Στοιχεία ζιρκονίου (ατομικός αριθμός 40 ή Zr)

Το ζιρκόνιο είναι ένα γκρι μέταλλο που έχει τη διάκριση ότι είναι το τελευταίο σύμβολο στοιχείου, αλφαβητικά, του περιοδικού πίνακα. Αυτό το στοιχείο βρίσκει χρήση σε κράματα, ιδιαίτερα για πυρηνικές εφαρμογές. Εδώ είναι περισσότερα στοιχεία στοιχείο ζιρκονίου:

Ατομικός αριθμός: 40

Σύμβολο: Zr

Ατομικό βάρος: 91.224

Ανακάλυψη: Martin Klaproth 1789 (Γερμανία). το μετάλλευμα ζιρκονίου αναφέρεται στα βιβλικά κείμενα.

Ηλεκτρονική διαμόρφωση: [Kr] 4d² 5s²

Προέλευση λέξης: Ονομασμένος για το μεταλλικό ζιρκόνιο. περσικός zargun: χρυσό, που περιγράφει το χρώμα του πολύτιμου λίθου γνωστού ως ζιργκόν, φραγκοστάφυλο, υάκινθος, υάκυντο ή ligure.

Ισότοπα: Το φυσικό ζιρκόνιο αποτελείται από 5 ισότοπα. Έχουν χαρακτηριστεί 28 πρόσθετα ισότοπα. Το πιο συνηθισμένο φυσικό ισότοπο είναι ⁹⁰Zr, η οποία αντιπροσωπεύει το 51,45% του στοιχείου. Από τα ραδιοϊσότοπα, ⁹³Το Zr έχει τη μεγαλύτερη διάρκεια ημίσειας ζωής, η οποία είναι 1,53x10⁶ χρόνια.

Ιδιότητες: Το ζιρκόνιο είναι λαμπερό γκριζωπό λευκό μέταλλο. Το καθαρό στοιχείο είναι εύπλαστο και εύπλαστο, αλλά το μέταλλο γίνεται σκληρό και εύθρυπτο όταν περιέχει ακαθαρσίες. Το ζιρκόνιο αντιστέκεται στη διάβρωση από οξέα, αλκάλια, νερό και αλάτι, αλλά διαλύεται σε υδροχλωρικό ή θειικό άλας. Λεπτά μέταλλο μπορεί να αναφλεγεί αυθόρμητα στον αέρα, ειδικά σε υψηλές θερμοκρασίες, αλλά το στερεό μέταλλο είναι σχετικά σταθερό. Το αφνίου βρίσκεται στα μεταλλεύματα ζιρκονίου και είναι δύσκολο να διαχωριστεί από το ζιρκόνιο. Το εμπορικό ζιρκόνιο περιέχει από 1% έως 3% άφνιο. Το ζιρκόνιο βαθμού αντιδραστήρα είναι ουσιαστικά απαλλαγμένο από άφνιο.

Χρήσεις: Το Zircaloy® είναι ένα σημαντικό κράμα για πυρηνικές εφαρμογές. Το ζιρκόνιο έχει χαμηλή διατομή απορρόφησης για τα νετρόνια και επομένως χρησιμοποιείται για εφαρμογές πυρηνικής ενέργειας, όπως για την επένδυση στοιχείων καυσίμου. Το ζιρκόνιο είναι εξαιρετικά ανθεκτικό στη διάβρωση από το θαλασσινό νερό και το νερό πολλά κοινά οξέα και αλκάλια, επομένως χρησιμοποιείται εκτεταμένα από τη χημική βιομηχανία όπου χρησιμοποιούνται διαβρωτικές ουσίες. Το ζιρκόνιο χρησιμοποιείται ως παράγοντας κραματοποίησης σε χάλυβα, ένας συλλέκτης σε σωλήνες κενού και ως συστατικό σε χειρουργικές συσκευές, λαμπτήρες φωτοφρεκαρίσματος, εκρηκτικά αστάρια, νηματοποιητές από ίνες, νήματα λάμπας κλπ. Το ανθρακικό ζιρκόνιο χρησιμοποιείται σε λοσιόν δηλητηριώδους κισσού για να συνδυαστεί με urushiol. Το κράμα ζιρκονίου με ψευδάργυρο γίνεται μαγνητικό σε θερμοκρασίες κάτω από 35 ° K. Το ζιρκόνιο με νιόβιο χρησιμοποιείται για την κατασκευή υπεραγώγιμων μαγνητών χαμηλής θερμοκρασίας. Το οξείδιο ζιρκονίου (ζιρκόνιο) έχει υψηλό δείκτη διάθλασης και χρησιμοποιείται ως πολύτιμος λίθος. Χρησιμοποιείται το ακάθαρτο οξείδιο, η ζιρκονία για εργαστηριακά χωνευτήρια που θα αντέχουν σε θερμικό σοκ, για επενδύσεις κλιβάνων και από τις βιομηχανίες γυαλιού και κεραμικής ως πυρίμαχο υλικό.

