Was ist Krypton?
Krypton ist ein Element mit der Ordnungszahl 36.
Es ist ein Edelgaselement der Gruppe 18 des Periodensystems und wird auch als Edelgas bezeichnet, da es nicht leicht chemische Reaktionen eingeht. Der Siedepunkt von Krypton ist höher als der von Sauerstoff. Krypton fällt daher als Nebenprodukt bei der Abkühlung von Luft zur Herstellung von Luftzerlegungsgasen (Sauerstoff, Stickstoff und Argon) an.
Wenn der flüssige, kryptonhaltige Sauerstoff in einem Reinigungsgerät von seinen Bestandteilen getrennt wird, kann hochreines Krypton gewonnen werden.
Anwendungen von Krypton
Krypton wird häufig als inertes und nicht brennbares Gas verwendet, da es nicht leicht mit anderen Stoffen reagiert. Ein typisches Beispiel ist die Verwendung als gekapseltes Gas in Beleuchtungen und Lampen. Krypton hat eine niedrige Wärmeleitfähigkeit, was den Wärmeverlust durch die Wärmeabgabe des Glühfadens verringern kann.
Man sagt, dass es die Effizienz von Lampen im Vergleich zu mit Argon gefüllten Glühbirnen um etwa 10 % verbessern kann. Darüber hinaus wird Krypton aufgrund seiner hohen Wärmedämmungseigenschaften auch als Baumaterial verwendet. Mit Krypton versiegeltes Fensterglas kann verwendet werden, um die Heizleistung ganzer Innenräume zu erhöhen.
In fortgeschrittenen Bereichen wird KrF auch häufig als Lichtquelle für Ätzlaser bei der Herstellung von Halbleitern verwendet.
Funktionsweise von Krypton
Krypton hat einen Schmelzpunkt von -157,2 °C und einen Siedepunkt von -152,9 °C. Es ist ein farbloses, geruchloses Gas bei Raumtemperatur und -druck. In der Luft ist es mit etwa 1,14 ppm vorhanden. Es wird durch Verflüssigung von Luft und durch fraktionierte Destillation gewonnen.
Krypton hat ein spezifisches Gewicht von 2,82 bei -157 °C. Es ist ein schweres Gas und hat eine tiefe Stimme, wenn es eingeatmet wird. Es hat keine Valenzelektronen in seiner äußersten Schale und ist chemisch stabil.
Struktur von Krypton
Es gibt 31 bekannte Isotope von Krypton. In der Natur gibt es fünf stabile Isotope und ein radioaktives Isotop.
Es kann Einschlussverbindungen mit Wasser und Hydrochinon bilden. Die chemischen Formeln lauten Kr-6H2O und Kr-3C6H4(OH)2. Kristalle von Kryptonhydrid (Kr(H2)4) erhält man oberhalb von 5 GPa.
Diese Kristalle haben eine kubisch flächenzentrierte Struktur, bei der die Oktaeder des Kryptons von zufällig orientierten Wasserstoffmolekülen umgeben sind.
Weitere Informationen über Krypton
1. Krypton-Isotope
81Kr wird durch Reaktionen in der Atmosphäre erzeugt. Es hat eine Halbwertszeit von 250 000 Jahren und ist die natürliche Isotopenquelle von Krypton. Krypton in der Nähe der Wasseroberfläche ist sehr flüchtig, und 81Kr wird zur Datierung von Grundwasser in einem Zeitraum von 50 000 bis 800 000 Jahren verwendet.
78Kr ist ein Nuklid, bei dem ein doppelter Elektroneneinfang stattfindet. Die Wahrscheinlichkeit dafür ist jedoch gering, und seine Halbwertszeit wird auf mehr als 1,1 x 1020 Jahre geschätzt. 85Kr, ein inertes radioaktives Gas, hat eine Halbwertszeit von 10,76 Jahren. Es entsteht bei der Spaltungsreaktion von Plutonium und Uran, wird in Kernreaktoren hergestellt und bei der Wiederaufbereitung von Brennstäben vollständig in die Umwelt freigesetzt.
In den 1940er Jahren lag die atmosphärische Konzentration von 85Kr bei weniger als 0,001 Becquerel pro m3 Luft. Die heutigen Konzentrationen liegen jedoch bei mehr als 1 Becquerel pro 1 m³. Berichten zufolge sind die Konzentrationen in der Arktis 30 % höher als in der Antarktis. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich die meisten Reaktoren auf der Nordhalbkugel befinden: 85Kr wird durch Betazerfall zu 85Rb.
2. Verbindungen von Krypton
Krypton ist inert, kann aber mit Fluor und einer Oxidationszahl von +2 instabile Verbindungen bilden. Kryptonbifluorid ist ein flüchtiger Feststoff und hat die chemische Formel KrF2; die Molekularstruktur von KrF2 ist linear und der Kr-F-Abstand beträgt 188,9 pm. Bei der Reaktion mit starken Säuren entstehen Kationen wie KrF+ und Kr2F3+.
Bei der Reaktion von KrF2 mit B(OTeF5)3 kann Kr(OTeF5)2 entstehen, eine instabile Verbindung mit einer Krypton-Sauerstoff-Bindung. Krypton-Stickstoff-Bindungen finden sich auch in [HC=N-Kr-F]+, das durch die Reaktion von KrF2 mit [HC=NH]+[AsF6-] unterhalb von -50 °C entsteht. HKrCN und HKrC=CH sind Berichten zufolge bis zu 40 K stabil.