Криптон и его характеристики

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 1s22s22p63s23p64s23d104p6.

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.

Обычно мы говорим, что она практически всегда для невозбужденного состояния атомов равна номеру группы, в которой он находится (если считать с первой по четвертую по порядку, а затем наоборот, 1234321). Однако же валентность криптона в эти рамки не вписывается, так как без сообщения дополнительной энергии, то есть без возбуждения атома, он вообще абсолютно инертен и его валентность равна нулю.

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).

История открытия

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.

Физические свойства

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 0С.
6. Плотность вещества при обычных условиях 3,74 г/л.
7. Температура плавления -157,3 0С.
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.

Химические свойства

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:

• 2,14Kr.12С6Н,ОН;
• 2,14Kr.12С6Н5СН3;
• 2Kr.CCl4.17H2O;
• 2Kr.CHCL3.17H2O;
• 2Kr.(СН3)2СО.17H2O;
• 0,75 Kr.ЗС6Н4(ОН)2.

3. В жестких условиях способен реагировать с фтором, то есть окисляться. Таким образом, формула криптона с реагентом принимает вид: KrF2, 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.

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 0С.

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 1,1 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 85Kr 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.

Источник: https://autogear.ru/article/174/617/kripton—himicheskiy-element-formula-kriptona/

Газ криптон — происхождение и промышленное применение

Обратите внимание: наша статья рассказывает не о планете Криптон, родине Супермена, а об одноименном газе.

Активно применяемые в промышленности гелий, неон и аргон относятся к «благородным» газам, поскольку не вступают в реакцию с другими элементами периодической системы Менделеева.

О принципе работы и эксплуатации промышленных газовых лазеров вы можете прочитать в статье лазерная резка металлов, а мы продолжим рассказывать про Kr.

История открытия газа

Открытие Kr для широкой общественности датируется концом 19 века. Это достижение принадлежит британскому химику Уильяму Рамзаю. Уникальную «находку» удалось зафиксировать только со второй попытки, так как изначально название «криптон» было ошибочно применено к другому химическому элементу, который после проведения дополнительных экспериментов оказался гелием.

Что касается газа криптона, то его обнаружение можно отнести к случайностям, поскольку целенаправленно поиск нового химического элемента никто не проводил.

Выполняя один из опытов по добыче гелия из жидкого воздуха, Рамзай обнаружил неизвестный компонент с характерным свечением.

Учитывая, насколько хорошо он был «спрятан», ученый выбрал соответствующее название, которое в переводе с греческого означает «скрытый» или «секретный».

Одним их способов происхождения Kr является радиоактивный распад. Однако среди ученых существуют и другие гипотезы возникновения данного компонента на Земле.

По одной из версий, он образовался в недрах планеты благодаря распаду трансурановых элементов (плутоний, нептуний), ныне не существующих в естественной форме, однако способных воспроизводиться искусственным путем.

Приверженцы альтернативной теории отмечают происхождение газа во Вселенной, тогда как в атмосферу Земли он попал исключительно из-за своей массы.

Он чрезвычайно редок и добывается только из атмосферы. В кубометре воздуха Kr занимает объем около 1 см3, точнее — 0.000114% — то есть для получения 1 литра необходимо переработать примерно 900 000 л воздуха. Иных источников Kr нет.

установки по добыче

Стоимость Kr марки 5.0 — около 80-90рл, но есть один нюанс — в 40л баллоне содержится 6 000 литров Kr (при давлении 150 атм). Таким образом, цена одного баллона приближается к отметке 600 000 рублей. Цифра 5.

0 означает чистоту 99.999, подробнее о порядках марок читайте здесь.

Также отметим, что каждая девятка после запятой в цифре, обозначающей марку чистоты, усложняет технический процесс добычи и детектирования, чем значительно увеличивает сумму счета.

Какими свойствами обладает газ криптон

Как уже отмечалось, это инертный газ. Его способность взаимодействовать с другими химическими компонентами крайне мала (в жестких условиях Kr может взаимодействовать со фтором и ацетиленом). К остальным полезным характеристикам можно отнести следующее:

• отсутствие вкуса, цвета и запаха;
• отсутствие способности воспламеняться;
• большая масса, троекратно превышающая массу воздуха и двукратно массу воды;
• температура жидкой фракции: -153 °C;
• температура твердой фракции: -157 °C;
• в стандартных условиях возможно возникновение свечения с зелено-голубым оттенком.

