Цирконий – это серый металл, который отличается тем, что является последним в алфавитном порядке символом элемента периодической таблицы. Этот элемент находит применение в сплавах, особенно для ядерной энергетики. Вот еще несколько фактов об элементе циркония:
Основные факты о цирконии
Атомный номер: 40
Символ: Zr
Атомный вес: 91,224
Открытие: Мартин Клапрот 1789 (Германия); Минерал циркон упоминается в библейских текстах.
Электронная конфигурация: [Kr] 4d 2 5s 2
Происхождение слова: назван в честь минерала циркона. Персидский заргун : подобный золоту, который описывает цвет драгоценного камня, известного как циркон, жаргон, гиацинт, гиацинт или лигуре.
Изотопы: Природный цирконий состоит из 5 изотопов; Было охарактеризовано 28 дополнительных изотопов. Самый распространенный природный изотоп – это 90 Zr, который составляет 51,45% элемента. Из радиоизотопов 93 Zr имеет самый длинный период полураспада, который составляет 1,53×10 6 лет.
Свойства: Цирконий – блестящий серовато-белый металл. Чистый элемент ковкий и пластичный, но металл становится твердым и хрупким, когда он содержит примеси. Цирконий устойчив к коррозии от кислот, щелочей, воды и солей, но растворяется в соляной или серной кислоте. Мелкодисперсный металл может самовоспламеняться на воздухе, особенно при повышенных температурах, но твердый металл относительно стабилен. Гафний содержится в циркониевых рудах, и его трудно отделить от циркония. Технический цирконий содержит от 1% до 3% гафния. Цирконий реакторного качества практически не содержит гафния.
Использование: Циркалой (R) – важный сплав для ядерных применений. . Цирконий имеет низкое сечение поглощения нейтронов и поэтому используется в ядерной энергетике, например, для оболочки тепловыделяющих элементов. Цирконий исключительно устойчив к коррозии морской водой и многими обычными кислотами и щелочами, поэтому он широко используется в химической промышленности, где используются коррозионные агенты. Цирконий используется в качестве легирующего агента в стали, газопоглотителя в электронных лампах, а также в качестве компонента в хирургических приборах, фотовспышках, взрывчатых грунтовках, фильерах из искусственного волокна, нити ламп и т. Д. Карбонат циркония используется в лосьонах от ядовитого плюща в сочетании с урушиолом. . Цирконий, легированный цинком, становится магнитным при температурах ниже 35 ° К. Цирконий с ниобием используется для изготовления низкотемпературных сверхпроводящих магнитов. Оксид циркония (циркон) имеет высокий показатель преломления и используется как драгоценный камень.. Неочищенный оксид циркония используется в лабораторных тиглях, которые выдерживают тепловой удар, для футеровки печей, а также в стекольной и керамической промышленности в качестве огнеупорного материала.
Возникновение: Цирконий не существует как свободный элемент, прежде всего из-за его реакционной способности с водой. Металл имеет концентрацию около 130 мг/кг в земной коре и 0,026 мкг/л в морской воде. Цирконий содержится в звездах S-типа, Солнце и метеоритах. Лунные породы содержат оксид циркония по концентрации, сопоставимой с таковой в земных породах. Основным коммерческим источником циркония является силикатный минерал циркон (ZrSiO 4 ), который встречается в Бразилии, Австралии, России, Южной Африке, Индии, США и в меньших количествах в других странах. в мире.
Воздействие на здоровье: В среднем человеческое тело содержит около 250 миллиграммов циркония, но этот элемент не служит известным биологическим функция. Диетические источники циркония включают цельнозерновую пшеницу, коричневый рис, шпинат, яйца и говядину. Цирконий содержится в антиперспирантах и системах очистки воды. Его использование в качестве карбоната для лечения ядовитого плюща было прекращено, поскольку у некоторых людей наблюдались кожные реакции. Хотя воздействие циркония обычно считается безопасным, воздействие металлического порошка может вызвать раздражение кожи. Элемент не считается генотоксичным или канцерогенным.
Кристаллическая структура: Цирконий имеет альфа-фазу и бета-фазу. фаза. При комнатной температуре атомы образуют плотноупакованный гексагональный α-Zr. При 863 ° C структура переходит в объемноцентрированный β-Zr.
Физические данные циркония
Классификация элементов: переходный металл
Плотность (г/куб.см): 6.506
Точка плавления (K): 2125
Точка кипения (K): 4650
Внешний вид: серовато-белый, блестящий, коррозионно- прочный металл
Атомный радиус (pm): 160
Атомный объем (куб.см/моль): 14,1
Ковалентный радиус (пм) : 145
Ионный радиус: 79 (+ 4e)
Удельная теплоемкость (@ 20 ° CJ/г моль): 0,281
Теплота плавления (кДж/моль): 19,2
Теплота испарения (кДж/моль): 567
Температура Дебая (K) : 250,00
Число отрицательности Полинга: 1,33
Первая ионизирующая энергия (кДж/моль): 659,7
Окислительные состояния : 4
Структура решетки: шестиугольная
Константа решетки (Å): 3. 230
Соотношение C/A решетки: 1,593
Ссылки
- Эмсли, Джон (2001). Строительные блоки природы . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. С. 506–510. ISBN 0-19-850341-5.
- Лиде, Дэвид Р., изд. (2007–2008). “Цирконий”. Справочник CRC по химии и физике . 4. Нью-Йорк: CRC Press. п. 42. ISBN 978-0-8493-0488-0.
- Meija, J .; и другие. (2016). «Атомный вес элементов 2013 (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия . 88 (3): 265–91. doi: 10.1515/pac-2015-0305
Вернуться к Периодической таблице
