Krypton – Web o chemii, elektronice a programování

Obsah

Krypton, Kr, patří mezi vzácné plyny. Tvoří pouze několik nestabilních sloučenin s fluorem a kyslíkem, jinak je zcela inertní. Je využíván ve světelných zdrojích.

Atomové číslo	36	Počet stabilních izotopů	4
Atomová hmotnost	83,798	Elektronová konfigurace	[Ar] 3d¹⁰ 4s²4p⁶
Teplota tání [°C]	-157,36	Teplota varu [°C]	-153,22
Elektronegativita	3,00	Hustota [g.cm^-3]	0,003749

Vlastnosti kryptonu

Izotopy kryptonu

Přírodní kryton se skládá z pěti stabilních a dvou nestabilních izotopů.

Izotop	Zastoupení v přírodě [%]	Poločas rozpadu
⁷⁸Kr	0,36	9,2 . 10²¹ let
⁸⁰Kr	2,29	stabilní
⁸¹Kr	stopy	2,3 . 10⁵ let
⁸²Kr	11,59	stabilní
⁸³Kr	11,50	stabilní
⁸⁴Kr	56,99	stabilní
⁸⁶Kr	17,28	stabilní

⁸¹Kr

Poločas přeměny je 230 000 let, elektronovým záchytem se přeměňuje na ⁸¹Br:

$$^{81}_{36}\textrm{Kr}\ \overset{EZ}{\rightarrow}\ ^{81}_{35}\textrm{Br}$$

V zemské atmosféře vzniká interakcí s protony a neutrony kosmického záření, např.:

$$^{80}_{36}\textrm{Kr}\ +\ ^1_0\textrm{n}\ \rightarrow\ ^{81}_{36}\textrm{Kr}\ +\ \gamma \\
^{82}_{36}\textrm{Kr}\ +\ \gamma\ \rightarrow\ ^{81}_{36}\textrm{Kr}\ +\ ^1_0\textrm{n}$$

Chemické vlastnosti

Jedinou dosud známou stabilní sloučeninou je fluorid KrF₂, bezbarvá pevná látka, která se při teplotách nad -25 °C rozkládá. Molekula má lineární tvar, vazebná délka je 189 pm. Se silnými Lewisovými kyselinami tvoří anionty KrF⁺ a Kr₂F₃⁺. Jeho roztok v HF má při laboratorní teplotě v ¹⁹F NMR posun cca 56 ppm. Tvoří dvě krystalické fáze, α-KrF2 s primitivní tetragonální základní buňkou a β-fází, která krystaluje v prostorové grupě P4₂/mnm.

Lze jej připravit čtyřmi metodami:[3]

Pomocí elektrického výboje – na směs kryptonu a fluoru v poměru 1:1 až 2:1 necháme působit elektrický výboj za tlaku 40 až 60 torrů po dobu několika hodin. Výroba probíhá za teploty kapalného kyslíku.
Bombardováním elektrony a protony[6] – v roce 1963 byla popsána příprava KrF₂ použitím 1,5 MeV proudu elektronů. Lze využít i proud protonů s vyšší energií, 10 MeV a proudu 5 μA, kterým působíme na směs kryptonu a fluoru při teplotách -60 až -140 °C. Rychlost získávání produktu je okolo 1 g.h^-1.
Fotochemicky – fotochemická příprava byla poprvé publikována roku 1965, kdy byla směs Kr a F₂ ozařována slunečním světlem po dobu pěti týdnů za teploty -78 °C. Lepších podmínek bylo později dosaženo se rtuťovou výbojkou při teplotě -196 °C.
Na žhaveném vlákně – tato metoda je založena na disociaci fluoru na žhaveném vlákně při teplotě 700 °C. Reakční nádoba je chlazena na -196 °C. Rychlost produkce je až 6 g.h^-1.

Chemicky se chová jako donor fluoridu, s pentafluoridy, např. NbF₅ vytváří iontové sloučeniny s kationty KrF⁺ nebo Kr₂F₃⁺.

Mimoto tvoří krypton také řadu klathrátů[5] a endohedrálních derivátů fullerenů.

Endohedrální derivát fullerenu C60. Zdroj: Hajv01/Commons

NMR

Krypton má jediný NMR aktivní izotop, ⁸³Kr, který má nízkou citlivost a spin 9/2, takže je kvadrupolární. Díky tomu, že většinou je atom kryptonu umístěn v symetrickém okolí, tak jsou signály poměrně úzké.

	⁸³Kr
Spin	9/2
Zastoupení v přírodě [%]	11,49
Citlivost vzhledem k ¹H	0,00190
Rezonanční frekvence v poli 1 T	1,6442

Odkazy

Krypton na české wikipedii
Krypton na anglické wikipedii
Lehmann, J.F.; Mercier, H.P.A.; Schrobilgen, G.J. Coord. Chem. Rev. (2002) 1-39. The chemistry of krypton
⁸³Kr NMR
Miyahara, Y., Abe, K. and Inazu, T. (2002), “Molecular” Molecular Sieves: Lid-Free Decamethylcucurbit[5]uril Absorbs and Desorbs Gases Selectively. Angew. Chem. Int. Ed., 41: 3020–3023. doi: 3.0.CO;2-4″ target=“_blank“>10.1002/1521-3773(20020816)41:16<3020::AID-ANIE3020>3.0.CO;2-4
D.R. MacKenzie, Science 141 (1963) 1171. Krypton Difluoride: Preparation and Handling.

Navigace

One Reply to “Krypton”