Krypton

Krypton - das Verborgene, so die griechische Wortbedeutung - ist ein farbloses und geruchloses chemisches Element mit dem Elementsymbol Kr und der Ordnungszahl 36.

Krypton ist eines der sechs Edelgase, die auf Grund ihrer voll besetzten Atomorbitale (Edelgas-Konfiguration) dafür bekannt sind, chemisch sehr reaktionsträge (inert) zu sein und daher nur schwer chemische Verbindungen mit anderen Elementen zu bilden.

Ähnlich wie Argon wird Krypton in energieeffizienten Fenstern als Isolier-Gas verwendet - wegen seiner überlegenen thermischen Effizienz in letzter Zeit bevorzugt. Es wird geschätzt, dass 30% der in Deutschland und England verkauften energieeffizienten Fenster mit Krypton gefüllt sind. Hierfür werden etwa 1,8 Liter Krypton-Gas pro Fenster verbraucht. Krypton findet sich auch in Kraftstoffquellen, Lasern und in Glühlampen von Scheinwerfern. In Lasern dient Krypton zur Regulierung der gewünschten optischen Wellenlänge. Halogenversiegelte Scheinwerfer mit Krypton erzeugen eine bis zu doppelt so hohe Lichtleistung wie herkömmliche Scheinwerfer. Darüber hinaus wird Krypton für Hochleistungsglühlampen verwendet, die höhere Farbtemperaturen und eine höhere Effizienz aufweisen, da das Krypton die Verdampfungsrate des Filaments (Fadenwerk) verringert.

Die extremen Oxidationsfähigkeiten von Krypton-Verbindungen wie Kryptondifluorid (KrF₂ und KrF⁺ wurden für die Synthese von ansonsten nur schwer produzierbaren, hochvalenten Verbindungen mit Silber(III)-, Nickel(IV)- und Gold (V)-Ionen sowie exotischen Spezies wie Tc^VIIOF₅, Os^VIIIO₂F₄, Cl^VIIF₆⁺ oder Br^VIIF₆⁺ eingesetzt. Diese Anwendungen zeigen beispielhaft, dass die Beschäftigung mit ursprünglich für nicht existent gehaltenen Verbindungen wie Kryptondiflorid nicht nur ein rein akademisches Interesse an chemischen Wunderdingen befriedigt, sondern zu praktisch brauchbaren Anwendungen und Verfahren führt.

 

Übersicht: Allgemeine Daten zum Krypton

 

Das Kr-Atom - und damit das chemische Element Krypton - ist eindeutig durch die 36 positiv geladenen Protonen im Atomkern definiert. Für den elektrischen Ausgleich im ungeladenen Krypton-Atom sorgt die gleiche Anzahl an Elektronen.

Für Unterschiede bei den Atomkernen sorgen die Kernbausteine der Neutronen. Diese Atomsorten werden unter dem Begriff Krypton-Isotope bzw. Krypton-Nuklide zusammengefasst (Isotopen-Daten: siehe dort).

 

Elektronenkonfiguration

Symbol

OZ

Kurzform

1s

2s

2p

3s

3p

3d

4s

4p

4d

4f

Kr

36

[Ar] 3d10 4s2 4p6

2

2

6

2

6

10

2

6

 

Ionisierungsenergien

Die folgende Tabelle listet die Bindungsenergien bzw. die Ionisierungsenergien IE auf, also die erforderliche Energie in Elektronenvolt (eV), um ein bestimmtes Elektron von einem Krypton-Atom zu trennen.

1. IE:	13,999605 eV	2. IE:	24,35984 eV	3. IE:	36,950 eV	4. IE:	52,49 eV	5. IE:	64,69 eV	6. IE:	78,49 eV
7. IE:	111,0 eV	8. IE:	125,802 eV	9. IE:	231,5 eV	10. IE:	268,2 eV	11. IE:	308,2 eV	12. IE:	350,1 eV
13. IE:	390,9 eV	14. IE:	446,6 eV	15. IE:	491,8 eV	16. IE:	540,7 eV	17. IE:	591,5 eV	18. IE:	640,9 eV
19. IE:	785,3 eV	20. IE:	831,6 eV	21. IE:	882,8 eV	22. IE:	945,4 eV	23. IE:	999,0 eV	24. IE:	1042 eV
25. IE:	1155,0 eV	26. IE:	1205,23 eV	27. IE:	2928,9 eV	28. IE:	3072 eV	29. IE:	3228 eV	30. IE:	3381 eV
31. IE:	3584 eV	32. IE:	3752 eV	33. IE:	3971 eV	34. IE:	4108,54 eV	35. IE:	17296,56 eV	36. IE:	17936,208 eV

 

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Krypton-Elektronen in den jeweiligen Orbitalen auf. Die Werte sind in Elektronenvolt (eV) angegeben.

