The chemical element krypton is classed as a noble gas and a nonmetal. It was discovered in 1898 by William Ramsay and his assistant Morris Travers.
Data Zone
| Classification: | Krypton is a noble gas and a nonmetal |
| Color: | colorless |
| Atomic weight: | 83.80 |
| State: | gas |
| Melting point: | -157.3 oC, 115.9 K |
| Boiling point: | -153.2 oC, 119.4 K |
| Electrons: | 36 |
| Protons: | 36 |
| Neutrons in most abundant isotope: | 48 |
| Electron shells: | 2,8,18,8 |
| Electron configuration: | 3d10 4s2 4p6 |
| Density @ 20oC: | 0.003708 g/cm3 |
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| Atomic volume: | 38.9 cm3/mol |
| Structure: | fcc: face-centered cubic |
| Hardness: | – |
| Specific heat capacity | 0.248 J g-1 K-1 |
| Heat of fusion | 1.638 kJ mol-1 |
| Heat of atomization | 0 kJ mol-1 |
| Heat of vaporization | 9.029 kJ mol-1 |
| 1st ionization energy | 1350.7 kJ mol-1 |
| 2nd ionization energy | 2350.3 kJ mol-1 |
| 3rd ionization energy | 3565.1 kJ mol-1 |
| Electron affinity | – kJ mol-1 |
| Minimum oxidation number | 0 |
| Min. common oxidation no. | 0 |
| Maximum oxidation number | 2 |
| Max. common oxidation no. | 2 |
| Electronegativity (Pauling Scale) | 3 |
| Polarizability volume | 2.5 Å3 |
| Reaction with air | none |
| Reaction with 15 M HNO3 | none |
| Reaction with 6 M HCl | none |
| Reaction with 6 M NaOH | none |
| Oxide(s) | none |
| Hydride(s) | none |
| Chloride(s) | none |
| Atomic radius | 88 pm |
| Ionic radius (1+ ion) | – |
| Ionic radius (2+ ion) | – |
| Ionic radius (3+ ion) | – |
| Ionic radius (1- ion) | – |
| Ionic radius (2- ion) | – |
| Ionic radius (3- ion) | – |
| Thermal conductivity | 0.01 W m-1 K-1 |
| Electrical conductivity | – |
| Freezing/Melting point: | -157.3 oC, 115.9 K |
Krypton gas glows with the help of a few thousand volts. Image: Pslawinski.
Spettro di Krypton.
William Ramsay indica la colonna finale della tavola periodica contenente i gas nobili (o inerti). Ramsay è stato insignito del Premio Nobel per la chimica nel 1904 per il suo lavoro nella scoperta dei gas inerti. Immagine: Vanity Fair
> Un laser terziario a ioni krypton 568 nm utilizzato nella ricerca proteica. Foto: Center for Cancer Research
Scoperta di Krypton
Il chimico scozzese William Ramsay e il suo assistente chimico inglese Morris Travers scoprirono krypton nel 1898 a Londra.
Ramsay aveva precedentemente scoperto elio e argon. Era consapevole che più nuovi elementi dovevano trovarsi nello stesso gruppo della tavola periodica.
Ramsay e Travers hanno considerato il divario nella tavola periodica tra elio e argon. Hanno ragionato che un nuovo elemento (ora si chiama neon) deve esistere per colmare questa lacuna; erano determinati a trovarlo. E lo scoprirono, ma solo dopo che la loro ricerca aveva rivelato per la prima volta un altro nuovo elemento: krypton. (1)
Consapevole della storia della chimica, Ramsay sapeva che a volte un nuovo elemento può nasconderne un altro. Ad esempio, Johan Gadolin aveva scoperto l’ittrio nel minerale che ora chiamiamo gadolinite. Alcuni anni dopo Carl Gustaf Mosander scoprì i nuovi elementi erbio e terbio nella gadolinite; erano stati lì per tutto il tempo, ma Gadolin non li aveva trovati. Ramsay si interrogò sulla possibilità di trovare piccole quantità del nuovo elemento sfuggente nascosto in una delle sue scoperte precedenti, argon.
