ક્રિપ્ટોનની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાશીલતા
ક્રિપ્ટોન (Kr), પરમાણુ ક્રમાંક 36 ધરાવતું એક રાસાયણિક તત્વ, આવર્ત કોષ્ટકના જૂથ 18 માં આવેલું છે, જેને ઉમદા વાયુઓ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ વર્ગીકરણ તેના રાસાયણિક વર્તણૂક માટે એક મહત્વપૂર્ણ સંકેત આપે છે. આ જૂથના તત્વો સંપૂર્ણ બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન શેલ ધરાવતા હોય છે, જે અસાધારણ રીતે સ્થિર ઇલેક્ટ્રોનિક સંરચના છે. આ સ્થિરતાનો અર્થ એ છે કે ક્રિપ્ટોન અન્ય અણુઓ સાથે ઇલેક્ટ્રોન મેળવવા, ગુમાવવા અથવા શેર કરવાની ખૂબ ઓછી વૃત્તિ ધરાવે છે.
પાણી અને હવા સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા
સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં ક્રિપ્ટોન અત્યંત ઓછી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાશીલતા દર્શાવે છે.
- પાણી સાથે: ક્રિપ્ટોન પાણી સાથે રાસાયણિક રીતે પ્રતિક્રિયા કરતું નથી. તે પાણીમાં અલ્પ દ્રાવ્ય છે, એટલે કે થોડી માત્રામાં ભૌતિક રીતે ઓગળી શકે છે, પરંતુ કોઈ રાસાયણિક બંધન બનતા નથી. વાયુ પાણીમાં અલગ ક્રિપ્ટોન અણુઓ તરીકે રહે છે.
- હવા સાથે: ક્રિપ્ટોન પૃથ્વીના વાતાવરણનો એક અલ્પ ઘટક છે, જે કદ દ્વારા આશરે એક ભાગ પ્રતિ મિલિયન (ppm) બનાવે છે. તે સામાન્ય વાતાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં હવામાં હાજર નાઇટ્રોજન, ઓક્સિજન, આર્ગોન અથવા અન્ય કોઈપણ વાયુઓ સાથે પ્રતિક્રિયા કરતું નથી. ભારત સહિત અન્ય કોઈપણ જગ્યાએ વાતાવરણમાં તેની હાજરી એક બિન-પ્રતિક્રિયાશીલ ઘટક તરીકે છે.
સુરક્ષા પ્રોફાઇલ: ઝેરીપણું, કિરણોત્સર્ગીતા અને જ્વલનશીલતા
ક્રિપ્ટોનના સલામતી પાસાઓ સામાન્ય રીતે મોટાભાગની પરિસ્થિતિઓમાં અનુકૂળ હોય છે.
- ઝેરીપણું: ક્રિપ્ટોનને બિન-ઝેરી વાયુ માનવામાં આવે છે. તે જૈવિક પ્રક્રિયાઓમાં ભાગ લેતો નથી અને શરીરમાં રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય છે. જો કે, કોઈપણ નિષ્ક્રિય વાયુ (દા.ત., નાઇટ્રોજન, હિલીયમ) ની જેમ, ક્રિપ્ટોન હવામાંથી ઓક્સિજનનું વિસ્થાપન કરીને ઊંચી સાંદ્રતામાં એક સરળ એસ્ફિક્ઝિયન્ટ તરીકે કાર્ય કરી શકે છે, જેનાથી ઓક્સિજનની ઉણપ થાય છે. આ એક ભૌતિક જોખમ છે, રાસાયણિક નહીં.
- કિરણોત્સર્ગીતા: કુદરતી રીતે બનતું ક્રિપ્ટોન કેટલાક સ્થિર આઇસોટોપ્સ (દા.ત., Kr-80, Kr-82, Kr-83, Kr-84, Kr-86) ધરાવે છે. આ આઇસોટોપ્સ કિરણોત્સર્ગી નથી. જો કે, ક્રિપ્ટોનના કેટલાક કૃત્રિમ આઇસોટોપ્સ, જેમ કે ક્રિપ્ટોન-85 (Kr-85), રિએક્ટરમાં પરમાણુ વિખંડનના ઉપ-ઉત્પાદનો તરીકે ઉત્પન્ન થાય છે. Kr-85 કિરણોત્સર્ગી છે અને બીટા ક્ષયમાંથી પસાર થાય છે, વિકિરણો ઉત્સર્જન કરે છે. આ કૃત્રિમ આઇસોટોપ્સને તેમની કિરણોત્સર્ગીતાને કારણે કાળજીપૂર્વક સંભાળવા અને નિકાલ કરવાની જરૂર છે.
