氪是什么?
氪(符号Kr)是元素周期表中的第36号元素,属于4周期18族的稀有气体。 因“隐藏”而得名,曾用于定义米,也曾短暂地成为超级英雄虚构的弱点。 在室温下为气态。
结构
这不是环上点阵图,而是对每个已占据亚层的实际概率密度|ψ|²进行蒙特卡洛采样。拖动即可旋转。蓝色和紫色表示波函数的相反符号,这正是成键成为可能的原因。
测量值
每个条形图显示氪在全部118种元素中该属性所处的位置。
来源:IUPAC 2021标准原子量、CRC《化学与物理手册》、NIST。标有~的数值为预测值,而非测量值。
尺寸,按比例显示
半径116 pm——即0.116 nm,因此大约4.31百万个这样的原子并排起来才有一毫米长。
温度范围
氪在4 K的范围内呈液态,温度从116 K到120 K。
背后的故事
氪是一种绚丽的稀有气体,以耀眼的白光照亮我们的世界,并帮助重新定义了米!这种无色、无味的气态物质虽然与 Superman 的家乡行星同名,但它真正的超能力是产生极其明亮且节能的照明。它的名称源自希腊语“kryptos”,意为隐藏;氪也确实名副其实,在我们的大气中隐藏了一个多世纪才被发现。 1898年,英国化学家 William Ramsay 爵士和 Morris Travers 在伦敦大学学院发现了氪。他们通过繁琐的液态空气分馏过程找到了这种元素。当时,他们已经发现了氩和氦,并怀疑还存在更多稀有气体。发现氪后,他们惊讶地看到通电时产生的绚丽白光,这让 Ramsay 感叹它产生了“世界上最美丽的光”。 氪最令人着迷的地方在于它在精密科学中的作用。1960年至1983年间,米的官方定义是氪-86原子发出的橙红色光的1,650,763.73个波长,且数值恰好如此!这使氪成为国际测量体系的基础。尽管现在米是通过光速定义的,但氪极其纯净的光谱线使它非常适合承担这一重要角色。 氪气能产生令人惊叹的照明效果。当电流通过氪气时,它会发出绚丽的白光,比其他稀有气体产生的光明亮、洁白得多。高端手电筒、机场跑道灯和专业摄影设备都使用氪灯,因为它们产生的光最接近自然阳光。 还有一件令人难以置信的事:铀裂变时,氪会在核反应堆内部生成。氪-85是一种放射性同位素,可用于检测密封容器的泄漏,也可用作示踪气体。科学家甚至可以通过测量大气中的氪-85来发现秘密进行的核武器试验!
William Ramsay 和 Morris Travers于1898年通过对液态空气进行系统的分馏发现了氪。他们以希腊语“kryptos”命名氪,意为隐藏,反映了这种元素分离和检测的困难。
用途
氪独特的光谱性质可为摄影、汽车和建筑应用创造绚丽的白光,而其化学惰性则使其能够满足超纯环境所需的专业科学和工业用途。
氪弧灯能产生强烈且色彩平衡的白光,是专业摄影、电影制作和科学应用不可或缺的光源。与标准卤素系统相比,汽车前灯使用氪填充气体可以提高灯泡效率并延长使用寿命。
氪填充窗凭借氪较低的热导率提供出色的隔热性能,可用于节能建筑的超高性能玻璃系统,以及需要最大限度减少热传递的专业应用。
工作波长为248 nm的氟化氪(KrF)准分子激光器可用于先进微处理器制造中的半导体光刻,形成小于100纳米的电路特征,这是现代电子产品的关键技术。
来源
地壳中含量为1.00e-4 mg/kg · 比30%的元素更丰富
氪主要存在于地球大气中,含量为1.14 ppm,由原始同位素的放射性衰变和宇宙射线相互作用形成。商业化提取氪需要通过低温蒸馏处理数百万立方米的空气。
处理
由于氪具有稀有气体的性质,其化学危害极小,但在密闭空间中会置换氧气,从而导致窒息。适当通风和氧气监测可以防止窒息风险。
在密闭空间使用氪时,氧气监测和充分通风可以防止窒息危害。储存和运输时应遵循标准惰性气体操作规程。
快速解答
氪(符号Kr)是元素周期表中的第36号元素,属于4周期18族的稀有气体。 因“隐藏”而得名,曾用于定义米,也曾短暂地成为超级英雄虚构的弱点。 在室温下为气态。
[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁶,共有4个已占据的电子层,电子分布为2, 8, 18, 8。 它的最外层有8个电子,这决定了它的成键行为。氪在115.8 K(-157.4 °C)熔化,在119.9 K(-153.2 °C)沸腾。
氪的标准原子量为83.798 u。这是其自然存在的同位素的加权平均值,因此通常不是整数。
氪在室温下为气态;在0 °C和1 atm下,其密度约为3.733 g/L,大致比空气重。
氪的鲍林电负性为3。该标度范围为0.70(钫,吸引电子能力最弱)至3.98(氟,吸引电子能力最强)。 如此高的数值意味着,它倾向于从几乎所有与之成键的物质中吸引电子。
氪由Ramsay & Travers于1898年发现。 它以希腊语 kryptos,“隐藏的”命名。
氪约占地壳的1.00e-4 mg/kg——确实很稀有,因此价格昂贵。