسور أثقل - خليط من الهيدروكربونات والغازات النبيلة في الأكسجين السائل، وأيضا عدة غازات النجاسة أخف وزنا. وبما أن معظم المواد متفجرة، يوجد أنبوب تفريغ خاص في العمود، يتم من خلاله فصل المكونات الأثقل على الفور. ومن بينها الكريبتون. في منفذ، هو ملوثة للغاية مع الشوائب الأجنبية. للحصول على أنقى المنتج، يجب أن تخضع لمزيد من العلاجات الكيميائية محددة مع المذيبات الخاصة.
2. في هذه المرحلة، يتم الحصول على خليط من الكريبتون و زينون، الملوثة بالهيدروكربونات. لتنظيف استخدام الأجهزة الخاصة التي الأكسدة والامتزاز خليط تخفيف معظم المكونات غير الضرورية. وفي الوقت نفسه، فإن خليط الغازات النبيلة لا يزال غير مقسم. وبالإضافة إلى ذلك، فإن العملية برمتها تجري تحت ضغط عال، مما تسبب في انتقال الغازات إلى الحالة السائلة.
3. في المرحلة النهائية، يجب فصل الخليط النهائي من الغازات لإنتاج الكريبتون و زينون عالي النقاء. لهذا الغرض، تم إنشاء تركيب فريد خاص، مثالية تقنيا لهذه العملية. والنتيجة هي منتج ذات جودة عالية في شكل الكريبتون الغازية.

ومن المثير للاهتمام أن جميع العمليات وصفها يمكن أن تحدث دوري، دون وقف الإنتاج، وإذا كانت المواد الخام - الهواء - وسيتم توفير مع المبلغ المناسب. وهذا يسمح لتوليف الغازات النبيلة، بما في ذلك الكريبتون، على نطاق صناعي كبير جدا.

يتم تخزين ونقل المنتج في اسطوانات معدنية خاصة مع نقش المقابلة. وهي تحت الضغط، ولا تتجاوز درجة حرارة تخزينها 20 ^درجة مئوية.

المحتوى في الطبيعة

في الظروف الطبيعية، وليس فقط عنصر الكريبتون، ولكن نظائرها، ويرد. هناك ستة أنواع مستقرة في الطبيعة:

• كريبتون-78 - 0.35٪؛
• كريبتون-80 - 2.28٪؛
• كريبتون-82 - 11.58٪؛
• كريبتون-83 - 11.49٪؛
• كريبتون -84 - 57٪؛
• كريبتون -86 - 17.3٪.

أين يحتوي الغاز؟ بالطبع، هناك، حيث تم تخصيصه لأول مرة - في الهواء. النسبة صغيرة جدا - فقط 1.14 * 10 ^-4 ٪. كما أن التجديد المستمر لهذه الاحتياطيات الغازية الثمينة يعود إلى التفاعلات النووية داخل الغلاف الصخري للأرض. ومن هناك يتم تشكيل جزء كبير من أصناف النظائر المستقرة من هذا العنصر.

استخدام رجل

التكنولوجيا الحديثة تجعل من الممكن الحصول على الكريبتون من الهواء بكميات كبيرة. وهناك كل الأسباب لتفترض أنه سوف تحل محل قريبا الأرجون الخامل في المصابيح الكهربائية. بعد كل شيء، مليئة الكريبتون، وسوف تصبح أكثر اقتصادا: في نفس استهلاك الطاقة أنها سوف تخدم لفترة أطول وتألق أكثر إشراقا. كما أنه من الأفضل تحمل التحميل الزائد، مقارنة بالأحمال التقليدية، التي تمتلئ بمزيج من النيتروجين والأرجون.

ويمكن تفسير ذلك من خلال عدم نشاط جزيئات الكريبتون الكبيرة والثقيلة، مما يبطئ نقل الحرارة من زجاج المصباح إلى خيوط وتقليل تبخر ذرات المادة من سطحه.

أيضا، يتم استخدام النظائر المشعة الكريبتون ⁸⁵ كر لملء مصابيح خاصة، لأنه يمكن أن تنبعث منها أشعة بيتا. هذه الطاقة من الإشعاع يتحول إلى ضوء مرئي. وتتكون هذه المصابيح من اسطوانة زجاجية، وتغطي الجدران الداخلية منها مع مركب الفسفورسنت. أشعة بيتا من النظائر الكريبتون، السقوط على هذه الطبقة، يسبب التلألؤ، الذي هو واضح للعيان حتى على مسافة 500 متر.

على مسافة تصل إلى 3 أمتار، يمكنك أن ترى بوضوح حتى النص المطبوع. المصابيح هي دائمة، منذ نصف عمر الكريبتون النظائر 85 حوالي 10 عاما. تعمل الأجهزة بغض النظر عن المصدر الحالي والظروف الخارجية.

كما تستخدم الفلوريدات الكريبتون كمؤكسدات لوقود الصواريخ. يتم استخدام مجمع كر-F في إنتاج الليزر إكسيمر. وتستخدم بعض النظائر من الكريبتون في الطب. أساسا لتشخيص المعدات، والكشف عن الثقوب والتسرب في المنشآت فراغ، والتنبؤ والكشف عن التآكل، كسيطرة على ارتداء أجزاء المعدات.

وثمة خيار آخر لاستخدام الكريبتون هو أنابيب الأشعة السينية، التي شغلها. العلماء الحديثون يبحثون عن طرق لاستخدام هذا الغاز كحشو في تكوين مخاليط التنفس للغمر في الماء. ويمكن أن تتحقق استخدامه بمثابة مخدر في الطب.