Krypton

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 30 mai 1898^[6] en réalisant une distillation de l'air liquide. Étymologiquement, le nom de « krypton » dérive du grec ancien κρυπτός (kryptos) signifiant « caché. »

Krypton
Lampe à décharge contenant du krypton.
Brome ← Krypton → Rubidium Ar     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] 78Kr 0,35 % stable avec 42 neutrons 79Kr {syn.} 1,46 j ε β+ ? 0,604 79Br 80Kr 2,25 % stable avec 44 neutrons 81Kr {syn.} trace 229 000 a ε 0,281 81Br 82Kr 11,6 % stable avec 46 neutrons 83Kr 11,5 % stable avec 47 neutrons 84Kr 57 % stable avec 48 neutrons 85Kr {syn.} 10,7 a β- 0,687 85Rb [n 2] 86Kr 17,3 % 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]
Attention H280 et P410+P403 H280 : Contient un gaz sous pression ; peut exploser sous l'effet de la chaleur P410+P403 : Protéger du rayonnement solaire. Stocker dans un endroit bien ventilé.
SIMDUT[5]
A, A : Gaz comprimé température critique = −63,8 °C Divulgation à 1,0% selon les critères de classification
Transport[4]
-    1056    Numéro ONU : 1056 : KRYPTON COMPRIMÉ Classe : 2 Étiquette : 2 : Gaz
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

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

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

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.

• Utilisé sur les satellites de Starlink dans les propulseurs à effet Hall.

Précautions

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

Notes

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

1. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90^e 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,‎ 2008, 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. 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, 1926, p. 4.
7. William B. Penzes, « Time Line for the Definition of the Meter », National Institute of Standards and Technology, 8 janvier 2009 (consulté le 23 février 2019)
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

Articles connexes

• Chimie des gaz nobles

Liens externes

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• (en) « Technical data for Krypton » (consulté le 2 juillet 2016), avec en sous-pages les données connues pour chaque isotope

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