Krypton

Eigenschaften
[Ar] 3d10 4s24p6 36 Kr Periodensystem
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl	Krypton, Kr, 36
Serie	Edelgase
Gruppe, Periode, Block	18, 4, p
Aussehen	farblos
CAS-Nummer	7439-90-9
ATC-Code	V09EX01 (81mKr)
Atomar
Atommasse	83,798 u
Atomradius (berechnet)	(88) pm
Kovalenter Radius	110 pm
Van-der-Waals-Radius	202 pm
Elektronenkonfiguration	[Ar] 3d10 4s24p6
Elektronen pro Energieniveau	2, 8, 18, 8
1. Ionisierungsenergie	1350,8 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie	2350,4 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie	3565 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie	5070 kJ/mol
5. Ionisierungsenergie	6240 kJ/mol
6. Ionisierungsenergie	7570 kJ/mol
7. Ionisierungsenergie	10710 kJ/mol
8. Ionisierungsenergie	12138 kJ/mol
Physikalisch
Aggregatzustand	gasförmig
Kristallstruktur	kubisch flächenzentriert
Dichte	3,749 kg · m−3 bei 273 K
Mohshärte	-
Magnetismus	diamagnetisch
Schmelzpunkt	115,79 K (−157,36 °C)
Siedepunkt	119,93 K (−153,22 °C)
Molares Volumen	22,35 · 10−3 m3/mol
Verdampfungswärme	9,029 kJ/mol
Schmelzwärme	1,638 kJ/mol
Schallgeschwindigkeit	212 m/s
Spezifische Wärmekapazität	248 J/(kg · K)
Wärmeleitfähigkeit	0,00949 W/(m · K)
Chemisch
Oxidationszustände	0
Oxide (Basizität)	- (-)
Normalpotential
Elektronegativität	3,00 [1][2] (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP 76Kr {syn.} 14,8 h ε 1,311 76Br 77Kr {syn.} 74,4 min ε 3,064 77Br 78Kr 0,35 % 2,0 · 1021 a ε ε 2,868 78Se 79Kr {syn.} 35,04 h ε 1,626 79Br 80Kr 2,25 % Stabil 81Kr {syn.} 229.000 a ε 0,281 81Br 82Kr 11,6 % Stabil 83Kr 11,5 % Stabil 84Kr 57,0 % Stabil 85Kr {syn.} 10,756 a β− 0,687 85Rb 86Kr 17,3 % Stabil 87Kr {syn.} 73,6 min β− 3,887 87Rb 88Kr {syn.} 2,84 h β− 2,914 88Rb
NMR-Eigenschaften
Spin γ in rad·T−1·s−1 E fL bei B = 4,7 T in MHz 83Kr −9/2 1,029 · 107 0,00188 7,7
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung [3] keine Gefahrensymbole R- und S-Sätze R: keine R-Sätze S: keine S-Sätze
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Krypton (von altgriech. κρυπτός kryptós „verborgen“) ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Kr und der Ordnungszahl 36. Das farblose und ungiftige Edelgas kommt in geringer Konzentration (etwa 1:1.000.000) in der Luft vor.

Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Vorkommen 3 Gewinnung und Darstellung 4 Eigenschaften 5 Isotope 6 Anwendungen 7 Verbindungen 8 Einzelnachweise 9 Literatur 10 Weblinks

Geschichte

Krypton (griechisch krypton für versteckt) wurde am 30. Mai 1898 von William Ramsay und Morris William Travers im „Rückstand“ verdampfter Luft entdeckt.

Von 1960 bis 1983 diente die 1.650.763,73-fache Wellenlänge der orange-roten Spektrallinie des Isotops Krypton-86 als Definition der Längeneinheit Meter. Grund war, dass Krypton-86 recht einfach in hinreichend reiner Form aus Luft gewonnen werden konnte.

Vorkommen

Krypton ist Bestandteil der Lufthülle. Wegen der geringen Konzentration von ca. 1,1 ml/m³ ist die Gewinnung von reinem Krypton sehr aufwendig und langwierig. Krypton ist mit 0,1 ppb in der kontinentalen Erdkruste vertreten^[4]. Es steht hinter Rhenium und vor Xenon an der 82 Stelle der Elementhäufigkeit und ist somit das zweit seltenste nicht radioaktive Element.

Gewinnung und Darstellung

Die Gewinnung erfolgt aus der höhersiedenden Sauerstofffraktion beim Linde-Verfahren.

Eigenschaften

Krypton ist im gasförmigen und flüssigen Zustand farblos, im festen Zustand weiß und kristallin. In Wasser ist es etwas löslich. In Gasentladungsröhren leuchtet Krypton je nach dem innerem Gasdruck in unterschiedlichen Farben: violett, blau, hellblau, gelbgrün.

Als Edelgas mit einer vollständig aufgefüllten Valenzschale ist es chemisch sehr träge. Mit dem stark elektronegativen Fluor konnte ein instabiles Kryptondifluorid KrF₂ gebildet werden, welches das stärkste bisher bekannte Oxidationsmittel ist.

