Спектр криптона изобилует линиями во всём видимом диапазоне, особенно в коротковолновой области. Самые яркие линии расположены между 4807 и 5870 Ǻ, оттого в обычных условиях криптон даёт зеленовато-голубоватое свечение.

Благодаря хорошей растворимости в жидкостях организма криптон при парциальном давлении 3,5 атм уже оказывает наркотическое действие на человека.

В атоме криптона 36 электронов, распределённых на четырёх энергетических уровнях (оболочках). Это обстоятельство в физическом и отчасти химическом смысле приближает криптон к обычным, «нормальным» газам.

Почему?

В атомах тяжёлых благородных газов внешние электронные оболочки замкнутые. Но будучи сравнительно отдалёнными от ядра, оболочки получают некоторую автономность. Чем тяжелее атомы инертного газа, тем больше их способность объединяться с некоторыми другими атомами.

Химия «инертных» газов (теперь без кавычек не обойтись) – новая область науки. Но возникла она не на голом месте. Ещё в первой четверти ХХ века учёные наблюдали образование в электрическом разряде ионизированных молекул инертных газов и как будто бы соединения этих газов с другими элементами. Вне разряда эти образования быстро распадались, и первые сообщения о соединениях инертных газов казались малообоснованными.

Позже стали известны кристаллические клатратныеÛ соединения криптона с Н2О, Н2S, SО2, галогеноводородами, фенолами, толуолом, и другими органическими веществами. Они устойчивы при комнатной температуре при давлении 2-4 атм. Но ещё в 40-х годах советский учёный Б. А. Никитин показал, что в клатратных соединениях связь молекулярная, в них валентные электроны не взаимодействуют.

В 1933 году Лайнус Полинг, позже дважды лауреат Нобелевской премии, развивая представление о валентных связях, предсказал возможность существования фторидов криптона и ксенона. Но лишь в 1962 году было получено первое такое соединение – гексафтороплатинат ксенона. Вслед за тем были синтезированы фториды криптона, ксенона, радона и многочисленные их производные.

Разумеется соединение криптона и других благородных газов получить не легко. Так, кристаллический KrF2 был получен в результате воздействия тихого электрического разряда на смесь из фтора, криптона и аргона в молярном соотношении 1:70:200. Условия реакции: давление – 20 мм ртутного столба, температура – минус 183°C.

Свойства дифторида криптона достаточно обычны: при комнатной температуре он неустойчив, но при температуре сухого льда (–78 °C) его можно хранить очень долго. И не только хранить, а и исследовать взаимодействие этих бесцветных кристаллов с другими веществами. Дифторид криптона – весьма активный окислитель. Он вытесняет хлор из соляной кислоты и кислород из воды. Реагируя с органическими соединениями, он не только окисляет их – иногда при этом происходит замена хлора на фтор в органической молекуле. Впрочем, многие органические вещества, например этиловый спирт, от соприкосновения с дифторидом криптона воспламеняются. Через фторид криптона получены соединения этого элемента с переходными металлами; во всех этих соединениях есть и фтор. Общая формула таких соединений KrF+MeF6‾ . Исключения составляют соединения мышьяка и сурьмы: Kr2F3+AsF6‾, Kr2F3+SbF6‾ и KrF+Sb2F11‾. В реакциях с дифторидом криптона как очень сильным окислителем были получены некоторые уникальные неорганические соединения – пентафторид золота AuF5, гептафторид брома BrF7, перброматы.

Получение из воздуха

Криптон получают из воздуха. Но чтобы получить литр элемента №36 (Kr), приходится переработать более миллиона литров воздуха. Тем не менее современные масштабы производства кислорода позволяют попутно извлекать довольно значительное и с каждым годом возрастающие количества криптона.

Как наименее летучие компоненты воздуха, криптон и ксенон скапливаются в самой «тёплой» части воздухоразделительного аппарата вместе с жидким кислородом. Из него-то и выделяют элемент №36 (Kr).

Ожиженную кислородную фракцию направляют в ректификационную колонну, нижняя часть, или «пристройка», которой (конденсатор) охлаждается жидким азотом. Здесь получается «бедный» криптоновый концентрат, содержащий 0,1–0,2% криптона; этот «бедняк» в 400 раз богаче криптоном, чем исходный кислород.

Прежде чем продолжить ректификацию, «бедный» концентрат очищают от метана, ацетилена и прочих углеводородов. Такая операция необходима, чтобы исключить опасность взрыва на последующих стадиях отделения криптона. Микропримеси углеводородов в воздухе есть всегда. Причины их появления: испарение нефтепродуктов, утечка природного газа, бактериальный распад органических остатков и, наконец, промышленные выбросы.

В контактных аппаратах при 700 °C в присутствии катализатора – CuO или Al2O3 – большая часть углеводородов выгорает. Очищенную смесь кислорода и криптона снова превращают в жидкость и отправляют во вторую ректификационную колонну. Здесь получают уже богатый концентрат – в нём 10–20% криптона. Но параллельно опять возрастает содержание углеводородов. И опять смесь переводится в газообразное состояние, и опять следует выжигание углеводородов. Затем весь этот цикл повторяется ещё раз.

Окончательная криптоно-ксеноновая смесь содержит 90–98% Kr+Xe. Для тонкой очистки этой смеси остатки кислорода связывают с водородом в воду, а примесь азота удаляют, пропуская смесь над стружками магния, – азот реагирует с ним, образуя нитрид.

Последний этап – разделение криптона и ксенона. Жидкую смесь опять превращают в газ и направляют в адсорбер с активированным углём. Здесь при температуре 65–75 °C ксенон и некоторое количество криптона поглощаются углём, а выходящий из адсорбера газ содержит по меньшей мере 97% криптона.

«Светить всегда»

Производство электроламп – главный потребитель криптона. Небольшие грибовидные лампы с криптоновым (или криптоно-ксеноновым) наполнением постепенно теснят лампы аргоно-азотного наполнения, которые в своё время вытеснили пустотные и азотонаполненные лампы.

Достоинство криптона в лампах накаливания очевидны: он в 2,1 раза тяжелее аргона и почти вдвое хуже проводит тепло. В более плотном газе замедляется распыление раскалённой вольфрамовой нити – это увеличивает стабильность светового потока. Малая же теплопроводность криптона способствует увеличению доли видимого излучения в общем потоке лучистой энергии. Криптоновое наполнение в сравнении с аргоновым повышает мощность ламп на 5–15% и сроки службы на 40–170%. Вдобавок наполовину уменьшается объём колбы.

Криптоном заполняют и газосветные трубки низкого давления – преимущественно рекламные. Используют этот газ и в конструкциях ламп высокого давления. Яркий белый (с розоватым оттенком) свет таких ламп нужен в лакокрасочной и текстильной промышленности, при освещении сцен телевизионных студий, при киносъёмках. Некоторые из таких ламп служат мощными источниками инфракрасного излучения.

Главное назначение криптона сегодня – «светить всегда, светить везде до дней последних донца…»