Химический элемент Цирконий

40(91,224 )

Цирконий

Группа	4	Температура плавления	1854 ° С, 3369 ° F, 2127 К
Период	5	Точка кипения	4406 ° С, 7963 ° F, 4679 К
Блокировать	d	Плотность (г см -3 )	6.52
Атомный номер	40	Относительная атомная масса	91,224
Состояние при 20 ° C	Твердый	Ключевые изотопы	90 Zr, 92 Zr, 94 Zr
Электронная конфигурация	[Kr] 4д 2 5с 2	Количество CAS	7440-67-7

Использование и свойства элемента Цирконий

Объяснение изображения

Древние египтяне использовали драгоценные камни циркона в украшениях. Для древних египтян жук-скарабей (представленный здесь) был символом возрождения и созидания, передавая идеи преобразования, обновления и воскрешения.

Внешность

Твердый серебристый металл, очень устойчивый к коррозии.

Использует

Цирконий не поглощает нейтроны, что делает его идеальным материалом для использования на атомных электростанциях. Таким образом используется более 90% циркония. Ядерные реакторы могут иметь более 100 000 метров труб из циркониевого сплава. Вместе с ниобием цирконий является сверхпроводящим при низких температурах и используется для изготовления сверхпроводящих магнитов.Металлический цирконий защищен тонким оксидным слоем, что делает его исключительно устойчивым к коррозии кислотами, щелочами и морской водой. По этой причине он широко используется в химической промышленности.Оксид циркония (IV) используется в сверхпрочной керамике. Он используется для изготовления тиглей, устойчивых к тепловому удару, футеровки печей, литейного кирпича, абразивов, а также в стекольной и керамической промышленности. Он настолько прочен, что из него можно сделать даже ножницы и ножи. Он также используется в косметике, антиперспирантах, упаковке пищевых продуктов и для изготовления микроволновых фильтров.Циркон - это натуральный полудрагоценный камень, который бывает самых разных цветов. Самые желанные имеют золотистый оттенок. Элемент был впервые обнаружен в этой форме, что и привело к его названию. Кубический цирконий (оксид циркония) - синтетический драгоценный камень. Бесцветные камни в огранке напоминают бриллианты.Циркон, смешанный с ванадием или празеодимом, дает синий и желтый пигменты для глазурования керамики.

Биологическая роль

Цирконий не играет известной биологической роли. Обладает низкой токсичностью.

Природное изобилие

Цирконий встречается примерно в 30 минеральных формах, основными из которых являются циркон и бадделеит. Ежегодно добывается более 1,5 миллиона тонн циркона, в основном в Австралии и Южной Африке. Больше всего бадделеита добывается в Бразилии.Металлический цирконий производят в промышленных масштабах, сначала превращая циркон в хлорид циркония, а затем восстанавливая хлорид магнием.

История химического элемента Цирконий

Драгоценные камни, содержащие цирконий, в древности назывались цирконом. В 1789 году немецкий химик Мартин Клапрот проанализировал циркон и выделил цирконий в виде его «земного» диоксида циркония, который представляет собой оксид ZrO 2 .

Клапрот не смог изолировать сам чистый металл, и Хамфри Дэви также потерпел неудачу, когда он попытался электролиз в 1808 году. Только в 1824 году этот элемент был изолирован, когда шведский химик Йенс Берцелиус нагрел гексафторцирконат калия (K 2 ZrF 6 ) с металлическим калием. и получил цирконий в виде черного порошка.

Абсолютно чистый цирконий был произведен только в 1925 году голландскими химиками Антоном Эдуардом ван Аркелем и Яном Хендриком де Буром путем разложения тетраиодида циркония (ZrI 4 ). В наши дни металл производят в больших объемах путем нагревания тетрахлорида циркония (ZrCl 4 ) с магнием.

Химические свойства

Атомный радиус, несвязанный (Å)	2,23	Ковалентный радиус (Å)	1,64
Сродство к электрону (кДж моль -1 )	41.103	Электроотрицательность (шкала Полинга)	1,33
Энергия ионизационной (кДж моль -1 )	1- й 640,0742- й 12643- й2218,24 чт 3313,315 чт 7752,4046 чт -7 чт -8 чт-

Состояния окисления и изотопы Цирконий

Общие состояния окисления	4
Изотопы	Изотоп	Атомная масса	Естественное изобилие (%)	Период полураспада	Режим распада
	90 Zr	89,905	51,45	-	-
	91 Zr	90,906	11,22	-	-
	92 Zr	91,905	17.15	-	-
	94 Zr	93,906	17,38	> 10 17 лет	β-β-
	96 Zr	95,908	2,8	2,3 × 10 19 лет	β-β-
				> 1,7 х 18 г	β-

Данные о давлении и температуре

Удельная теплоемкость (Дж кг −1 K −1 )	278	Модуль Юнга (ГПа)	Неизвестно
Модуль сдвига (ГПа)	Неизвестно	Объемный модуль (ГПа)	Неизвестно
Давление газа
Температура (K)	400600800100012001400160018002000 г.22002400
400	600	800	1000	1200	1400	1600	1800	2000 г.	2200	2400
Давление (Па)	-----1,05 х 10-106,17 х 10-88,68 х 10-60,000450,0110,155
-	-	-	-	-	1,05 х 10-10	6,17 х 10-8	8,68 х 10-6	0,00045	0,011	0,155