Поскольку Kr быстро растворяется в жидкости, он способен оказывать наркотическое воздействие на человека. Тем не менее, опасности для организма это вещество не представляет.

Применение в промышленности

Наиболее известное использование Kr — производство электроламп. Он тяжелее аргона, поэтому повышает стабильность светового потока.

Кроме того, он плохо пропускает тепло, тем самым увеличивая полезную мощность ламповых светильников. Именно низкая теплопроводность способствовала активному применению этого вещества при производстве стеклопакетов.

Заполняя внутреннее пространство инертным компонентом, удается существенно повысить теплоизоляционные свойства окон.

разряд в Kr

Наряду с гелием и аргоном, он также применяется для производства лазерного луча, мощность которого позволяет раскраивать любой материал, в том числе тугоплавкие виды металла. Для таких целей используются газовые смеси особой чистоты, о чем более подробно можно прочитать по ссылке.

инертные газы

Еще одной важной сферой применения Kr является медицина. С его помощью создается безопасная газовая среда для проведения анестезии.

При этом относительно небольшая анестетическая сила позволяет использовать такой наркоз при повышенном давлении. Также с его помощью изучают работу легких, т.к. он является источником бета-излучения.

Пациент вдыхает порцию газа, а его распространение по дыхательным органам фиксируется с помощью гамма-камер.

К сожалению, криптон не даст вам силу Супермена, но тем не менее он очень востребован во многих отраслях деятельности, как и другие инертные технические моногазы.

Кстати, аргон и гелий можно приобрести в компании «Промтехгаз». Высокое качество данной продукции позволяет с успехом применять ее для разных производственных целей, в том числе для эксплуатации лазерного оборудования.

Источник: http://xn--80affkvlgiu5a.xn--p1ai/gaz-kripton-proiskhozhdenie-i-primenenie/

Криптон

36	Криптон
3d104s24p6

Криптон — химический элемент с атомным номером 36.

Принадлежит к 18-й группе периодической таблицы химических элементов (по устаревшей короткой форме периодической системы принадлежит к главной подгруппе VIII группы, или к группе VIIIA), находится в четвёртом периоде таблицы.

Атомная масса элемента 83,798(2) а. е. м.. Обозначается символом Kr (от лат. Krypton). Простое вещество криптон — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха.

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»).

Нахождение в природе

Содержание в атмосферном воздухе 1,14⋅10-4% по объёму, общие запасы в атмосфере 5,3⋅1012м³. 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).

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.

Физические свойства

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/м3 (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/см3, плотность твёрдого криптона при абсолютном нуле равна 3,100 г/см3.

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 м2/с.

Диамагнитен. Магнитная восприимчивость −2,9·10−5. Поляризуемость 2,46·10−3 нм3.

Энергия ионизации 13,9998 эВ (Kr0 → Kr+), 24,37 эВ (Kr+ → Kr2+).

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.).

Заполненная криптоном газоразрядная трубка

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).

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.

Изотопы

Основная статья: Изотопы криптона

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: 78Kr (изотопная распространённость 0,35 %), 80Kr (2,28 %), 82Kr (11,58 %), 83Kr (11,49 %), 84Kr (57,00 %), 86Kr (17,30 %).

Получение

• 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 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).
• 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 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 86Kr служила для определения метра.
• Рабочее тело для электроракетных двигателей.

Сравнение свечения разных газов

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.

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.

Источник: https://chem.ru/kripton.html

Редкие газы

Продажа
Производство
Доставка

Криптон — элемент главной подгруппы восьмой группы, четвёртого периодапериодической 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.

История

Входит в группу инертных газов в периодической таблице. В 1898 году английский учёный У.Рамзай выделил из жидкого воздуха (предварительно удалив кислород,азот и аргон) смесь, в которой спектральным методом были открыты два газа: криптон («скрытый», «секретный») и ксенон («чуждый», «необычный»).

Происхождение названия

От греч.  — скрытый.

Распространённость

Земная кора

Находится в атмосферном воздухе. Образуется при ядерном делении, в том числе и в результате естественных процессов, происходящих в рудах радиоактивных металлов.

Определение

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

Физические свойства

Криптон — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха.