Περιστατικό: Το ζιρκόνιο δεν υπάρχει ως ελεύθερο στοιχείο, κυρίως λόγω της αντιδραστικότητας του με το νερό. Το μέταλλο έχει συγκέντρωση περίπου 130 mg / kg στο φλοιό της Γης και 0,026 μg / L σε θαλασσινό νερό. Το ζιρκόνιο βρίσκεται στα αστέρια τύπου S, τον Ήλιο και τους μετεωρίτες. Οι σεληνιακοί βράχοι περιέχουν συγκέντρωση οξειδίου του ζιρκονίου συγκρίσιμη με εκείνη των χερσαίων πετρωμάτων. Η κύρια εμπορική πηγή ζιρκονίου είναι το πυριτικό μεταλλικό ζιρκόνιο (ZrSiO₄), που συμβαίνει στη Βραζιλία, την Αυστραλία, τη Ρωσία, τη Νότια Αφρική, την Ινδία, τις Ηνωμένες Πολιτείες και σε μικρότερες ποσότητες σε άλλα μέρη του κόσμου.

Επιπτώσεις στην υγεία: Το μέσο ανθρώπινο σώμα περιέχει περίπου 250 χιλιοστόγραμμα ζιρκονίου, αλλά το στοιχείο δεν εξυπηρετεί καμία γνωστή βιολογική λειτουργία. Οι διαιτητικές πηγές ζιρκονίου περιλαμβάνουν το πλήρες σιτάρι, το καστανό ρύζι, το σπανάκι, τα αυγά και το βόειο κρέας. Το ζιρκόνιο βρίσκεται στα αντιιδρωτικά και στα συστήματα καθαρισμού του νερού. Η χρήση του ως ανθρακικού άλατος για τη θεραπεία του δηλητηριώδους κισσού έχει διακοπεί επειδή μερικοί άνθρωποι εμφάνισαν δερματικές αντιδράσεις. Ενώ η έκθεση στο ζιρκόνιο θεωρείται γενικά ασφαλής, η έκθεση στη σκόνη μετάλλου μπορεί να προκαλέσει ερεθισμό του δέρματος. Το στοιχείο δεν θεωρείται ούτε γονιδιοτοξικό ούτε καρκινογόνο.

Δομή κρυστάλλου: Το ζιρκόνιο έχει φάση άλφα και βήτα φάση. Σε θερμοκρασία δωματίου, τα άτομα σχηματίζουν στεγανά εξαγωνικά α-Zr. Στους 863 ° C, η δομή μεταβαίνει σε β-Zr με κέντρο το σώμα.

Ταξινόμηση στοιχείων:Μεταβατικό μέταλλο

Πυκνότητα (g / cc): 6.506

Σημείο τήξης (Κ): 2125

Σημείο βρασμού (Κ): 4650

Εμφάνιση: γκριζωπό-λευκό, λαμπερό, ανθεκτικό στη διάβρωση μέταλλο

Ατομική ακτίνα (μετα μεσημβριας): 160

Ατομικός τόμος (cc / mol): 14.1

Ομοιογενές ακτίνα (μετα μεσημβριας): 145

Ιονικό ακτίνα: 79 (+ 4e)

Ειδική θερμότητα (@ 20 ° C J / g mol): 0.281

Σύντηξη Θερμότητας (kJ / mol): 19.2

Εξάτμιση θερμότητας (kJ / mol): 567

Θερμοκρασία Debye (Κ): 250.00

Pauling Αρνητικότητα Αριθμός: 1.33

Πρώτη ενέργεια ιονισμού (kJ / mol): 659.7

Κράτη οξείδωσης: 4

Δομή δικτυώματος: Εξαγώνιος

Σταθερό πλέγμα (Å): 3.230

Λέιζερ C / A Αναλογία: 1.593

• Emsley, John (2001). Τα οικοδομικά τετράγωνα της φύσης. Oxford: Oxford University Press. σ. 506–510. ISBN 0-19-850341-5.
• Lide, David R., ed. (2007–2008). "Ζιρκόνιο". CRC Handbook of Chemistry and Physics. 4. Νέα Υόρκη: CRC Press. Π. 42. ISBN 978-0-8493-0488-0.
• Meija, J.; et αϊ. (2016). "Ατομικά βάρη των στοιχείων 2013 (τεχνική έκθεση IUPAC)". Καθαρή και Εφαρμοσμένη Χημεία. 88 (3): 265–91. doi: 10.1515 / pac-2015-0305

Επιστροφή στο Περιοδικός Πίνακας