კრიპტონი

კრიპტონი, ₃₆Kr
ზოგადი თვისებები
მარტივი ნივთიერების ვიზუალური აღწერა	აირი ფერის, გემოსა და სუნის გარეშე
სტანდ. ატომური ; წონა Ar°(Kr)	; 83.798
კრიპტონი პერიოდულ სისტემაში
	ბრომი ← კრიპტონი → რუბიდიუმი
ატომური ნომერი (Z)	36
ჯგუფი	18 ჯგუფი (ინერტული აირები)
პერიოდი	4 პერიოდი
ბლოკი	p-ბლოკი
ელექტრონული კონფიგურაცია	[Ar] 3d10 4s2 4p6
ელექტრონი გარსზე	2, 8, 18, 8
	ელემენტის ატომის სქემა;
ფიზიკური თვისებები
აგრეგეგატული მდგომ. ნსპ-ში	აირი
დნობის; ტემპერატურა	−157.37 °C (115.78 K, −251.27 °F)
დუღილის; ტემპერატურა	−153.415 °C (119.93 K, −244.147 °F)
სიმკვრივე (ნსპ)	3.749 გ/ლ
სიმკვრივე (დ.წ.)	2.413 გ/სმ3
სამმაგი წერტილი	115.775 K, 73.53 კპა
კრიტიკული წერტილი	209.48 K, 5.525 მპა
დნობის კუთ. სითბო	1.64 კჯ/მოლი
აორთქ. კუთ. სითბო	9.08 კჯ/მოლი
მოლური თბოტევადობა	20.95 ჯ/(მოლი·K)
ატომის თვისებები
ჟანგვის ხარისხი	0, +1, +2
ელექტროდული პოტენციალი	;
ელექტროუარყოფითობა	პოლინგის სკალა: 3.00
იონიზაციის ენერგია	1: 1350.8 კჯ/მოლ ; 2: 2350.4 კჯ/მოლ ; 3: 3565 კჯ/მოლ ; ;
ატომის რადიუსი	ემპირიული: 88 პმ
კოვალენტური რადიუსი (rcov)	116±4 პმ
იონური ; რადიუსი (rion)	169 პმ
ვან-დერ-ვალსის რადიუსი	202 პმ
	; კრიპტონის სპექტრალური ზოლები
სხვა თვისებები
ბუნებაში გვხვდება	პირველადი ნუკლიდების სახით
მესრის სტრუქტურა	კუბური წახნაგცენტრირებული
მესრის პერიოდი	5.638 Å
ბგერის სიჩქარე	221 მ/წმ (20 °C)
თერმული გაფართოება	9.43×10−3 µმ/(მ·K)
მაგნეტიზმი	დიამაგნეტიკი
მაგნიტური ამთვისებლობა	−28.8×10−6 (298 K) სმ3/მოლ
CAS ნომერი	7439-90-9
ისტორია
აღმომჩენია	უილიამ რამზაიმ და მორის ტრევერსი (1898)
კრიპტონის მთავარი იზოტოპები
β+	79Br
γ	–
ε	81Br
	კრიპტონი ვიკისაწყობში •

კრიპტონი

36Kr

83.798

3d¹⁰ 4s² 4p⁶

კრიპტონი^[1]^[2] (ლათ. Kryptonu; ქიმიური სიმბოლო — ${\ce {Kr}}$ ) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მეოთხე პერიოდის, მეთვრამეტე ჯგუფის (ძველი კლასიფიკაციით — მერვე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის, VIIIა) ქიმიური ელემენტია. მისი ატომური ნომერია 36, ატომური მასა — 83.798, t_დნ — (−157.37) °C, t_დუღ — (−153.415 ) °C, სიმკვრივე — 3.749 გ/სმ³. ერთ ატომიანი ინერტული აირი, ფერის, გემოსა და სუნის გარეშე.

ისტორია

უილიამ რამზაი

შედის ინერტული აირების ჯგუფში. 1898 წელს შოტლანდიელმა მეცნიერმა უილიამ რამზაიმ და მ. ტრავერიმ (ინგლისელი ქიმიკოსის) მიერ თხევადი აირის შემადგენელი კომპონენტების აორთქლების შემდეგ დარჩენილ ნაშთში (წინასწარ ჟანგბადის, აზოტის, არგონის მოცილების შემდეგ) ნარევში, სპექტრული მეთოდით აღმოჩენილი იქნა ორი აირი: კრიპტონი («ფარული», «საიდუმლო») და ქსენონი («უცხო», «უჩვეულო»). იმავე მეცნიერების მიერ, რამდენიმე კვირის მოგვიანებით, მსგავსი პროცედურებით აღმოჩენილ იქნა ნეონიც. 1904 წელს უ. რამზეის მიანიჭეს ნობელის პრემია კეთილშობილი აირების სერიის აღმოჩენისათვის (მათ შორის კრიპტონიც).

