Fakta om zirkonium (Atomic Number 40 eller Zr)

Zirkonium är en grå metall som skiljer sig från att vara den sista element-symbolen, alfabetiskt, i det periodiska systemet. Detta element finner användning i legeringar, särskilt för kärnkraftsapplikationer. Här är fler fakta om zirkoniumelement:

Zirkonium grundläggande fakta

Atomnummer: 40

Symbol: zr

Atomvikt: 91,224

Upptäckt: Martin Klaproth 1789 (Tyskland); zirkonmineral nämns i bibliska texter.

Elektronkonfiguration: [Kr] 4d² 5s²

Ordet ursprung: Uppkallad efter mineral zirkon. Persiska zargun: guldliknande, som beskriver färgen på ädelstenen känd som zirkon, jargon, hyacint, jacint eller ligure.

isotoper: Naturligt zirkonium består av 5 isotoper; 28 ytterligare isotoper har karakteriserats. Den vanligaste naturliga isotopen är ⁹⁰Zr, som står för 51,45 procent av elementet. Av radioisotoperna, ⁹³Zr har den längsta halveringstiden, som är 1,53x10⁶ år.

Egenskaper: Zirkonium är en glänsande gråvit metall. Det rena elementet är formbart och smidigt, men metallen blir hård och spröd när den innehåller föroreningar. Zirkonium motstår korrosion från syror, alkalier, vatten och salt, men det löses upp i saltsyra eller svavelsyra. Finfördelad metall kan antändas spontant i luft, särskilt vid förhöjda temperaturer, men den fasta metallen är relativt stabil. Hafnium finns i zirkoniummalmer och är svårt att separera från zirkonium. Zirkonium i kommersiell kvalitet innehåller från 1% till 3% hafnium. Reaktorklass zirkonium är väsentligen fritt från hafnium.

användningsområden: Zircaloy (R) är en viktig legering för kärnkraftsapplikationer. Zirkonium har ett lågabsorberande tvärsnitt för neutroner och används därför för kärnenergitillämpningar, såsom för beklädnad av bränsleelement. Zirkonium är exceptionellt motståndskraftigt mot korrosion av havsvatten och många vanliga syror och alkalier, så det används i stor utsträckning av den kemiska industrin där korrosiva medel används. Zirkonium används som ett legeringsmedel i stål, en getter i vakuumrör, och som en komponent i kirurgiska apparater, fotolampor, explosiva grunder, rayon spinnerets, lampfilament, etc. Zirkoniumkarbonat används i gift murgröna lotioner för att kombinera med urushiol . Zirkoniumlegerat med zink blir magnetiskt vid temperaturer under 35 ° K. Zirkonium med niob används för att tillverka superledande magneter med låg temperatur. Zirkoniumoxid (zirkon) har ett högt brytningsindex och används som ädelsten. Den orena oxiden, zirkoniumoxid, används för laboratorie-degel som tål värmechock, för ugnsbeläggningar, och av glas- och keramikindustrin som eldfast material.

Förekomst: Zirkonium existerar inte som ett fritt element, främst på grund av dess reaktivitet med vatten. Metallen har en koncentration på cirka 130 mg / kg i jordskorpan och 0,026 μg / L i havsvatten. Zirkonium finns i stjärnor av S-typen, solen och meteoriter. Lunar bergarter innehåller en zirkoniumoxidkoncentration som är jämförbar med den för markstenar. Den primära kommersiella källan till zirkonium är silikatmineralzirkon (ZrSiO₄), som förekommer i Brasilien, Australien, Ryssland, Sydafrika, Indien, USA och i mindre mängder på andra håll i världen.

Hälsoeffekter: Den genomsnittliga människokroppen innehåller cirka 250 mg zirkonium, men elementet har ingen känd biologisk funktion. Kostkällor till zirkonium inkluderar fullkornsvete, brunt ris, spenat, ägg och nötkött. Zirkonium finns i antiperspiranter och vattenreningssystem. Dess användning som karbonat för att behandla giftig murgröna har upphört eftersom vissa människor upplevde hudreaktioner. Även om exponering för zirkonium allmänt anses vara säker, kan exponering för metallpulver orsaka hudirritation. Elementet anses inte vara varken genotoxiskt eller cancerframkallande.

Kristallstruktur: Zirkonium har en alfafas och en betafas. Vid rumstemperatur bildar atomerna tätpackad hexagonal a-Zr. Vid 863 ° C övergår strukturen till kroppscentrerad ß-Zr.

Zirkonium Fysiska data

Elementklassificering: Övergångsmetall

Densitet (g / cc): 6,506

Smältpunkt (K): 2125

Kokpunkt (K): 4650

Utseende: gråvit, glansig, korrosionsbeständig metall

Atom radie (Pm): 160

Atomvolym (Cc / mol): 14,1

Kovalent radie (Pm): 145

Jonisk radie: 79 (+ 4e)

Specifik värme (@ 20 ° C J / g mol): 0,281

Fusion Heat (KJ / mol): 19,2

Indunstningsvärme (kJ / mol): 567

Debye-temperatur (K): 250,00

Pauling Negativity Number: 1,33

Första joniserande energi (kJ / mol): 659,7

Oxidationsstater: 4

Gitterstruktur: Hexagonal

Gitterkonstant (Å): 3,230

Gitter C / A-förhållande: 1,593

referenser

• Emsley, John (2001). Naturens byggstenar. Oxford: Oxford University Press. sid 506-510. ISBN 0-19-850341-5.
• Lide, David R., ed. (2007-2008). "Zirkonium". CRC-handbok för kemi och fysik. 4. New York: CRC Press. s. 42. ISBN 978-0-8493-0488-0.
• Meija, J .; et al. (2016). "Atomvikten för elementen 2013 (IUPAC teknisk rapport)". Ren och tillämpad kemi. 88 (3): 265-91. doi: 10,1515 / pac-2015-0305

Återgå till det periodiska systemet