Химические свойства

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

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

Изотопы

На данный момент известны 31 изотоп криптона и еще 10 возбужденных изомерных состояний некоторых его нуклидов. В природе криптон представлен пятью стабильными нуклидами и одним слаборадиоактивным: 78Kr (изотопная распространённость 0,35 %), 80Kr (2,28 %), 82Kr (11,58 %), 83Kr (11,49 %), 84Kr(57,00 %), 86Kr (17,30 %).

Применение

• Производство сверхмощных эксимерных лазеров(Kr-F).
• Фториды криптона предложены в качестве окислителей ракетного топлива и в качестве компоненты для накачки боевых лазеров.
• Используется в качестве заполнения пространства между стеклами в стеклопакете для придания стеклопакету повышенных теплофизических и звукоизоляционных свойств.

Биологическая роль

Криптон не играет никакой биологической роли.

Физиологическое действие

Большое количество вдыхаемого криптона может привести к удушью.

Ксенон — элемент главной подгруппы восьмой группы, пятого периодапериодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 54. Обозначается символом Xe (лат. Xenon). Простое вещество ксенон(CAS-номер: 7440-63-3) — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха.

История

Открыт в 1898 году английскими учеными У.Рамзаем и У. Рэлей как небольшая примесь к криптону.

Происхождение названия

От греч.  — чужой. Открыт в 1898 английскими исследователями У. Рамзаем и М.

Траверсом, которые подвергли медленному испарению жидкий воздух и спектроскопическим методом исследовали его наиболее труднолетучие фракции.

Xenon был обнаружен как примесь к криптону, с чем связано его название. Ксенон — весьма редкий элемент. При нормальных условиях 1000 м3 воздуха содержат около 87 см3 ксенона.

Распространённость

В солнечной системе

Ксенон относительно редок в атмосфере Солнца, на Земле, в составе астероидови комет. Концентрация ксенона в атмосфере Марса аналогична земной: 0.08 миллионной доли, хотя содержание 129Xe на Марсе выше, чем на Земле или Солнце.

Поскольку данный изотоп образуется в процессе радиоактивного распада, полученные данные могут свидетельствовать о потере Марсом первичной атмосферы, возможно, в течение первых 100 миллионов лет после формирования планеты.

У Юпитера, напротив, необычно высокая концентрация ксенона в атмосфере — почти в два раза выше, чем у Солнца

Земная кора

Ксенон находится в земной атмосфере в крайне незначительных количествах, 0.087±0.001 миллионной доли (μL/L), а также встречается в газах, испускаемых некоторыми минеральными источниками. Некоторые радиоактивные изотопы ксенона, например, 133Xe и 135Xe, получаются как результат нейтронного облучения ядерного топлива в реакторах.

Определение

Качественно ксенон обнаруживают с помощью эмиссионной спектроскопии(характеристические линии 467,13 нм и 462,43 нм). Количественно его определяютмасс-спектрометрически, хроматографически, а также методами абсорбционного анализа.

Свойства

Физические

Гранецентрированная кубическая структура ксенона

Температура плавления −112 °C, температура кипения −108 °C, свечение в разряде фиолетовым цветом.

Химические

Первый инертный газ, для которого были получены настоящие химические соединения. Примерами соединений могут быть дифторид ксенона, тетрафторид ксенона, гексафторид ксенона, триоксид ксенона.

Получение

Ксенон получают как побочный продукт производства жидкого кислорода на металлургических предприятиях.

В промышленности ксенон получают как побочный продукт разделения воздуха накислород и азот. После такого разделения, которое обычно проводится методомректификации, получившийся жидкий кислород содержит небольшие количества криптона и ксенона.

Дальнейшая ректификация обогащает жидкий кислород до содержания 0.1-0.2 % криптоно-ксеноновой смеси, которая отделяетсяадсорбированием на силикагель или дистилляцией.

В заключение, ксеноно-криптоновый концентрат может быть разделен дистилляцией на криптон и ксенон.

Из-за своей малой распространенности, ксенон гораздо дороже более легкихинертных газов.

Применение

Прототип ионного двигателя на ксеноне.