სახელწოდების წარმომავლობა

მოდის ბერძ. κρυπτός — ფარულიდან.

ბუნებაში

იგი ატმოსფეროში გვხვდება კვალის სახით. მისი გამოყოფა თხევადი აირიდან ხდება ფრაქციული გამოხდით. სხვა იშვიათ აირებთან ერთად იგი ხშირად გამოიყენება ფლოურესცენცირებულ ნაერთებში.

დედამიწის ქერქში

დედამიწის ქერქში (ლითოსფეროსა და ატმოსფეროს ჩათვლით) კრიპტონის შემცველობა შეადგენს 1.9 × 10-8 %. იგი შეიძლება მივიღოთ თხევადი ჰაერის ფრაქციული გამოხდით. კრიპტონის რაოდენობა სივრცეში დამოკიდებულია მეტეორულ აქტივობასა და მზის ქარებზე. კრიპტონი არის ჰაერის ატმოსფეროში. წარმოიქმნება ბირთვული დაყოფით, მათ შორის ბუნებრივი პროცესების შედეგად, რომელიც მიმდინარეობს რადიოაქტიური ლითონების მადნებში.

განსაზღვრა

კრიპტონი ხასიათდება მკვეთრი, მწვანე და ყვითელი ხაზის გამოყოფით (სპექტრალური ხელწერა). იგი წარმოადგენს ურანის დაშლის ერთ-ერთ პროდუქტს. მყარი კრიპტონი თეთრია, ცენტრიკუბური კრისტალური სტრუქტურით, რომელიც წარმოადგენს ყველა კეთილშობილი აირისათვის საერთო თვისებას.

ხარისხობრივად კრიპტონს პოულობენ ემისიური სპექტროსკოპიის მეშვეობით (დამახასიათებელი ხაზებია 557,03 ნმ და 431,96 ნმ). რაოდენობრივად მას განსაზღვრავენ მასური-სპექტრომეტრიულად, ქრომატოგრაფიულად, და ასევე აბსორბციული ანალიზის მეთოდებით.

ფიზიკური თვისებები

კრიპტონი — ინერტული ერთატომიანი აირია, ფერის, სუნისა და გემოს გარეშე.

ქიმიური თვისებები

კრიპტონი ქიმიურად ინერტულია. მკაცრ პირობებში რეაგირებს ფთორთან, კრიპტონის დიფტორიდის წარმოქმნით. შედარებით ეხლახან მიღებული იქნა პირველი ნაერთი კავშირებით Kr-O (Kr(OTeF₅)₂)^[3].

კრიპტონს აგრეთვე შეუძლია წყალთან წარმოქმნას კლარტატები (ჰიდრატები, მაგალითად, Kr × 6H2O), სადაც წყალში მოლეკულათშორისი მანძილები შევსებულია აირის მოლეკულებით. კლარტატები წარმოადგენენ არამდგრად ნაერთებს და მათ არსებობა შეუძლიათ შედარებით დაბალ ტემპერატურაზე. კრიპტონის ატომების მიერ კრისტალჰიდრატის წარმოქმნა იმის მაჩვენებელია, რომ მათ აქვთ პოლარიზაციის უნარი.

1965 წელს გაცხადებული იქნა შემდეგი შემადგენლობის შენაერთის მიღების შესახებ - KrF₄, KrO₃·H₂O და BaKrO₄. მოგვიანებით კი მათი არსებობა უარყოფილ იქნა.^[4]

2003 წელს ფინეთში პირველად იქნა მიღებული ფოტოლიზის გზით კრიპტონის მატრიცაზე კრიპტონისა და აცეტილენის ნაერთი კავშირებით C-Kr (HKrC≡CH — ჰიდროკრიპტოაცეტილენი) ^[5].

იზოტოპები

მთავარი სტატია: კრიპტონის იზოტოპები.

ამ მომენტისათვის ცნობილია კრიპტონის 31 იზოტოპი და კიდევ მისი ზოგი ნუკლიდების 10 აღგზნებული იზომერული მდგომარეობა. ბუნებაში კრიპტონი წარმოდგენილია ხუთი სტაბილური ნუკლიდებით და ერთი სუსტად რადიოაქტიური: ⁷⁸Kr (იზოტოპური გავრცობადობა 0,35 %), ⁸⁰Kr (2,28 %), ⁸²Kr (11,58 %), ⁸³Kr (11,49 %), ⁸⁴Kr (57,00 %), ⁸⁶Kr (17,30 %)

მიღება

მიიღება სამრეწველო დანადგარებში ჰაერის დაყოფის შედეგად კრიპტონ-ქსენონი ნარევის სახით როგორც პროცესის გვერდითი პროდუქტი.

