36 Kr كريبتون 83.798
غاز نبيل المستوى الفرعي p الدورة 4 المجموعة 18

كريبتون

Kr · العنصر 36 · غاز نبيل

سُمّي «الخفي»، واستُخدم لتعريف المتر، وكان لفترة وجيزة نقطة ضعف خيالية لبطل خارق.

الحالة عند 20°C غاز
الكتلة الذرية 83.798 u
التوزيع الإلكتروني[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁶

البنية

ذرة كريبتون

ليس مخططًا لنقاط على حلقات — بل عينة مونتِ كارلو من كثافة الاحتمال الفعلية |ψ|² لكل غلاف فرعي مشغول. اسحب للتدوير. يشير الأزرق والبنفسجي إلى الإشارتين المتعاكستين لدالة الموجة، وهذا ما يجعل الترابط ممكنًا.

سحابة المدار

القيم المقاسة

ورقة الخصائص

يوضح كل شريط موضع كريبتون بين جميع العناصر الـ118 بالنسبة إلى تلك الخاصية.

الفيزيائية

الكثافة 0.004 g/cm³ 7%
نقطة الانصهار 115.8 K 6%
نقطة الغليان 119.9 K 7%
الحرارة النوعية 0.248 J/g·K
الموصلية الحرارية 0.00943 W/m·K 3%

الذرية

نصف القطر الذري 116 pm 12%
نصف القطر التساهمي 116 pm
نصف قطر فان دير فالس 202 pm

الإلكترونية

الكهروسلبية 3 96%
طاقة التأين 1350.8 kJ/mol 96%
الألفة الإلكترونية —

الوجود

الوفرة في القشرة 1.00e-4 mg/kg 30%

الهوية

الرمزKr
العدد الذري36
الكتلة الذرية83.798 u
الفئةغاز نبيل
المستوى الفرعيp
البنية البلوريةمكعب متمركز الوجوه
حالات الأكسدة0, +2
سنة الاكتشاف1898
اكتشفهRamsay & Travers

المصادر: الأوزان الذرية القياسية لـ IUPAC لعام 2021 · دليل CRC للكيمياء والفيزياء · NIST. القيم المعلّمة بـ ~ متوقعة وليست مقاسة.

الحجم، وفق المقياس

ما حجم ذرة كريبتون؟

نصف القطر 116 pm — أي 0.116 nm، ولذلك فإن نحو 4.31 مليون ذرة منها متجاورة ستغطي ملليمترًا واحدًا.

المدى الحراري

صلب، سائل، غاز — ومتى

يكون كريبتون سائلًا ضمن مجال 4 K، من 116 K إلى 120 K.

موضعه

موضعه في الجدول

تقع كريبتون في الدورة 4، والمجموعة 18. تشترك جميع العناصر في المجموعة 18 في العدد نفسه من الإلكترونات الخارجية، ولذلك تتصرف بطريقة متشابهة جدًا.