Несмотря на высокую стоимость, ксенон незаменим в ряде случаев:

• Ксенон используют для наполнения ламп накаливания, мощных газоразрядных и импульсных источников света (высокая атомная масса газа в колбах ламп препятствует испарению вольфрама с поверхности нити накаливания).
• Радиоактивные изотопы (127Xe, 133Xe, 137Xe, и др.) применяют в качестве источников излучения в радиографии и для диагностики в медицине, для обнаружения течи в вакуумных установках.
• Фториды ксенона используют для пассивации металлов.
• Ксенон как в чистом виде, так и с небольшой добавкой паров цезия-133, является высокоэффективным рабочим телом для электрореактивных (главным образом — ионных и плазменных) двигателей космических аппаратов.
• В конце XX века был разработан метод применения ксенона в качестве средства для общего наркоза и обезболивания. Первые диссертации о технике ксенонового наркоза появились в России в 1993 г. В 1999 году ксенон был разрешён к медицинскому применению в качестве средства для общего ингаляционного наркоза.
• Жидкий ксенон иногда используется как рабочая среда лазеров.
• Фториды и оксиды ксенона предложены в качестве мощнейших окислителейракетного топлива, а также в качестве компонентов газовых смесей длялазеров.
• В изотопе 129Xe возможно поляризовать значительную часть ядерных спинов для создания состояния с сонаправленными спинами — состояния называемогогиперполяризацией.
• Ксенон используется в конструкции ячейки Голея.
• В качестве химических катализаторов.
• Для транспортировки фтора, проявляющего сильные окисляющие свойства.

Биологическая роль

Ксенон не играет никакой биологической роли.

Физиологическое действие

• Газ ксенон безвреден, но способен вызвать наркоз (по физическому механизму), а в больших концентрациях (более 80 %) вызывает асфиксию.
• Фториды ксенона ядовиты, ПДК в воздухе 0,05 мг/м³.

Неон (лат.

 Neon; обозначается символом Ne) — элемент главной подгруппы восьмой группы, второго периода периодической системы химических элементовД. И. Менделеева, с атомным номером 10. Пятый по распространённости элемент во Вселенной (после водорода, гелия, кислорода и углерода).

 Простое веществонеон (CAS-номер: 7440-01-9) — инертный одноатомный газ без цвета и запаха.

История

Неон открыли в июне 1898 года шотландский химик Уильям Рамзай и английский химик Морис Траверс.

Они выделили этот инертный газ «методом исключения», после того, как кислород, азот, и все более тяжёлые компоненты воздуха были превращены в жидкость.

Элементу дали незамысловатое название «неон», что в переводе с греческого означает «новый». В декабре 1910 года французский изобретатель Жорж Клод сделал газоразрядную лампу, заполненную неоном.

Происхождение названия

Существует легенда, согласно которой название элементу дал тринадцатилетний сын Рамзая — Вилли, который спросил у отца, как тот собирается назвать новый газ, заметив при этом, что хотел бы дать ему имя novum (лат. — новый). Его отцу понравилась эта идея, однако он посчитал, что название neon, образованное от греческого синонима, будет звучать лучше.

Распространённость

Во Вселенной

В мировой материи неон распределен неравномерно, однако в целом по распространенности во Вселенной он занимает пятое место среди всех элементов — около 0,13 % по массе.

Наибольшая концентрация неона наблюдается на Солнце и других горячих звездах, в газовых туманностях, в атмосфере внешних планет Солнечной системы — Юпитера, Сатурна, Урана,Нептуна В атмосфере многих звезд неон занимает третье место после водорода и гелия.

Земная кора

Из всех элементов второго периода неон — самый малочисленный на Земле. В рамках восьмой группы неон по содержанию в земной коре занимает третье место — после аргона и гелия. Газовые туманности и некоторые звезды содержат неона во много раз больше, чем его находится на Земле.

На Земле наибольшая концентрация неона наблюдается в атмосфере — 1,82×10−3% по объему, а его общие запасы оцениваются в 7,8×1014 м³. В 1 м³ воздуха содержится около 18,2 см³ неона (для сравнения: в том же объеме воздуха содержится только 5,2 см³ гелия).

Среднее содержание неона в земной коре мало − 7×10−9% по массе. Всего на нашей планете около 6,6×1010 т неона. В изверженных породах находится около 109 т этого элемента. По мере разрушения пород газ улетучивается в атмосферу.