ჰაერის დაყოფის პროცესში დაბალტემპერატურული რექტიფიკაციის მეთოდის დროს წარმოებს თხევადი ჟანგბადის ფრაქციის მუდმივი მოცილება რომელიც შეიცავს თხევად ნახშირწყალბადებს, კრიპტონს და ქსენონს (ჟანგბადისა და ნახშირწყალბადების ფრაქციის მოცილება აუცილებელია აფეთქბის თავიდან აცილებისათვის).

გამოყოფილი ფრაქციიდან Kr და Xe-ის მოცილებისათვის ნაზავს აცილებენ ნახშირწყალბადებს კატალიტიკურ ღუმელებში t=500-600 С-ის პირობებში და მიმართავენ დამატებითი რექტიფიკაციური მწყობრისაკენ ჟანგბადის მოსაცილებლად. ნაზავის Kr+Xe-ით გამდიდრებისას 98-99 %-მდე, მას მეორეჯერ წმენდენ კატალიტურ ღუმელში ნახშირწყალბადებისაგან, შემდეგ კი ადსორბირების ბლოკში რომელიც ავსებულია სილიკაგელებით (ან სხვა ადსორბენტებით).

აირების ნაზავის გაწმენდის შემდეგ ნახშირწყალბადებისა და ტენის ნარჩენებისაგან, მას ტუმბავენ ბალონებში ტრანსპორტირებისათვის Kr და Xe-ის დაყოფის დანადგარისაკენ (ეს დაკავშირებულია, იმასთან რომ ყოველ საწარმოში, სადაც ექსპლუატაციაშია ჰაერდასაყოფი დანადგარი, არსებობს Kr და Xe-ის დასაყოფი დანადგარიც).

Kr და Xe-ის სუფთა კომპონენტებად დაყოფის შემდგომი პროცესი მიმდინარეობ შემდეგი ჯაჭვით: დარჩენილი ნახშირწყალბადების მოცილება ხდება სპილენძის ჟანგით ავსებულ კონტაქტურ კატალიტიკურ ღუმელებში, 300—400 С-ს ტემპერატურის პირობებში, ხდება ტენისაგან გაწმენდა ცეოლიტით ავსებული ადსორბირებში, შემდეგ აცივებენ, და მიმართავენ გასაყოფად № 1 რექტიფიკაციური მწკრივისაკენ, სადაც მწკრივის კუბური სივრციდან (რექტიფიკაციური მწკრივის ქვედა ნაწილი) აცილებენ თხევად Xе და ი მიემართება № 3 მწკრივისაკენ, სადაც საბოლოოდ იწმინდება Kr-ის მინარევისაგან, შემდეგ კი იტუმბება მემბრანული კომპრესორის მეშვეობით ბალონებში. აიროვანი Kr ცილდება № 1 მწკრივის კონდენსატორის ხუფის ქვემოდან და მიმართავენ № 2 მწკრივისაკენ, სადაც საბოლოოდ წმენდენ აზოტის, ჟანგბადის, არგონის მინარევების ნარჩენებისაგან (მათი დუღილის ტემპერატურა მნიშვნელოვნად დაბალია ვიდრე კრიპტონის დუღილის ტემპერატურა). № 2 მწკრივის კუბური სივრციდან იღებენ სუფთა კრიპტონს და მემბრანული კომპრესორის მეშვეობით ბალონებში.

კრიპტონისა და ქსენონის ნაზავის დაყოფის პროცესი შეიძლება მიმდინარეობდეს როგორც უწყვეტად, ისე ციკლებად, ნედლეულის (ნაზავის) გადასამუშავებლად შეგროვების მიხედვით.

გამოყენება

გამოიყენება ზემძლავრი ექსიმერული ლაზერების (Kr-F) წარმოებაში.

კრიპტონის ფტორიდი შემოთავაზებულია როგორც სარაკეტო საწვავის მჟანგავი და როგორც საბრძოლო ლაზერების კომპონენტი.

გამოიყენება მინაპაკეტებში როგორც მინებს შორისი სივრცის შემავსებელი, მინაპაკეტებისათვის უფრო მაღალი თბოფიზიკური და ხმის იზოლაციის თვისებების მისაცემად.

კრიპტონოსაგან გამოყოფილი მრავალი სპექტრალური ხაზი იწვევს მის იონიზაციას, რაც საშუალებას იძლევა იგი გამოყენებულ იქნას ფოტოგრაფიაში, როგორც ბრილიანტის თეთრის ნათების წყარო. კრიპტონი, სხვა აირებტან ერთად იძლევა კაშკაშა მომწვანო-ყვითელნათებას.