عناصر الغازات النبيلة الأخرى

جميع عناصر الغازات النبيلة

القصة

ماهيّة كريبتون وكيف اكتشفناه

كريبتون هو الغاز النبيل اللامع الذي يضيء عالمنا بضوء أبيض مذهل، وقد ساعد في إعادة تعريف المتر. قد يشارك هذا الغاز عديم اللون والرائحة اسمه مع كوكب موطن سوبرمان، لكن قوته الخارقة الحقيقية هي إنتاج إضاءة شديدة السطوع وموفرة للطاقة. سُمّي نسبةً إلى الكلمة اليونانية "kryptos" التي تعني مخفي، وقد كان الكريبتون جديراً باسمه، إذ ظل مختبئاً أمام الأنظار في غلافنا الجوي لأكثر من قرن. اكتشفه الكيميائيان البريطانيان السير ويليام رامزي وموريس ترافرز عام 1898 في كلية لندن الجامعية، وذلك من خلال التقطير التجزيئي الدقيق للهواء السائل. كانا قد اكتشفا بالفعل آرغون وهيليوم، واشتبهوا في وجود المزيد من الغازات النبيلة. وعندما عثرا على الكريبتون، اندهشا من ضوئه الأبيض اللامع عند إثارتِه كهربائياً، ما دفع رامزي إلى القول إنه ينتج "أجمل ضوء في العالم". ما يجعل الكريبتون رائعاً للغاية هو دوره في العلم الدقيق. فمن عام 1960 إلى عام 1983، عُرّف المتر رسمياً بأنه يساوي تماماً 1,650,763.73 طولاً موجياً من الضوء البرتقالي الأحمر المنبعث من ذرات الكريبتون-86. جعل ذلك الكريبتون أساس نظام القياس الدولي. وعلى الرغم من أن المتر يُعرّف الآن بواسطة سرعة الضوء، فإن الخطوط الطيفية شديدة النقاء للكريبتون جعلته مثالياً لهذا الدور الأساسي. ينتج غاز الكريبتون تأثيرات إضاءة مذهلة. فعندما يمر التيار الكهربائي عبر الكريبتون، ينبعث ضوء أبيض لامع أكثر سطوعاً وبياضاً بكثير من الغازات النبيلة الأخرى. وتستخدم المصابيح اليدوية عالية الجودة، وأضواء مدارج المطارات، ومعدات التصوير الاحترافية مصابيح الكريبتون لأنها تنتج ضوءاً أقرب إلى ضوء الشمس الطبيعي. إليك أمراً مذهلاً: يُنتج الكريبتون داخل المفاعلات النووية عند انشطار اليورانيوم. ويُستخدم الكريبتون-85، وهو نظير مشع، لكشف التسربات في الحاويات المحكمة الإغلاق، وكذلك كغاز متتبّع. بل يستطيع العلماء حتى كشف اختبارات الأسلحة النووية السرية من خلال قياس الكريبتون-85 في الغلاف الجوي.

اكتشاف كريبتون

الغاز المخفي

اكتشف ويليام رامزي وموريس ترافرز الكريبتون عام 1898 من خلال التقطير التجزيئي المنهجي للهواء السائل. وأطلقا عليه اسم كريبتون، المشتق من الكلمة اليونانية "kryptos" التي تعني مخفي، في إشارة إلى صعوبة عزله وكشفه.

الاستخدامات

استخدامات كريبتون

كريبتون: متخصص الإضاءة

تُنتج الخصائص الطيفية الفريدة للكريبتون ضوءاً أبيض لامعاً لتطبيقات التصوير والسيارات والعمارة، بينما يتيح خموله الكيميائي استخدامات علمية وصناعية متخصصة تتطلب بيئات فائقة النقاء.

إضاءة عالية الأداء

تنتج مصابيح القوس الكهربائي بالكريبتون ضوءاً أبيض شديد الكثافة ومتوازن الألوان، وهو ضروري للتصوير الاحترافي وإنتاج الأفلام والتطبيقات العلمية. وتستخدم المصابيح الأمامية للسيارات غاز الكريبتون الحشو لزيادة كفاءة المصباح وإطالة عمره التشغيلي مقارنةً بأنظمة الهالوجين القياسية.

عزل النوافذ

توفر النوافذ المملوءة بالكريبتون عزلاً حرارياً فائقاً بسبب انخفاض الموصلية الحرارية للكريبتون، ما يتيح أنظمة تزجيج فائقة الأداء للمباني الموفرة للطاقة والتطبيقات المتخصصة التي تتطلب الحد الأدنى من انتقال الحرارة.

تقنية الليزر

تتيح ليزرات الإكسيمر بفلوريد الكريبتون (KrF) التي تعمل عند طول موجي يبلغ 248 nm الطباعة الحجرية الضوئية لأشباه الموصلات المستخدمة في تصنيع المعالجات الدقيقة المتقدمة، وإنشاء سمات دوائر أصغر من 100 نانومتر، وهي ضرورية للإلكترونيات الحديثة.