Причину неоновой бедности нашей планеты ученые усматривают в том, что некогда Земля потеряла свою первичную атмосферу, которая и унесла с собой основную массу инертных газов, которые не могли, как кислород и другие газы, химически связаться с другими элементами в минералы и тем самым закрепиться на планете.

Определение

Качественно неон определяют по спектрам испускания (характеристические линии 585,25 нм и 540,05 нм), количественно — масс-спектрометрическими ихроматографическими методами анализа.

Физические свойства

Неон в разрядной трубке

• Благородные газы — бесцветные одноатомные газы без вкуса и запаха.
• Инертные газы обладают более высокой электропроводностью по сравнению с другими газами и при прохождении через них тока ярко светятся, в частности неон огненно-красным светом, так как самые яркие его линии лежат в красной части спектра.

Эмиссионный спектр неона (слева направо: от ультрафиолетовых до инфракрасных линий, показанных белым цветом)

• Насыщенный характер атомных молекул инертных газов сказывается и в том, что инертные газы имеют более низкие точки сжижения и замерзания, чем другие газы с тем же молекулярным весом.

Химические свойства

Все благородные газы имеют завершенную электронную оболочку, поэтому они химически инертны. Химическая инертность неона исключительна, в этом с ним может конкурировать только гелий. Пока не получено ни одного его валентного соединения.

Даже так называемые клатратные соединения неона с водой (Ne·6Н2О), гидрохиноном и другими веществами (подобные соединения тяжелых благородных газов — радона, ксенона, криптона и даже аргона — широко известны) получить и сохранить очень трудно.

Однако, с помощью методов оптической спектроскопии и масс-спектрометрии установлено существование ионов Ne+, (NeAr)+, (NeH)+, и (HeNe)+.

Изотопы

Основная статья: Изотопы неона

Существует три стабильных изотопа неона: 20Ne (изотопная распространённость90,48 %), 21Ne (0,27 %) и 22Ne (9,25 %)[10]. Повсеместно преобладает легкий20Ne.

Во многих альфа-активных минералах относительное содержание тяжелых 21Ne и22Ne в десятки и сотни раз больше содержания их в воздухе.

Это вызвано тем, что основными механизмами образования этих изотопов являются ядерные реакции, происходящие при бомбардировке ядер алюминия, натрия, магния и кремнияпродуктами распада ядер тяжёлых элементов.

Кроме того, подобные реакции происходят в земной коре и атмосфере под воздействием космического излучения.

Зафиксирован также ряд малопродуктивных ядерных реакций[11], при которых образуются 21Ne и 22Ne — это захват альфа-частиц ядрами тяжелого кислорода18О и фтора 19F:

Источник преобладающего на Земле лёгкого нуклида 20Ne до сих пор не установлен.

Считается, что в космическом пространстве неон также преимущественно представлен лёгким нуклидом 20Ne. В метеоритах обнаруживают немало 21Ne и22Ne, но эти нуклиды предположительно образуются в самих метеоритах под воздействием космических лучей за время странствий во Вселенной.

Кроме трех стабильных нуклидов неона, существует еще шестнадцать нестабильных.

Получение

Неон получают совместно с гелием в качестве побочного продукта в процессе сжижения и разделения воздуха. Разделение гелия и неона осуществляется за счет адсорбции и конденсации.

Адсорбционный метод основан на способностинеона в отличие от гелия адсорбироваться активированным углем, охлаждаемым жидким азотом.

Конденсационный способ основан на вымораживании неона при охлаждении смеси жидким водородом.

55 МПа подаются в трубное пространство дефлегматора, охлаждаемое жидким N2.

Из дефлегматора обогащенная смесь Ne и Не направляется для очистки от N2 в адсорберы с активированным углем, из которых после нагревания поступает в газгольдер (содержание Ne + He до 70 %); степень извлечения смеси газов 0.5-0.6.

Последнюю очистку от N2 и разделение Ne и Не можно осуществлять либо селективной адсорбцией при температуре жидкого N2, либо конденсационными методами — с помощью жидких Н2 или Ne. При использованиижидкого водорода дополнительно проводят очистку от примеси водорода с помощью CuO при 700 °С. В результате получают неон 99,9%-ной чистоты по объему.

Применение

Жидкий неон используют в качестве охладителя в криогенных установках. Ранее неон применялся в промышленности в качестве инертной среды, но был вытеснен более дешёвым аргоном.

