Zirconiul este un metal gri care are particularitatea de a fi simbolul ultimului element, alfabetic, din tabelul periodic. Acest element este utilizat în aliaje, în special pentru aplicații nucleare. Iată mai multe informații despre elementul zirconiu:
Date de bază ale zirconiului
Număr atomic: 40
Simbol: Zr
Greutate atomică : 91.224
Descoperire: Martin Klaproth 1789 (Germania); Zirconul mineral este menționat în textele biblice.
Configurație electronică : [Kr] 4d 2 5s 2
Originea cuvântului: Numit pentru mineralul zircon. Zargun persan – asemănător cu aurul, descriind culoarea pietrei prețioase cunoscute sub numele de zircon, argo, zambilă, zambilă sau ligură.
Izotopi: Zirconiul natural este format din 5 izotopi; Alți 28 de izotopi au fost caracterizați. Cel mai comun izotop natural este 90 Zr, care reprezintă 51,45% din element. Dintre radioizotopi, 93 Zr are cel mai lung timp de înjumătățire, care este de 1,53 x 106 ani.
Proprietăți: Zirconiul este un metal strălucitor alb-gri. Elementul pur este maleabil și ductil, dar metalul devine dur și casant atunci când conține impurități. Zirconiul rezistă la coroziune de la acizi, alcalii, apă și sare, dar se dizolvă în acid clorhidric sau sulfuric. Metalul fin divizat se poate aprinde spontan în aer, în special la temperaturi ridicate, dar metalul solid este relativ stabil. Hafniul se găsește în minereurile de zirconiu și este greu de separat de zirconiu. Zirconiul de calitate comercială conține 1% până la 3% hafniu. Zirconiul de calitate pentru reactor nu conține hafniu.
Utilizări: Zircaloy(R) este un aliaj important pentru aplicații nucleare. Zirconiul are o secțiune transversală de absorbție scăzută pentru neutroni și, prin urmare, este utilizat pentru aplicații de energie nucleară, cum ar fi căptușeala elementelor de combustibil. Zirconiul este excepțional de rezistent la coroziune de către apa de mare și mulți acizi și alcali obișnuiți, ceea ce îl face utilizat pe scară largă în industria chimică, unde sunt utilizați agenți corozivi.Zirconiul este folosit ca agent de aliere în oțel, un getter în tuburile vidate și ca componentă în aparate chirurgicale, becuri bliț fotografice, grunduri explozive, filamente din raion, filamente de lămpi etc. Carbonatul de zirconiu este utilizat în loțiunile de iedera otrăvitoare pentru a se combina cu urushiol. Zirconiul aliat cu zinc devine magnetic la temperaturi sub 35°K. Zirconiul cu niobiu este folosit pentru a face magneți supraconductori la temperatură joasă. Oxidul de zirconiu (zircon) are un indice de refracție ridicat și este folosit ca piatră prețioasă. Oxidul impur, zirconia, este utilizat pentru creuzetele de laboratorcare rezistă la șocuri termice, pentru căptușelile cuptoarelor și în industria sticlei și ceramicii ca material refractar.
Apariție: Zirconiul nu există ca element liber, în principal datorită reactivității sale cu apa. Metalul are o concentrație de aproximativ 130 mg/kg în scoarța terestră și 0,026 μg/L în apa de mare. Zirconiul se găsește în stelele de tip S, Soare și meteoriți. Rocile lunare conțin o concentrație de oxid de zirconiu comparabilă cu rocile terestre. Principala sursă comercială de zirconiu este silicatul mineral de zirconiu (ZrSiO 4 ), care se găsește în Brazilia, Australia, Rusia, Africa de Sud, India, Statele Unite și în cantități mai mici în alte părți ale lumii.
Efecte asupra sănătății: corpul uman mediu conține aproximativ 250 de miligrame de zirconiu, dar elementul nu are rol biologic cunoscut. Sursele alimentare de zirconiu includ grâul integral, orezul brun, spanacul, ouăle și carnea de vită. Zirconiul se găsește în antiperspirante și în sistemele de purificare a apei. Utilizarea sa ca carbonat pentru a trata iedera otrăvitoare a fost întreruptă deoarece unii oameni au experimentat reacții cutanate. În timp ce expunerea la zirconiu este în general considerată sigură, expunerea la praful metalic poate provoca iritații ale pielii. Elementul nu este considerat nici genotoxic, nici cancerigen.
Structura cristalului: Zirconiul are o fază alfa și o fază beta. La temperatura camerei, atomii formează α-Zr hexagonal compact. La 863 °C, structura se schimbă în β-Zr centrat pe corp.
Date fizice cu zirconiu
Clasificarea elementelor: metal de tranziție
Densitate (g/cc): 6,506
Punct de topire (K): 2125
Punct de fierbere (K): 4650
Aspect: metal alb-cenusiu, lucios, rezistent la coroziune
Raza atomică (pm): 160
Volumul atomic (cc/mol): 14,1
Raza covalentă (pm): 145
Raza ionică : 79 (+4e)
Căldura specifică (@20°CJ/g mol): 0,281
Căldura de fuziune (kJ/mol): 19,2
Căldura de evaporare (kJ/mol): 567
Temperatura Debye (K): 250,00
Numărul de negativitate Pauling: 1,33
Prima energie de ionizare (kJ/mol): 659,7
Stari de oxidare : 4
Structura zăbrelei: Hexagonală
Constanta rețelei (Å): 3.230
Raport C/A lattice: 1,593
Referințe
- Emsley, John (2001). Blocuri de construcție ale naturii . Oxford: Oxford University Press. p. 506–510. ISBN 0-19-850341-5.
- Lide, David R., ed. (2007-2008). „Zirconiu”. CRC Manual de chimie și fizică . 4. New York: CRC Press. p. 42. ISBN 978-0-8493-0488-0.
- Meija, J.; et al. (2016). „Greutățile atomice ale elementelor 2013 (Raport tehnic IUPAC)”. Chimie pură și aplicată . 88(3):265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305
Înapoi la Tabelul Periodic