K	LI	LII	LIII
1s	2s	2p1/2	2p3/2
14326	1921	1730,9	1678,4

 

MI	MII	MIII	MIV	MV
3s	3p1/2	3p3/2	3d3/2	3d5/2
292,8	222,2	214,4	95,0	93,8

 

NI	NII	NIII	NIV	NV	NVI	NVII
4s	4p1/2	4p3/2	4d3/2	4d5/2	4f5/2	4f7/2
27,5	14,1	14,1

 

Weitere Daten

 

Spektrallinien des Kryptons

Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Emissionsspektrum des Krypton mit den charakteristischen Spektrallinien im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 nm. Krypton zeichnet sich durch mehrere scharfe Emissionslinien (Spektralsignaturen ) aus, wobei die stärksten grün und gelb sind.

 

 

Die Chemie des Kryptons ist nach wie vor recht überschaulich und beschränkt sich im Kern auf die Oxidationszustände Null sowie auf +II, namentlich auf Kryptondifluorid, das zudem noch thermodynamisch recht instabil ist und entsprechende Reaktionen bei tiefen Temperaturen durchgeführt werden müssen. KrF₂ reagiert zusätzlich mit starken Lewis-Säuren zu Salzen, die die Kationen KrF⁺ und Kr₂F⁺ enthalten.

Ansonsten wurde einige instabile Krypton-Verbindungen untersucht, bei denen das Kr-Atom mit anderen Bindungspartner als Fluor chemische Bindungen eingeht. Beispiele: Kryptondifluorid reagiert mit Borteflat B(OTeF₅)₃ zum instabilen, hydrolyseempfindlichen Kryptonteflat Kr(OTeF₅)₂, bei der das Kryton-Atom an Sauerstoff gebunden ist. Eine Krypton-Stickstoff-Bindung liegt im Kation [HC≡N-Kr-F]⁺ vor, das durch die Reaktion von KrF₂ mit [HC≡NH]⁺[AsF₆]^- bei Temperaturen unterhalb von - 50 °C erzeugt wird.

Ein Bericht von 1963 über die Synthese von Kryptontetrafluorid konnte nicht bestätigt werden.

 

Chemische Daten

 

Die nachfolgende Tabelle führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinen Kryptons auf.

 

 

Die Erde hat mit Ausnahme von Helium alle Edelgase zurückgehalten, die bei ihrer Entstehung vorhanden waren. Die Konzentration von Krypton in der Atmosphäre beträgt etwa 1 ppm (1,14 ppm in trockener Luft); es zählt damit zu den seltensten Elementen. Krypton kann durch fraktionierte Destillation flüssiger Luft gewonnen werden. Die Menge an Krypton im Weltraum ist unsicher, da die Messdaten auf meteorischer Aktivität und Sonnenwind basieren. Die ersten Messungen deuten auf eine weite Verbreitung des Edelgases im Weltall hin.

 

(Allgemeine Hinweise ohne Gewähr auf Richtigkeit und Vollständigkeit)

H280 - Enthält Gas unter Druck; kann bei Erwärmung explodieren.
P403 - An einem gut belüfteten Ort aufbewahren.

 

[1] - John F. Lehmann, Helene P. A. Mercier, Gary J. Schrobilgen:
The chemistry of krypton.
In: Coordination Chemistry Reviews, 2002, DOI 10.1016/S0010-8545(02)00202-3.

[2] - Aoki Nobuyuki, Makide Yoshihiro:
The Concentration of Krypton in the Atmosphere - Its Revision after Half a Century.
In: Chemistry Letters, 2005, DOI 10.1246/cl.2005.1396.

[3] - Matic Lozinsek, Gary J. Schrobilgen:
The world of krypton revisited.
In: Nature Chemistry, 2016, DOI 10.1038/nchem.2538.

 

Nachfolgend sind einige externe Informationsangebote zum Edelgas Krypton und der Krypton-Chemie anderer Anbieter aufgelistet, für deren Inhalte die jeweiligen Seitenbetreiber verantwortlich sind.

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Gruppenelemente - Informationen

 

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Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 12.02.2019.

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