- જ્વલનશીલતા: ક્રિપ્ટોન એક બિન-જ્વલનશીલ વાયુ છે. તે બળતો નથી અને દહનને ટેકો આપતો નથી. તેનો ઉપયોગ કેટલીક લાઇટિંગ એપ્લિકેશન્સમાં થઈ શકે છે, જેમ કે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ઇન્કેન્ડેસન્ટ બલ્બ્સ અથવા અમુક પ્રકારના ડિસ્ચાર્જ લેમ્પ્સ (જેમ કે કેટલાક એરપોર્ટ રનવે લાઇટ્સ), જ્યાં તેની નિષ્ક્રિયતા અને ફિલામેન્ટ બાષ્પીભવન ઘટાડવાની ક્ષમતા ફાયદાકારક છે.
ક્રિપ્ટોનની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ: ક્રિપ્ટોન ડાયફ્લોરાઇડ
તેની સામાન્ય નિષ્ક્રિયતા છતાં, ક્રિપ્ટોનને અત્યંત કઠિન પરિસ્થિતિઓમાં પ્રતિક્રિયા કરવા માટે દબાણ કરી શકાય છે, ખાસ કરીને ફ્લોરિન જેવા અત્યંત ઇલેક્ટ્રોનગેટિવ તત્વો સાથે. 1960 ના દાયકામાં ઉમદા વાયુ સંયોજનોની શોધ એક નોંધપાત્ર વૈજ્ઞાનિક પ્રગતિ હતી, જે તેમની સંપૂર્ણ નિષ્ક્રિયતાની લાંબા સમયથી ચાલતી માન્યતાને પડકારી રહી હતી.
ક્રિપ્ટોનનું સૌથી પ્રખ્યાત અને સુ-અભ્યાસિત રાસાયણિક સંયોજન ક્રિપ્ટોન ડાયફ્લોરાઇડ (KrF2) છે.
- રચના: ક્રિપ્ટોન ડાયફ્લોરાઇડ ક્રિપ્ટોન વાયુ અને ફ્લોરિન વાયુના મિશ્રણને નોંધપાત્ર ઊર્જા ઇનપુટ પૂરી પાડતી પરિસ્થિતિઓમાં રાખીને સંશ્લેષિત કરવામાં આવે છે. આ નીચેની પદ્ધતિઓ દ્વારા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે:
- નીચા તાપમાને ઇલેક્ટ્રિકલ ડિસ્ચાર્જ (દા.ત., -196 °C).
- અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ સાથે ઇરેડિયેશન.
- પ્રોટોન બોમ્બાર્ડમેન્ટ.
- Kr અને F2 ના મિશ્રણને -150 °C થી નીચે ઠંડું પાડવું.
- પ્રતિક્રિયા સમીકરણ: આ વિશિષ્ટ, ઉર્જા-સઘન પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, પ્રતિક્રિયા નીચે મુજબ આગળ વધે છે: Kr (g) + F2 (g) → KrF2 (s)
- ગુણધર્મો: ક્રિપ્ટોન ડાયફ્લોરાઇડ એક સફેદ સ્ફટિકમય ઘન છે જે ફક્ત નીચા તાપમાને ( -30 °C થી નીચે) સ્થિર હોય છે. તે એક શક્તિશાળી ફ્લોરિનેટિંગ એજન્ટ છે, એટલે કે તે અન્ય પદાર્થોને સરળતાથી ફ્લોરિન પરમાણુઓનું દાન કરે છે. તેની અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલતા તેને વિશિષ્ટ રાસાયણિક સંશ્લેષણમાં ઉપયોગી બનાવે છે જ્યાં અત્યંત શક્તિશાળી ફ્લોરિનેટિંગ એજન્ટોની જરૂર હોય છે, પરંતુ તે રોજિંદા જીવનમાં જોવા મળતું સંયોજન નથી. તેનું અસ્તિત્વ દર્શાવે છે કે યોગ્ય પરિસ્થિતિઓમાં, ઉમદા વાયુઓ પણ રાસાયણિક બંધનો બનાવી શકે છે.