1. Символ элемента, выполненный из неоновых трубок
2. Неоном наполняют газоразрядные лампы, сигнальные лампы в радиотехнической аппаратуре, фотоэлементы, выпрямители.
3. Смесь неона и гелия используют как рабочую среду в газовых лазерах (гелий-неоновый лазер).
4. Трубки, заполненные смесью неона и азота, при пропускании через них электрического разряда дают красно-оранжевое свечение, в связи с чем они широко используются в рекламе.
5. Неоновые лампы используют для сигнальных целей на маяках и аэродромах, так как их красный цвет очень мало рассеивается туманом и мглой.

Биологическая роль

Неон не играет никакой биологической роли.

Физиологическое действие

Инертные газы обладают физиологическим действием, которое проявляется в их наркотическом воздействии на организм. Наркотическое воздействие неона (как и гелия) при нормальном давлении в опытах не регистрируется, в то время как при повышении давления раньше возникают симптомы «нервного синдрома высокого давления» (НСВД).

В связи с этим, наряду с гелием, неон в составе неоно-гелиевой смеси используется для дыхания океанавтов, водолазов, людей, работающих при повышенных давлениях, чтобы избежать газовой эмболии и азотного наркоза. Преимущество смеси в том, что она меньше охлаждает организм, так кактеплопроводность неона меньше, чем гелия.

Лёгкий неоно-гелиевый воздух облегчает также состояние больных, страдающих расстройствами дыхания.

Содержание неона в высоких концентрациях во вдыхаемом воздухе может вызвать головокружение, тошноту, рвоту, потерю сознания и смерть от асфиксии.

Интересные факты

• «Неоновые огни» оправдывают своё название только в случае свечения красного цвета. Для получения других цветов используют ртуть и фосфор в определённых пропорциях или другие благородные газы.

Источник: https://tgko.ru/spravka/gaz/redkie_gazy

Расы вселенной DC 4ч. (Kryptonians — Криптонцы)

Друзья, привет! Спасибо вам, что меня читаете! Очень интересно тем кто интересуется вселенной DC. Моя подборка Расс вселенной DC состоит из 6-х частей. Спасибо и приятного просмотра!

Для сопутствия вам будоражащий саундтрек!

-. Расы вселенной DC 1ч. (D'rahn — Д'Рахн)-. Расы вселенной DC 2ч. (Daemonites — Демониты) -. Расы вселенной DC 3ч. (Humans — Люди) -. Расы вселенной DC 5ч. (Maltusians — Мальтусиане)-. Расы вселенной DC 6ч. (New Gods — Новые Боги)

Все знают Супермэна, но мало что известно людям о его планете и его народе. Кто они, эти таинственные криптонцы? Полубоги? Люди? Этот вопрос мучил многих, но лишь единицы смогли докопаться до сути.

На расстоянии в 50 световых лет от Земли находится красная звезда, известная, как Рао. Вокруг неё вращается множество каменных обломков, немых свидетелей ужасной катастрофы, постигшей некогда планету, населенную великой расой.

Когда планета еще существовала, она была известна, как Криптон.  Жемчужина среди миллиона звезд. Развитие культуры и технологий, возвысили криптонцев, но они же её и погубили.  100.000  лет назад жители Криптона подняли науку на недостижимую для землян высоту.

  Криптонцы победили все болезни, научились задерживать и отдалять процесс старения организма, продлевая жизнь величайшим умам своего времени.

Усовершенствованная технология клонирования, позволила создать своего рода «донорский банк», где выращивались необходимые части тела (органы) для каждого жителя, которые в случае необходимости можно было пересадить или заменить.  

Межзвездные путешествия позволили криптонцам начать формировать свою собственную империю. Что не удивительно, поскольку без дальнейшей экспансии (мирной или военной) начинается стагнация общества, а затем и его саморазрушение.

Таким образом, криптонский флот под руководство Адмирала Дру-Зода I (Dru-Zod I) начал завоевательную кампанию.  Он искал планеты, подходящие для завоевания и ему удалось захватить некоторые из них, но его планам не суждено было сбыться.

Военная кампания была свернута, а корабль Адмирала  300 лет назад по земному летоисчислению  упал в районе Техаса, где был погребен под землей.