Der kritische Punkt stellt sich ein bei:

• Temperatur: −63,75 °C (=209,4 K)
• Druck: 55,0 bar
• Dichte: 0,908 g/cm^{3 [5]}.

Isotope

Von Krypton sind 25 Isotope und 4 Kernisomere mit Massezahlen von 71 bis 95 bekannt. Fünf der Kryptonisotope sind stabil. Das radioaktive Isotop ⁷⁸Kr hat mit 2,0·10²¹ (2 Trilliarden) Jahren durch doppelten Elektroneneinfang eine so lange Halbwertszeit, dass es einen kleinen Anteil des natürlich vorkommenden Kryptons ausmacht, ohne dass dieses dadurch nennenswert radioaktiv würde. Außerdem kommt ⁸¹Kr mit 229.000 Jahren Halbwertszeit in Spuren in der Erdatmosphäre vor. Daneben hat noch ⁸⁵Kr mit 10,756 Jahren eine relativ lange Halbwertszeit. Da es in Kernreaktoren als Spaltprodukt entsteht, gelangt es bei der Wiederaufarbeitung von Kernbrennstäben in die Atmosphäre. Die restlichen Isotope und Kernisomere haben Halbwertszeiten zwischen 64 ms und 35,04 Stunden.

Anwendungen

In der Technik wird es überwiegend zum Füllen von Glühlampen genutzt:

• Glühlampen (Kryptonlampen)
• Halogenlampen (in denen es grün-violett leuchtet)
• Niederdruck-Quecksilberdampflampen
• Fotoblitzbirnen

Weitere Anwendungen:

• Chemische Laser mit Kryptonfluorid (KrF)
• Krypton-Ionen-Laser
• Oxidationsmittel Kryptondifluorid (KrF₂)
• Krypton wird bei Isoliergläsern anstelle von Argon im Scheibenzwischenraum [SZR] eingesetzt, weil es ein schlechter Wärmeleiter ist. Krypton hat bei 6–8 mm SZR den besten Ug-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient, früher k-Wert) und liegt verglichen mit ca. 14 mm Argon um ca. 0,1 W/(m²K) niedriger.
• Füllung für Geiger-Müller-Zählrohre und Szintillationszähler
• als ^81mKryptongas in der Nuklearmedizin als Nuklid für die Lungenszintigrafie

Verbindungen

Aufgrund der äußerst hohen Ionisierungsenergie sind Kryptonverbindungen nur durch kräftige Energiezufuhr, etwa durch elektrische Entladungen, mit dem reaktiven Fluor herzustellen und auch nur bei tiefen Temperaturen stabil. Die wichtigste Kryptonverbindung ist das Kryptondifluorid (KrF₂), ein extrem starkes Oxidations- und Fluorierungsmittel, das bei Temperaturen unter −80 °C stabil ist. Bei Reaktionen von KrF₂ mit oxidierbaren Stoffen zerfällt die Substanz in das Kryptonfluorid-Kation KrF⁺, das stärkste zurzeit bekannte Oxidationsmittel und das Fluorid-Anion (F⁻). 2003 gelang einem Team unter Leitung von Leonid Khriachtchev von der Universität Helsinki die Darstellung der organischen Kryptonverbindung HKrCCH, einer Wasserstoff-Krypton-Acetylen-Verbindung.^[6][7]

Weitere bekannte Verbindungen:

• Kryptonbis(pentafluororthotellurat) Kr(OTeF₅)₂
• Klathrate, etwa mit Hydrochinon oder Wasser

Einzelnachweise

1. ↑ L. C. Allen, J. E. Huheey: The definition of electronegativity and the chemistry of the noble gases. In: Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. 42, 1980, S. 1523-1524 (doi:10.1016/0022-1902(80)80132-1). 
2. ↑ T. L. Meek: Electronegativities of the Noble Gases. In: Journal of chemical education. 72, Nr. 1, 1995, S. 17-18. 
3. ↑ Eintrag zu Neon in der GESTIS-Stoffdatenbank des BGIA, abgerufen am 27.4.2008 (JavaScript erforderlich)
4. ↑ David R. Lide (ed.): CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85. Auflage, CRC Press, Boca Raton, Florida, 2005. Section 14, Geophysics, Astronomy, and Acoustics; Abundance of Elements in the Earth's Crust and in the Sea.
5. ↑ Römpps Chemielexikon achte Auflage 1988
6. ↑ Thorsten Krome: Kryptische Chemie Edelgas Krypton geht eine organische Verbindung ein. In: Spektrumdirekt, Ausgabe 11. Juni 2003
7. ↑ Journal of the American Chemical Society 125: 6876–6877 (2003)

Literatur

• V. A. Rabinovich: Thermophysical properties of neon, argon, krypton, and xenon. In: Theodore B. Selover: English-language edition ed. Washington [u.a.] Hemisphere Publ. Corp. [u.a.], 1988. – XVIII (National standard reference data service of the USSR; 10)

Weblinks

• Los Alamos National Laboratory – Krypton
• WebElements.com – Krypton
• Bild in der Sammlung von Heinrich Pniok (siehe auch bei den anderen Elementen)
• EnvironmentalChemistry.com – Krypton