Introduction
Le krypton (symbole Kr, numéro atomique 36) est un élément chimique appartenant au groupe 18 du tableau périodique, celui des gaz nobles. Incolore, inodore et insipide, il se caractérise par une extrême inertie chimique, ne formant pratiquement pas de composés dans des conditions normales. Bien que présent à l'état de traces dans l'air, il joue un rôle technique important grâce à ses propriétés physiques uniques, notamment en optique et en métrologie.
Description
Le krypton est un gaz monoatomique dans des conditions standard. Il est environ trois fois plus lourd que l'air. Dans la nature, il existe sous forme de six isotopes stables, le plus abondant étant le krypton-84. Contrairement aux gaz nobles plus légers comme l'hélium ou le néon, le krypton peut, dans des conditions extrêmes, former des composés instables, le plus célèbre étant le difluorure de krypton (KrF2), un solide cristallin blanc qui nécessite une synthèse à très basse température. Sa configuration électronique à couches complètes ([Ar] 3d10 4s2 4p6) explique sa réactivité quasi nulle. Il est extrait industriellement par distillation fractionnée de l'air liquide, un processus complexe et énergivore en raison de sa faible concentration (environ 1 partie par million en volume).
Histoire
Le krypton a été découvert le 30 mai 1898 par le chimiste écossais Sir William Ramsay et son assistant anglais Morris Travers à Londres. Ils l'ont isolé en étudiant les résidus de l'évaporation de l'air liquide, après avoir déjà découvert l'argon et l'hélium. En examinant le spectre de l'élément résiduel, ils observèrent une nouvelle ligne spectrale verte et une autre jaune très brillante, inconnues jusqu'alors. Ils nommèrent l'élément 'krypton', du grec 'kryptos' (caché), car il était resté dissimulé dans l'air. En 1960, le mètre fut officiellement défini en fonction de la longueur d'onde d'une raie spectrale orange-rouge spécifique de l'isotope krypton-86, une définition qui resta en vigueur jusqu'en 1983, date à laquelle elle fut remplacée par la définition actuelle basée sur la vitesse de la lumière.
Caracteristiques
Les principales caractéristiques du krypton sont : - **État physique** : Gaz à température ambiante. - **Point de fusion** : -157,36 °C. - **Point d'ébullition** : -153,22 °C. - **Densité** : 3,749 g/L à 0°C. - **Propriétés optiques** : Lorsqu'il est excité par une décharge électrique, il émet une lumière blanche brillante avec plusieurs raies spectrales distinctes, notamment une ligne rouge et une verte très intenses. - **Inertie chimique** : Extrêmement faible réactivité. Les quelques composés connus (comme KrF2) sont très instables et nécessitent des conditions de laboratoire rigoureuses. - **Isotopes** : Possède 6 isotopes stables et de nombreux isotopes radioactifs. Le krypton-85, un isotope radioactif produit par la fission nucléaire, est utilisé comme traceur en géologie et pour détecter des fuites dans les installations.
Importance
L'importance du krypton réside principalement dans ses applications techniques. Historiquement, sa définition du mètre a été cruciale pour la métrologie. Aujourd'hui, il est utilisé dans : - **Éclairage** : Les lampes au krypton, plus efficaces et plus durables que les lampes à incandescence classiques, sont utilisées dans les projecteurs de cinéma, les phares d'automobile haute-performance, les flashs photographiques et les feux de signalisation aériens. - **Fenêtres isolantes** : Le krypton gazeux, parfois mélangé à l'argon, est utilisé pour remplir l'espace entre les vitres des fenêtres à double ou triple vitrage, améliorant considérablement l'isolation thermique grâce à sa faible conductivité thermique. - **Lasers** : Les lasers à krypton sont utilisés en médecine (chirurgie oculaire), en spectroscopie et dans les spectacles lumineux. - **Recherche scientifique** : Le krypton liquide est utilisé comme milieu cible dans certaines expériences de physique des particules, car il est très dense et produit un scintillement lumineux lors du passage de particules chargées. - **Géologie** : La datation par le krypton-81 (demi-vie de 229 000 ans) permet de dater les eaux souterraines et les glaces anciennes.