Планы экспансии же были отменены вскоре Верховным Советом Криптона, поскольку агрессивная политика не приветствовалась по отношению к другим расам.  Так закончился Золотой век Криптона

Затем наступила Эра Разобщения. Время, когда на Криптоне одна за другой вспыхнули несколько Гражданских войн, в которых столкнулись политические, этические и религиозные  взгляды.

Это время всколыхнуло общество, заставив его задуматься о том, что дальнейшее будущее их расы тесно связано с тем, смогут ли криптонцы остаться единым народом или их ждет смута, раскол и дальнейшее самоуничтожение.

Спустя десятилетия, преодолев планетарный кризис, Криптон вышел на новую стадию  своего развития. Наука двигалась вперед семимильными шагами, а общество получило толчок к собственному развитию. Это продолжалось достаточно долго, чтобы последующие поколения вспоминали о старых временах, как о страшном сне.

Нападение Брейнниака и потеря Кандора, одного из крупнейших городов планеты напугало общество настолько, что едва не привело к новой волне всеобщего хаоса.

Неспособность вооруженных сил планеты противостоять захватчикам из космоса (а напомню, что к тому времени сытое и спокойное время несколько усыпило бдительность и расслабило жителей), посеяла панику. Лишь с трудом жизнь вернулась в привычное русло.

Однако условия строгой изоляции планеты от остальной галактики не могли не сказываться.

За три десятка лет до гибели планеты, Уничтожитель (Eradicator), инопланетное устройство, перепрограммированное предком Кал-Эла – Кем-Элом (Kem-El), изменило генетический код всего населения, сделав так, чтобы отныне ни один криптонец не мог покинуть пределы планеты, без страха умереть. Таким образом, Уничтожитель навсегда отказал криптонцам в межзвездных перелетах. Последним из научных проектов Джор-Эла, был как раз поиск способа избавиться от этого проклятия.

 А последовавшее за эти открытие Джор-Эла, ввело Верховный Совет Криптона в состояние обеспокоенности. Они понимали, что в условиях напряженности, весть о скорой гибели планеты могла просто «взорвать» планету. К сожалению, было уже слишком поздно.

Государственное устройство.

Народ Криптона сумел создать на планете функциональную и вместе с тем удобную политическую систему. На планете нет отдельных государств, как на Земле и все криптонцы  трудятся на благо планеты. Руководство планетой осуществляет Верховный Совет Криптона, куда входят главы всех основных Гильдий (кроме религиозной).

Гильдии:

• — Военная Гильдия
• — Научная Гильдия
• — Религиозная Гильдия
• — Гильдия Рабочих

Технологическое развитие.

Криптонцы были наиболее высокоразвитой цивилизацией во вселенной. Основу их технологий, составляли  особые самовоспроизводящиеся кристаллы, названные Солнечным камнем (Sunstone).  Объекты , созданные на основе этой технологии способны на невероятное.

Стоит отметить, что и генетика на Криптоне достигла невероятных высот. 

Физиология.

Раса криптонцев обладает поистине огромным потенциалом, благодаря своей уникальной физиологии. Наибольшего потенциала в развитии этих суперсил достиг Кал-Эл, Последний Сын Криптона. 

Основные способности криптонцев.

1. — Поглощение солнечной энергии.
2. — Сверхчеловеческая сила.
3. — Неуязвимость.
4. — Сверхчеловеческая выносливость.
5. — Полет.
6. — Сверхчеловеческое дыхание.
7. — Сверхчеловеческий слух.
8. — Огненное зрение.

9. — Сверхвзгляд.
10. — Способности включают в себя.
11. — Телескопическое зрение.
12. — Рентгеновское зрение.
13. — Микроскопическое зрение.
14. — Инфракрасное зрение.

Последние горячие новости:-. Расы вселенной MARVEL 1ч.

(Целестиалы — Celestials)-. Расы вселенной MARVEL 2ч.(Skrulls — Скруллы) -. Расы вселенной MARVEL 3ч.(Inhumans — Нелюди)————————-. Как герои MARVEL выглядят в комиксах (1-8часть) ————————-.

Как герои DC выглядят в комиксах (1-4часть)————————

Спасибо вам большое за прочтение, не забудьте подписаться!КИНОМАНЬЯКПоддержите меня лайком для развития канала и если понравилось поделитесь в соц-сетях, спасибо!

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5a8c278cdcaf8eb7f5a47351/5abc65015991d3944707a048