Kripton

Il kripton o kripto o cripto (dal greco κρυπτόν, kryptón, «nascosto») è l'elemento chimico di numero atomico 36 e il suo simbolo è Kr. Appartiene al gruppo dei gas nobili, è incolore ed è presente in tracce nell'atmosfera, dalla quale viene isolato per distillazione frazionata dell'aria liquida. Viene usato con altri gas inerti nelle lampade a fluorescenza.

Kripton
36 Kr                                                                                                                                                                                                                                               bromo ← kripton → rubidio
Aspetto
Aspetto dell'elemento incolore, emissioni biancastre
Linea spettrale Linea spettrale dell'elemento
Generalità
Nome, simbolo, numero atomico	kripton, Kr, 36
Serie	gas nobili
Gruppo, periodo, blocco	18 (VIIIA), 4, p
Densità	3,708 kg/m³
Configurazione elettronica	Configurazione elettronica
Termine spettroscopico	1S0
Proprietà atomiche
Peso atomico	83,798 u
Raggio covalente	110 pm
Raggio di van der Waals	202 pm
Configurazione elettronica	[Ar]4s2 3d10 4p6
e− per livello energetico	2, 8, 18, 8
Stati di ossidazione	0, 2
Struttura cristallina	cubica a facce centrate
Proprietà fisiche
Stato della materia	gas (non magnetico)
Punto di fusione	115,79 K (−157,36 °C))
Punto di ebollizione	119,93 K (−153,22 °C)
Punto critico	−64,14 °C a 5,50 MPa
Volume molare	27,99×10−6 m³/mol
Entalpia di vaporizzazione	9,029 kJ/mol
Calore di fusione	1,638 kJ/mol
Altre proprietà
Numero CAS	7439-90-9
Elettronegatività	3,00 (scala di Pauling)
Calore specifico	248 J/(kg·K)
Conducibilità termica	0,00949 W/(m·K)
Energia di prima ionizzazione	1350,8 kJ/mol
Energia di seconda ionizzazione	2350,4 kJ/mol
Energia di terza ionizzazione	3565 kJ/mol
Energia di quarta ionizzazione	5070 kJ/mol
Energia di quinta ionizzazione	6240 kJ/mol
Energia di sesta ionizzazione	7570 kJ/mol
Energia di settima ionizzazione	10710 kJ/mol
Energia di ottava ionizzazione	12138 kJ/mol
Isotopi più stabili
iso NA TD DM DE DP 78Kr 0,35% 2,3×1020 anni ε ε n.d. 78Se 79Kr sintetico 35,04 ore ε β+ γ n.d. 0,604 0,26, 0,39 79Br 79Br   80Kr 2,25% Kr è stabile con 44 neutroni 81Kr sintetico 229 000 anni ε γ n.d. 0,281 81Br n.d. 82Kr 11,6% Kr è stabile con 46 neutroni 83Kr 11,5% Kr è stabile con 47 neutroni 84Kr 57% Kr è stabile con 48 neutroni 85Kr sintetico 10,756 anni β  0,687 85Rb 86Kr 17,3% Kr è stabile con 50 neutroni
iso: isotopo NA: abbondanza in natura TD: tempo di dimezzamento DM: modalità di decadimento DE: energia di decadimento in MeV DP: prodotto del decadimento

Dal punto di vista pratico, il kripton è chimicamente inerte, tuttavia sono noti alcuni suoi composti con il fluoro. Può inoltre formare clatrati con l'acqua, quando alcuni suoi atomi sono intrappolati nel reticolo cristallino formato dalle molecole di quest'ultima.

Caratteristiche

Il kripton appartiene al gruppo dei cosiddetti gas nobili, contraddistinti da una quasi totale inerzia chimica. È un gas incolore e inodore; allo stato solido è composto da cristalli bianchi che hanno una struttura cubica a facce centrate, tipica di tutti i gas nobili (tranne l'elio).

Il kripton è uno dei prodotti ottenuti dalla fissione nucleare dell'uranio.

Applicazioni

Una lampadina OSRAM con gas Kripton.

