【元素図鑑】クリプトン Kr【かつて1メートルの長さを定義していた元素】

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クリプトンに関する情報をまとめました。

元素図鑑

希ガスが「反応しない」とはどういうことか

希ガスの最外殻は電子で満たされています。電子を受け取る空席もなく、手放す理由もない——だから化学反応をしません。ただし、この「しない」は元素によって程度が違います。

	原子の大きさ	最外殻の電子の押さえ	化合物
ヘリウム・ネオン	小さい	核に近く、強く押さえられている	事実上つくれない
アルゴン・クリプトン	中くらい	やや緩む	極端な条件でわずかに知られる
キセノン・ラドン	大きい	核から遠く、押さえが緩い	フッ化物・酸化物が多数

かつて「1メートル」はクリプトンで定義されていた

長さの単位メートルは、歴史のなかで何度も定義が変わってきました。そのうちの一時期、クリプトンの出す光の波長がメートルの基準でした。

時期の定義	基準にしたもの	問題点
地球の大きさ	子午線の長さの一部	測り直すと値が変わる
メートル原器	金属の棒1本	壊れたら終わり。各国に配った複製と誤差が出る
クリプトンの光	クリプトンの同位体が出す特定の光の波長	どこでも誰でも再現できる——ただし精度に限界があった
現在の定義	光が真空中を進む速さと秒	原子時計の精度で決まる→さらに正確

クリプトンの用途——重くて不活性で、熱を伝えない

クリプトンはアルゴンより重く、キセノンより安い希ガスです。この「中間」の立ち位置が、そのまま用途を決めています。

用途	クリプトンを使う理由
断熱ガラス（複層ガラス）	重い気体は熱を伝えにくい。ガラスのあいだに封じると断熱性能が上がる。アルゴンより効くが高価なので、薄い隙間に向く
白熱電球・写真用フラッシュ	不活性でフィラメントを傷めず、重いので金属が蒸発して逃げるのを抑える→電球が長持ちする
エキシマレーザー	フッ素と組み合わせて紫外のレーザー光をつくる。半導体の露光や眼科手術に使われる
空港の照明	霧の中でも届きやすい強い光が出る

キセノンとの違いはどこにあるのか

	クリプトン	キセノン
重さ	中くらい	より重い
価格	キセノンより安い	高価
化合物	極端な条件でわずかに知られる	フッ化物・酸化物が多数
断熱性能	高い	さらに高い
主な使い分け	性能と価格の釣り合いが要る場面（窓ガラス・電球）	性能を優先する場面（麻酔・イオンエンジン・高輝度ランプ）

なお名前の由来はギリシャ語の「隠れたもの」です。液体空気の分留のなかから最後まで隠れていて見つけにくかったことにちなんでいます。

クリプトンの基本情報

和名	クリプトン
英名	Krypton
語源	ギリシャ語「隠れた(kryptos)」
元素記号	Kr
原子番号	36
原子量	83.80
常温（25℃）での状態	気体
色	無色
臭い	無臭
密度	3.735 g/L（気体, 20℃）
融点	-156.6℃
沸点	-152.3℃
発見者	ラムゼー, トラバース（イギリス）[1898年]
含有鉱物	ー

クリプトンの主な特徴

• 希ガス元素で、周期表第18族に属す
• 無色・無臭・無味の単原子性気体で、常温常圧では極めて化学的に不活性
• 空気中には約1ppm（0.0001%）含まれており、液体空気の分留によって得られる
• 低温で発光しやすく、レーザーや照明用途に広く利用されている

クリプトンの歴史

発見

クリプトンは1898年、イギリスの化学者サー・ウィリアム・ラムゼーとモーリス・トラバースによって発見されました。

液体空気の分留中、最後に残ったごくわずかな気体の中から新しいスペクトルを観測し、未知の元素として同定されました。

名前の由来

「クリプトン（Krypton）」は、ギリシア語の「kryptos（隠されたもの）」に由来します。

極めて微量で見つけにくかったことにちなんで命名されました。

クリプトンの主な用途

クリプトンは発光性や不活性性を活かし、以下のような用途があります：

• 照明： クリプトンガスを封入した白熱電球（高輝度・長寿命）
• 放電管： クリプトンガス放電による青白い光を利用（装飾照明・指標灯）
• レーザー： Kr⁺イオンレーザーは医学や分光分析に応用（特に緑～赤領域）
• 基準の定義： 過去にはクリプトン-86の波長がメートルの定義に使用された
• 断熱窓： 熱伝導率が低いため、高性能な複層ガラスの間に封入されることもある

クリプトンの生成方法

クリプトンは空気中にごく微量含まれており、次のような方法で得られます：

• 空気の分留： 液体空気から窒素・酸素・アルゴンを順次除去し、残留ガスとして回収
• 極低温蒸留： キセノンやネオンとの混合気体からの分離精製も実施される

クリプトンを含む化合物

クリプトンは非常に不活性な元素ですが、条件を整えると化合物を形成することも知られています：

• KrF₂（二フッ化クリプトン）： 最も安定なクリプトン化合物。強力な酸化剤
• Kr·H₂O（ハイドレート）： 水和物として低温高圧下で形成
• Kr錯体： 超低温下で一時的に遷移金属と相互作用する例も研究されている

クリプトンに関わる研究事例

クリプトンはその希ガス的性質を生かし、さまざまな研究分野で利用されています：

• レーザー分光法： Krレーザーを用いた高精度分光、干渉法の研究
• トレーサーガス： 揮発性が高く不活性なため、空気の流れの可視化や漏洩検査に使用
• 核物理学： クリプトンの放射性同位体（例：⁸⁵Kr）は原子炉や核燃料の監視に活用
• 極低温科学： 超流動ヘリウム中の微細挙動観測におけるトレーサーとして
• 分子軌道解析： KrF₂などを用いた希ガス元素の化学結合性に関する理論化学研究

参考図書