Ramsay e Travers decisero che avrebbero estratto un grande volume di argon dall’aria. Avrebbero liquefare l’argon, e poi distillarlo in frazioni separate per vedere se le frazioni più leggere contenevano il nuovo gas. (2)
Con poca esperienza nella gestione dei gas liquidi, hanno ottenuto un litro di aria liquida per scoprire come lavorare con esso. Nel loro lavoro di pratica, ne hanno evaporato la maggior parte, lasciando solo 100 ml. Ramsay sapeva che era altamente improbabile che il nuovo gas, più leggero dell’argon, potesse essere presente in questo campione residuo, ma l’eccitante idea gli venne che un nuovo gas più pesante potesse essere presente.
Con questo in mente, Travers rimosso ossigeno e azoto dal gas utilizzando rame rovente e magnesio. Mise un campione del gas rimanente in un tubo a vuoto e applicò un’alta tensione per misurare lo spettro del gas.
Trovò che l’Argon era presente, come previsto, ma anche due nuove linee brillanti, una gialla e una verde, che non erano mai state viste prima.
Ramsay e Travers misurarono il rapporto tra il calore specifico del gas a pressione costante e il suo calore specifico a volume costante e scoprirono che era 1.66. Questo valore poteva essere ottenuto solo se il nuovo gas era costituito da singoli atomi, dimostrando che non poteva essere un composto. Se non era un composto, doveva essere un nuovo elemento.
Krypton era stato scoperto. Ramsay ha scelto il nome dell’elemento dalla parola greca ‘kryptos’ che significa ‘nascosto.’
Per molti anni dopo la scoperta dei gas nobili, la maggior parte degli scienziati credeva che non avrebbero formato composti. Questo si è rivelato errato.
William Ramsay in realtà credeva che i composti sarebbero stati possibili, scrivendo nel 1902: “Ho avuto per molto tempo l’idea che krypton e xeno possano entrare in combinazioni molto più facilmente degli altri gas; ma come realizzarlo?”(3)
Ci sono voluti altri 60 anni prima che la sua domanda fosse risolta. (Vedi Fatti interessanti sotto.
William Ramsay ha ricevuto il Premio Nobel per la Chimica nel 1904, ” in riconoscimento dei suoi servizi nella scoperta degli elementi gassosi inerti nell’aria, e la sua determinazione del loro posto nel sistema periodico.”Era responsabile dell’aggiunta di un intero nuovo gruppo alla tavola periodica. Il radon era l’unico gas nobile che non aveva scoperto.
Curiosità su Krypton
- Tra il 1960 e il 1983, l’unità scientifica di lunghezza, il metro, fu definita come 1 650 763.73 lunghezze d’onda della linea spettrale rosso-arancio di krypton-86. (Il misuratore è ora definito come la distanza percorsa dalla luce nel vuoto durante un intervallo di tempo di
1/299 792 458 di secondo.) - Dalla sua scoperta nel 1898 fino al 1960 la maggior parte degli scienziati credevano che fosse impossibile fare composti di krypton, o qualsiasi altro gas nobile – anche se vedi William Ramsay, sopra. Il difluoruro di krypton è stato prodotto nel 1963. È un solido cristallino bianco, stabile a temperature inferiori a -30 oC. (4)
- Krypton non è molto abbondante nell’atmosfera del nostro pianeta: Per ogni atomo di krypton, ci sono circa 8200 atomi di argon, 184 000 molecole di ossigeno e 685 000 molecole di azoto.
