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Krypton

élément chimique de numéro atomique 36 et de symbole Kr ; gaz rare
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Cet article concerne l'élément chimique. Pour les autres significations, voir Krypton (homonymie).

Le krypton est l'élément chimique de numéro atomique 36, de symbole Kr. C'est un gaz noble, inodore et incolore, découvert par William Ramsay et Morris Travers le [6] en réalisant une distillation de l'air liquide. Étymologiquement, le nom de « krypton » dérive du grec ancien κρυπτός (kryptos) signifiant « caché. »

Krypton
Image illustrative de l’article Krypton
Lampe à décharge contenant du krypton.
Brome ← Krypton → Rubidium
Ar
  Structure cristalline cubique à faces centrée
 
36		 Kr
  
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
                                           
↑
Kr
↓
Xe
Tableau complet • Tableau étendu
Position dans le tableau périodique
Symbole Kr
Nom Krypton
Numéro atomique 36
Groupe 18
Période 4e période
Bloc Bloc p
Famille d'éléments Gaz noble
Configuration électronique [Ar] 4s2 3d10 4p6
Électrons par niveau d’énergie 2, 8, 18, 8
Propriétés atomiques de l'élément
Masse atomique 83,798 ± 0,002 u[1]
Rayon atomique (calc) (88 pm)
Rayon de covalence 116 ± 4 pm[2]
Rayon de van der Waals 202 pm
État d’oxydation 0
Électronégativité (Pauling) 3,00
Oxyde inconnu
Énergies d’ionisation[1]
1re : 13,999 61 eV 2e : 24,359 84 eV
3e : 36,950 eV 4e : 52,5 eV
5e : 64,7 eV 6e : 78,5 eV
7e : 111,0 eV 8e : 125,802 eV
9e : 230,85 eV 10e : 268,2 eV
11e : 308 eV 12e : 350 eV
13e : 391 eV 14e : 447 eV
15e : 492 eV 16e : 541 eV
17e : 592 eV 18e : 641 eV
19e : 786 eV 20e : 833 eV
21e : 884 eV 22e : 937 eV
23e : 998 eV 24e : 1 051 eV
25e : 1 151 eV 26e : 1 205,3 eV
27e : 2 928 eV 28e : 3 070 eV
29e : 3 227 eV 30e : 3 381 eV
Isotopes les plus stables
Iso AN Période MD Ed PD
MeV
[n 1] 78Kr0,35 %stable avec 42 neutrons
79Kr{syn.}1,46 jε
β+		?
0,604		79Br
80Kr2,25 %stable avec 44 neutrons
81Kr{syn.}
trace		229 000 aε0,28181Br
82Kr11,6 %stable avec 46 neutrons
83Kr11,5 %stable avec 47 neutrons
84Kr57 %stable avec 48 neutrons
85Kr{syn.}10,7 aβ-0,68785Rb
[n 2] 86Kr17,3 %stable avec 50 neutrons
Propriétés physiques du corps simple
État ordinaire Gaz (non magnétique)
Masse volumique 3,733 g·L-1 (0 °C)[1]
Système cristallin Cubique à faces centrées
Couleur incolore
Point de fusion −157,36 °C[1]
Point d’ébullition −153,34 ± 0,10 °C[1]
Énergie de fusion 1,638 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation 9,08 kJ·mol-1 (1 atm, −153,34 °C)[1]
Température critique −63,67 °C[1]
Volume molaire 22,414×10-3 m3·mol-1
Vitesse du son 1 120 m·s-1 à 20 °C
Chaleur massique 248 J·kg-1·K-1
Conductivité thermique 9,49×10-3 W·m-1·K-1
Divers
No CAS 7439-90-9[3]
No ECHA 100.028.271
No CE 231-098-5
Précautions
SGH[4]
SGH04 : Gaz sous pression
Attention
H280 et P410+P403
SIMDUT[5]
A : Gaz comprimé
A,
Transport[4]
-
   1056   
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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L'une de ses propriétés physiques, la longueur d'onde de la raie spectrale orange de l'isotope 86Kr, a servi à définir le mètre de 1960 jusqu'en 1983 comme valant 1 650 763,73 fois cette longueur d'onde dans le vide[7].

Isotopes

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Article détaillé : Isotopes du krypton.

Le krypton possède 33 isotopes connus, de nombre de masse variant de 69 à 101[8] et trois isomères nucléaires. Le krypton naturel est constitué de cinq isotopes stables, 80Kr, 82Kr, 83Kr, 84Kr et 86Kr et un isotope quasi stable, 78Kr mais on soupçonne un d'entre eux, 86Kr, d'être légèrement radioactif (avec une demi-vie très supérieure à l'âge de l'univers). On attribue au krypton une masse atomique standard de 83,798(2) u.

