Fakta om zirkonium (atomnummer 40 eller Zr)

Zirkonium er et gråt metal, der skelner mellem at være det sidste elementsymbol, alfabetisk, i det periodiske system. Dette element finder anvendelse i legeringer, især til nukleare applikationer. Her er flere fakta om zirkoniumelement:

Atom nummer: 40

Symbol: Zr

Atomvægt: 91.224

Opdagelse: Martin Klaproth 1789 (Tyskland); zircon mineral er nævnt i bibelske tekster.

Elektronkonfiguration: [Kr] 4d² 5s²

Ordet oprindelse: Opkaldt efter mineralet zirkon. persisk zargun: guldlignende, der beskriver farven på ædelsten, kendt som zirkon, jargon, hyacint, jacint eller ligure.

isotoper: Naturligt zirkonium består af 5 isotoper; 28 yderligere isotoper er blevet karakteriseret. Den mest almindelige naturlige isotop er ⁹⁰Zr, der tegner sig for 51,45 procent af elementet. Af radioisotoper, ⁹³Zr har den længste halveringstid, som er 1,53x10⁶ flere år.

Ejendomme: Zirkonium er et skinnende gråhvidt metal. Det rene element er formbart og duktilt, men metallet bliver hårdt og sprødt, når det indeholder urenheder. Zirkonium modstår korrosion fra syrer, alkalier, vand og salt, men det opløses i saltsyre eller svovlsyre. Finfordelt metal kan antændes spontant i luft, især ved forhøjede temperaturer, men det faste metal er relativt stabilt. Hafnium findes i zirconiummalm og er vanskeligt at adskille fra zirconium. Zirkonium i kommerciel kvalitet indeholder fra 1% til 3% hafnium. Reaktorkvalitet zirkonium er i det væsentlige fri for hafnium.

Anvendelse: Zircaloy (R) er en vigtig legering til nukleare applikationer. Zirkonium har et lavt absorptionssnit for neutroner og bruges derfor til nuklear energi-applikationer, såsom til beklædning af brændstofelementer. Zirkonium er usædvanligt modstandsdygtigt over for korrosion af havvand og mange almindelige syrer og alkalier, så det bruges i vid udstrækning af den kemiske industri, hvor der anvendes ætsende stoffer. Zirconium bruges som et legeringsmiddel i stål, en getter i vakuumrør og som en komponent i kirurgiske apparater, photoflash pærer, eksplosive primere, rayon spinnerets, lampefilamenter osv. Zirkoniumcarbonat bruges i lotion med giftige eføy til at kombinere med urushiol. Zirkoniumlegeret med zink bliver magnetisk ved temperaturer under 35 ° K. Zirkonium med niob bruges til at fremstille superledende magneter ved lav temperatur. Zirkoniumoxid (zirkon) har et højt brydningsindeks og bruges som ædelsten. Det urene oxid, zirkoniumoxid, anvendes til laboratorie-digler der kan modstå varmechok, til ovnforinger, og af glas- og keramikindustrien som et ildfast materiale.

Hændelse: Zirkonium findes ikke som et frit element, primært på grund af dets reaktivitet med vand. Metallet har en koncentration på omkring 130 mg / kg i jordskorpen og 0,026 μg / l i havvand. Zirkonium findes i S-type stjerner, solen og meteoritter. Månebergarter indeholder en zirkoniumoxidkoncentration, der kan sammenlignes med jordbundens sten. Den primære kommercielle kilde til zirconium er silikatmineralen zircon (ZrSiO₄), der forekommer i Brasilien, Australien, Rusland, Sydafrika, Indien, USA og i mindre mængder andre steder i verden.

Sundhedseffekter: Den gennemsnitlige menneskelige krop indeholder ca. 250 mg zirconium, men elementet tjener ingen kendt biologisk funktion. Diætkilder til zirkonium inkluderer hel hvede, brun ris, spinat, æg og oksekød. Zirkonium findes i antiperspiranter og vandrensningssystemer. Dens brug som et karbonat til behandling af gift efvy er ophørt, fordi nogle mennesker oplevede hudreaktioner. Mens zirkoniumeksponering generelt betragtes som sikker, kan eksponering for metalpulver forårsage hudirritation. Elementet anses ikke for at være hverken genotoksisk eller kræftfremkaldende.

Krystallstruktur: Zirkonium har en alfafase og en betafase. Ved stuetemperatur danner atomerne tætpakket hexagonal α-Zr. Ved 863 ° C overgår strukturen til kropscentreret ß-Zr.

Elementklassificering:Overgangsmetal

Densitet (g / cc): 6.506

Smeltepunkt (K): 2125

Kogepunkt (K): 4650

Udseende: gråhvidt, skinnende, korrosionsbestandigt metal

Atomradius (om eftermiddagen): 160

Atomvolumen (Cc / mol): 14.1

Kovalent radius (om eftermiddagen): 145

Ionisk radius: 79 (+ 4e)

Specifik varme (@ 20 ° C J / g mol): 0.281

Fusion Heat (KJ / mol): 19.2

Fordampningsvarme (kJ / mol): 567

Debye-temperatur (K): 250.00

Pauling negativitetsnummer: 1.33

Første ioniserende energi (kJ / mol): 659.7

Oxidationsstater: 4

Gitterstruktur: Sekskantet

Gitterkonstant (Å): 3.230

Gitter-c / A-forhold: 1.593

• Emsley, John (2001). Naturens byggesten. Oxford: Oxford University Press. pp. 506–510. ISBN 0-19-850341-5.
• Lide, David R., red. (2007–2008). "Zirkonium". CRC-håndbog om kemi og fysik. 4. New York: CRC Press. s. 42. ISBN 978-0-8493-0488-0.
• Meija, J.; et al. (2016). "Atomvægten af ​​elementerne 2013 (IUPAC teknisk rapport)". Ren og anvendt kemi. 88 (3): 265–91. doi: 10.1515 / pac-2015-0305

Vend tilbage til Periodiske system