- Krypton-85 nell’atmosfera può essere utilizzato per rilevare la presenza di impianti di ricerca e produzione di armi nucleari altrimenti segreti. (5)
- I laser Krypton-fluoro producono impulsi con 500 volte la potenza dell’intera rete elettrica statunitense. Non sorprende che questi impulsi siano di breve durata: quattro miliardesimi di secondo. (6)
Krypton incandescente ad alta tensione elettrici tubo di scarico. Foto: Alchemist-hp
Aspetto e caratteristiche
Effetti nocivi:
Il Krypton è considerato non tossico.
Caratteristiche:
Il krypton è un gas incolore, inodore, inerte.
Anche se è estremamente non reattivo krypton può reagire con il fluoro gas molto reattivo. Alcuni composti di krypton sono stati preparati, tra cui krypton (II) fluoruro e clatrati di krypton.
Il krypton solido è bianco e cristallino.
Usi di Krypton
Krypton è utilizzato in prodotti di illuminazione:
Un uso importante è in ad alta potenza, lampeggiante pista dell’aeroporto luci.
Il gas krypton ionizzato appare biancastro – vedi foto a sinistra – il che rende le lampadine a base di krypton utili come fonte di luce bianca brillante nella fotografia ad alta velocità.
Il krypton è impiegato insieme ad altri gas per creare segni luminosi in stile “luce al neon” che brillano di una luce giallo-verdastra.
Il krypton viene utilizzato come gas di riempimento per luci fluorescenti a risparmio energetico e come gas di riempimento inerte nelle lampadine a incandescenza.
L’abbondanza relativa di krypton rispetto all’idrogeno può essere utilizzata dagli astronomi per misurare quanta nucleosintesi (formazione di elementi) ha avuto luogo in qualsiasi regione dello spazio interstellare. (7)
Tra il 1960 e il 1983, un accordo internazionale ha definito la lunghezza del metro in termini di lunghezza d’onda della luce emessa dall’isotopo krypton, 86Kr. (Il misuratore è ora definito come la distanza percorsa dalla luce nel vuoto durante un tempo di 1/299,792,458 di secondo. Il tempo viene misurato utilizzando un orologio atomico al cesio.)
Abbondanza e isotopi
Abbondanza crosta terrestre: 100 parti per trilione in peso, 30 parti per trilione di moli
Abbondanza sistema solare: parti per milione in peso, parti per milione di moli
Costo, puro: pure 33 per 100g
Costo, massa: Source per 100g
Fonte: Krypton è ottenuto commercialmente per distillazione frazionata di aria liquida.
Isotopi: Krypton ha 25 isotopi le cui emivite sono note, con numeri di massa da 71 a 95. Il krypton naturale è una miscela di sei isotopi e si trovano nelle percentuali mostrate: 78Kr (0,4%), 80Kr (2,3%), 82Kr (11,6%), 83Kr (11,5%), 84Kr (57,0%) e 86Kr (17,3%). L’isotopo più abbondante è 84Kr al 57,0%.
- William Ramsay, Premio Nobel Lecture., 12 dicembre 1904.
- William Ramsay, I gas scoperti di recente e la loro relazione con la legge periodica., Scienza, 1898, Vol. IX, p273-280.
- Leonello Paoloni, I composti dei gas nobili: le vedute di William Ramsay e Giuseppe Oddo nel 1902., J. Chem. Educ., 1983, 60 (9), pag.758.
- D. R. MacKenzie, difluoruro di Krypton: preparazione e manipolazione., Science 20 settembre 1963, Vol. 141 n. 3586 p1171.
- Rapporto della BBC, Nuova centrale nucleare N Corea sospetta domenica, 20 luglio, 2003.
- Laboratorio di ricerca navale, laser al krypton-fluoro.
- Stefan I. B. Cartledge et al., Abbondanze interstellari di Krypton: La rilevazione delle differenze di scala Kiloparsec nella storia nucleosintetica galattica., 2008, The Astrophysical Journal. 687, pag. 1043.
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"Krypton." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 17 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/krypton.html>.