Outre ces isotopes, le krypton possède 27 radioisotopes. 81Kr est le radioisotope à la demi-vie la plus longue (229 000 années), suivi de 85Kr (10,7 ans), de 79Kr (35 h) et 76Kr (14,8 h). Tous les autres isotopes ont une demi-vie inférieure à 5 heures, et la plupart d'entre eux inférieure à une minute.

Chimie du krypton

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Configuration électronique du krypton : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6, que l'on peut aussi écrire 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6.

Le krypton est le plus léger des gaz nobles pour lesquels on a pu isoler au moins un composé covalent, en l'occurrence le difluorure de krypton KrF2, synthétisé pour la première fois en 1963 dans la foulée des travaux sur le xénon.

D'autres composés, dans lesquels un atome de krypton est lié à un atome d'azote pour les uns et à un atome d'oxygène pour les autres, ont également été publiés, mais ils ne sont stables qu'en dessous de −60 °C pour les premiers et −90 °C pour les seconds. Certains résultats font ainsi état de la synthèse de divers oxydes et fluorures de krypton, ainsi que d'un sel d'oxoacide de krypton (à l'instar de la chimie du xénon). Des études sur les ions moléculaires ArKr+ et KrH+ ont eu lieu, et les espèces KrXe et KrXe+ ont été observées.

Les équipes de l'Université d'Helsinki, à l'origine de la détection du fluorohydrure d'argon HArF, auraient également détecté du cyanohydrure de krypton HKrC≡N ainsi que de l'hydrokryptoacétylène HKrC≡CH, qui se dissocieraient dès 40 K.

D'une manière générale, il faut recourir à des conditions extrêmes (matrice cryogénique ou jet gazeux supersonique) pour observer des molécules neutres dans lesquelles un atome de krypton est lié à un non-métal comme l'hydrogène, le carbone ou le chlore, voire à un métal de transition tel que le cuivre, l'argent ou l'or.

Utilisation

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Du fait de son prix élevé, le krypton est assez peu utilisé. L'utilisation de l'argon lui est souvent préférée, en particulier pour certaines soudures, car l'argon est un gaz inerte nettement moins cher.

  • Comme gaz de remplissage dans les lampes à incandescence.
  • Applications électriques : les lampes au krypton produisent une lumière de haute intensité avec une longue durée de vie.
  • Double vitrage : le krypton est utilisé avec l’argon en remplissage pour augmenter l'isolation thermique et acoustique.
  • Laser : le krypton est utilisé dans certains lasers à excimère, tel que le laser KrF donnant une radiation ultraviolette (248 nm).
  • En médecine, le krypton 81 métastable est utilisé pour effectuer des scintigraphies pulmonaires de ventilation. Il est utilisé comme un aérosol.
  • Plus précis que l'azote, il est utilisé en physisorption de gaz pour mesurer la surface spécifique de solide lorsque celle-ci est faible (<10 m2/g).
     
    Tube « néon » fonctionnant au krypton.

Précautions

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Le krypton est considéré comme un gaz asphyxiant non toxique[9]. L’inhalation d’un gaz contenant 50 % de krypton (en volume) et 50 % d’air pourrait causer une narcose. Néanmoins, ce mélange ne contenant que 10 % d’oxygène, la préoccupation principale serait plutôt le risque d’hypoxie.

Notes et références

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Notes

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  1. ↑ Soupçonné de se désintégrer par double désintégration β+ en 78Se avec une demi-vie supérieure à 1,1×1020 ans.
  2. ↑ Soupçonné de se désintégrer par double désintégration β- en 86Sr.

Références

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  1. ↑ a b c d e f et g (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, , 90e éd., 2804 p., Relié (ISBN 978-1-420-09084-0)
  2. ↑ (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, « Covalent radii revisited », Dalton Transactions,‎ , p. 2832 - 2838 (DOI 10.1039/b801115j)
  3. ↑ Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
  4. ↑ a et b Fiche Sigma-Aldrich du composé Krypton ≥99.998%, consultée le 17 août 2018.
  5. ↑ « Krypton » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
  6. ↑ (de) Leopold Gmelin, Noble gases: helium, neon, argon, krypton, xenon, radon. Main volume, Verlag Chemie, , p. 4.
  7. ↑ William B. Penzes, « Time Line for the Definition of the Meter », National Institute of Standards and Technology, (consulté le )
  8. ↑ Brookhaven National Laboratory: Meet krypton's newest isotope, 101Kr, discover info about krypton's newest isotope, 101Kr, discovered in late 2011.
  9. ↑ (en) Properties of Krypton

Voir aussi

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Articles connexes

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Liens externes

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8  119 120 *    
  * 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142  


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