კრიპტონს არგონთან ერთად იყენებენ ფლუორესცენციული ნათურების შესავსებად (კრიპტონი 100-ჯერ უფრო ძვირია, ვიდრე არგონი). კრიპტონი ქსენონთან ერთად გამოიყენება გავარვარებული ნათურების შესავსებად. კრიპტონი ასრულებს მნიშვნელოვან როლს კრიპტონ-ფტორიდის ლაზერის მიღებასა და გამოყენებაში.

ექსპერიმენტულ ფიზიკაში თხევადი კრიპტონი გამოიყენება კვაზი-ჰომიგენური ელექტრომაგნიტური კალორიმეტრის მისაღებად. ამის მაგალითია NAM48-ის ცდა CERN-ში, რომელიც შეიცავს დაახლოებით 27 ტონა თხევად კრიპტონს. კრიპტონ-83 გამოყენება ჰპოვა (MRI) - მაგნიტურ რეზონანსულ იმიჯში (გამოსახულება), კერძოდ იგი გამოიყენება ჰიდროფილური და ჰიდროფობური ზედაპირების განსასხვავებლად, რომელსაც მოიცავს აირის სივრცე.

ბიოლოგიური როლი

კრიპტონის ზემოქმედება ცოცხალ ორგანიზმზე ცუდადაა შესწავლილი. შეისწავლება მისი გამოყენების შესაძლებლობა წყალქვეშა საქმეებში, სასუნთქი ნაზავის შემადგენლობაში მაღალი წნევის პირობებში, ასევე როგორც ანესთეზიის საშუალება^[6].

ფიზიოლოგიური ზემოქმედება

კრიპტონის დიდი რაოდენობით შესუნთქვამ შეიძლება გამოიწვიოს გაგუდვა.

კრიპტონის შემცველი აირების ნაზავების შესუნთქვისას, 3,5 ატმოსფეროზე უფრო მაღალი წნევის დროს შეიმჩნევა ნარკოტიკული ეფექტი^[7].

რესურსები ინტერნეტში

კრიპტონი საიტზე «სამთო ენციკლოპედია»
კრიპტონი Webelements-ზე
კრიპტონი ქიმიური ელემენტების პოპულარულ ბიბლიოთეკაში
კრიპტონისა და მისი ნაერთების თვისებები^{[მკვდარი ბმული]}

სქოლიო

↑ დოლიძე ვ., ციციშვილი ვ., „ოთხენოვანი ქიმიური ლექსიკონი“, თბ., 2004, გვ. 118
↑ ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია, ტ. 6, თბ., 1983. — გვ. 34.
↑ Four Decades of Fluorine Chemistry at McMaster. დაარქივებული 2009-06-07 საიტზე Wayback Machine. (ინგლისური)
↑ ქიმიი წარმატებები. - 1974. - ტ.43, №12, ფ. 2179
↑ A Gate to Organokrypton Chemistry: HKrCCH — J. Am. Chem. Soc., 2003, Volume 125, Issue 23, PP. 6876-6877. (ინგლისური)
↑ Куссмауль А. Р. Биологическое действие криптона на животных и человека в условиях повышенного давления — Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук — Москва — 2007 [1]
↑ ბ. ნ. პავლოვი, ნ. ბ. პავლოვი, ა. რ. კუსმაული, მ. ა. ბოგაჩევა, ა. ი. გრიგორევი ქსენონისა და კრიპტონის შემცველი აირების ნაზავების და გარემოს ფიზიოლოგიური ეფექტები — სტატია «ატომ-მედ ცენტრი» [2]

პორტალი ქიმია

[1] დოლიძე ვ., ციციშვილი ვ., „ოთხენოვანი ქიმიური ლექსიკონი“, თბ., 2004, გვ. 118

[2] ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია, ტ. 6, თბ., 1983. — გვ. 34.

[3] Four Decades of Fluorine Chemistry at McMaster. დაარქივებული 2009-06-07 საიტზე Wayback Machine. (ინგლისური)

[4] ქიმიი წარმატებები. - 1974. - ტ.43, №12, ფ. 2179

[5] A Gate to Organokrypton Chemistry: HKrCCH — J. Am. Chem. Soc., 2003, Volume 125, Issue 23, PP. 6876-6877. (ინგლისური)

[6] Куссмауль А. Р. Биологическое действие криптона на животных и человека в условиях повышенного давления — Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук — Москва — 2007 [1]

[7] ბ. ნ. პავლოვი, ნ. ბ. პავლოვი, ა. რ. კუსმაული, მ. ა. ბოგაჩევა, ა. ი. გრიგორევი ქსენონისა და კრიპტონის შემცველი აირების ნაზავების და გარემოს ფიზიოლოგიური ეფექტები — სტატია «ატომ-მედ ცენტრი» [2]

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]