Dal 1960 al 1983 la definizione standard del metro nel Sistema Internazionale delle unità di misura è stata la luce emessa dagli atomi di kripton: nello specifico, il metro è stato definito come 1 650 763,73 volte la lunghezza d'onda della luce rosso-arancione nello spettro di emissione degli atomi di ⁸⁶Kr.

Il kripton trova applicazione in particolari lampade a flash per fotografia; inoltre è usato dagli anni duemila nei bulbi di alcune lampadine a incandescenza per allungare la vita del filamento. Il suo isotopo ⁸⁵Kr trova impiego nell'analisi chimica.

Sono noti alcuni clatrati del kripton con l'idrochinone ed il fenolo.

Storia

Il kripton fu scoperto nel 1898 da William Ramsay e Morris Travers nei residui lasciati dall'evaporazione di tutti gli altri componenti dell'aria liquida. Nel 1960 un accordo internazionale definì il metro in termini della lunghezza d'onda della luce emessa da un isotopo di kripton. Questo accordo sostituì il metro campione conservato a Parigi, una barra metallica in lega di platino e iridio ed era stimato essere la quarantamilionesima parte del meridiano terrestre. Nell'ottobre 1983 lo standard al kripton venne a sua volta sostituito dall'Ufficio internazionale di pesi e misure: un metro è definito ora come la distanza che la luce percorre nel vuoto in un tempo di 1/299 792 458 secondi.

Disponibilità

La concentrazione di questo gas nell'atmosfera terrestre è circa una parte per milione, e si può estrarre dall'aria liquida per distillazione frazionata, nello stesso modo in cui fu ottenuto dai suoi scopritori.

Esiste un forte gradiente di concentrazione del kripton-85 (l'isotopo radioattivo di origine artificiale prodotto negli impianti nucleari) fra i due emisferi terrestri: a causa del rimescolamento convettivo, l'aria del polo nord contiene il 30% di kripton in più rispetto a quella del polo sud. Tale isotopo si presta quindi a essere usato come tracciante ambientale.

Composti

Come gli altri gas nobili, il kripton era in genere considerato chimicamente inerte. Tuttavia alcuni studi condotti fino dal 1960 hanno scoperto alcuni composti chimici del kripton: sono stati sintetizzati alcuni grammi di KrF₂, altri fluoruri e un sale di un ossiacido di kripton. Sono state esaminate anche molecole-ioni ArKr⁺ o KrH⁺, e ci sono prove dell'esistenza di composti KrXe o KrXe⁺.

Isotopi

In natura il kripton è composto di cinque isotopi stabili e un isotopo radioattivo molto longevo (⁷⁸Kr). La firma spettrale del kripton è facilmente riproducibile, con linee molto nette. L'isotopo ⁸¹Kr viene prodotto in reazioni nell'atmosfera fra gli altri isotopi del kripton e i raggi cosmici: è radioattivo, con un'emivita di 250 000 anni. Come lo xeno, il kripton è estremamente volatile e molto solubile in acqua; per questo il ⁸¹Kr si usa per datare acque sotterranee. Il ⁸⁵Kr ha emivita di 10,76 anni ed è prodotto dalla fissione dell'uranio e del plutonio: fonti di questo isotopo sono anche le esplosioni atomiche dei test nucleari, i reattori nucleari in funzione e gli impianti di trattamento di combustibile nucleare esaurito.

Precauzioni

Il kripton è considerato un asfissiante non tossico. Ha un potenziale narcotico sette volte superiore a quello dell'aria atmosferica: se respirato in grandi quantità può perciò indurre narcosi, in modo simile allo stress da immersioni a grandi profondità (narcosi da azoto).

Bibliografia

• Francesco Borgese, Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico, Roma, CISU, 1993, ISBN 88-7975-077-1.
• R. Barbucci, A. Sabatini, P. Dapporto, Tavola periodica e proprietà degli elementi, Firenze, Edizioni V. Morelli, 1998 (archiviato dall'url originale il 22 ottobre 2010).

Altri progetti

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Collegamenti esterni

• cripto, su Treccani.it – Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
• (EN) Gary J. Schrobilgen, krypton, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
• (EN) Krypton, su WebElements.com.
• (EN) Krypton, su EnvironmentalChemistry.com.