كريبتون: تميز متخصص

  • الإضاءة الاحترافية
    • إضاءة التصوير واستوديوهات الأفلام
    • المصابيح الأمامية عالية الأداء للسيارات
    • إضاءة مدارج المطارات والملاحة
    • الإضاءة المعمارية وإضاءة شاشات العرض
  • كفاءة الطاقة
    • عزل النوافذ عالي الأداء
    • تزجيج المباني الموفّر للطاقة
    • تطبيقات الحواجز الحرارية المتخصصة
    • أنظمة العزل بالتبريد العميق
  • التطبيقات العلمية
    • ليزرات تصنيع أشباه الموصلات
    • أنظمة ليزر الأبحاث
    • غاز حامل في كروماتوغرافيا الغاز
    • غاز حشو لكاشفات الجسيمات

مصدره

الوجود الطبيعي

1.00e-4 mg/kg من القشرة الأرضية · أوفر من 30% من العناصر

كريبتون: ندرة جوية

يوجد الكريبتون أساساً في الغلاف الجوي للأرض بتركيز يبلغ 1.14 جزءاً في المليون، ويتكوّن من خلال التحلل المشع للنظائر البدائية وتفاعلات الأشعة الكونية. ويتطلب استخراج الكريبتون تجارياً معالجة ملايين الأمتار المكعبة من الهواء بواسطة التقطير بالتبريد العميق.

التعامل

السلامة

سلامة كريبتون: خامل لكنه يسبب الاختناق

يمثل كريبتون أخطاراً كيميائية ضئيلة بسبب خصائصه كغاز نبيل، لكنه قد يسبب الاختناق في الأماكن المحصورة من خلال إزاحة الأكسجين. وتمنع التهوية المناسبة ومراقبة الأكسجين مخاطر الاختناق.

تدابير السلامة

تمنع مراقبة الأكسجين والتهوية الكافية مخاطر الاختناق عند استخدام كريبتون في الأماكن المغلقة. وتنطبق إجراءات مناولة الغازات الخاملة القياسية على التخزين والنقل.

إجابات سريعة

أسئلة شائعة عن كريبتون

ما هو كريبتون؟

كريبتون (رمزه Kr) هو العنصر 36 في الجدول الدوري، وينتمي إلى غاز نبيل في الدورة 4 والمجموعة 18. سُمّي «الخفي»، واستُخدم لتعريف المتر، وكان لفترة وجيزة نقطة ضعف خيالية لبطل خارق. في درجة حرارة الغرفة، يكون غازاً.

ما التوزيع الإلكتروني لـ كريبتون؟

التوزيع الإلكتروني للحالة الأرضية لـكريبتون هو [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁶، ويشغل 4 مستويات من مستويات الطاقة بتوزيع 2, 8, 18, 8. يحتوي غلافه الخارجي على 8 إلكتروناتٍ، وهذا ما يحدد سلوكه في الترابط.

ما نقطتا انصهار وغليان كريبتون؟

ينصهر كريبتون عند 115.8 K (-157.4 °C) ويغلي عند 119.9 K (-153.2 °C).

ما الكتلة الذرية لـ كريبتون؟

تبلغ الكتلة الذرية القياسية لـ كريبتون ‏83.798 u. وهذا متوسط موزون لنظائره الموجودة طبيعياً، ولذلك نادراً ما يكون عدداً صحيحاً.

ما كثافة كريبتون؟

كريبتون غاز في درجة حرارة الغرفة؛ وتبلغ كثافته نحو 3.733 g/L عند 0 °C وضغط 1 atm — وهو أثقل من الهواء تقريباً.

ما الكهروسلبية لـ كريبتون؟

تبلغ كهروسلبية كريبتون وفق مقياس باولنغ 3. ويتراوح المقياس من 0.70 (الفرانسيوم، الأقل ميلاً إلى جذب الإلكترونات) إلى 3.98 (الفلور، الأكثر ميلاً). تعني قيمة كهذه الارتفاع أنه يميل إلى جذب الإلكترونات بعيدًا عن كل ما يرتبط به تقريبًا.

من اكتشف كريبتون ومتى؟

اكتُشف كريبتون في 1898 على يد Ramsay & Travers. سُمّي على اسم kryptos باليونانية، وتعني «مخفي».

ما مدى وفرة كريبتون على الأرض؟

يشكّل كريبتون حوالي 1.00e-4 mg/kg من قشرة الأرض — وهو نادر فعلًا، ولذلك فهو باهظ الثمن.