Fakty dotyczące cyrkonu (liczba atomowa 40 lub Zr)

Właściwości chemiczne i fizyczne cyrkonu

Cyrkon jest błyszczącym, odpornym na korozję, szarawo-białym metalem. Dschwen, wikipedia.org

Cyrkon to szary metal, który wyróżnia się tym, że jest ostatnim symbolem pierwiastka, alfabetycznie, układu okresowego pierwiastków. Pierwiastek ten znajduje zastosowanie w stopach, szczególnie w zastosowaniach jądrowych. Oto więcej faktów dotyczących pierwiastka cyrkonowego:

Podstawowe fakty dotyczące cyrkonu

Liczba atomowa: 40

Symbol: Zr

Masa atomowa : 91 224

Odkrycie: Martin Klaproth 1789 (Niemcy); minerał cyrkon jest wymieniony w tekstach biblijnych.

Konfiguracja elektronów: [Kr] 4d^dwa5s^dwa

Pochodzenie słowa: Nazwany na cześć mineralnej cyrkonii. perski Sarguna : podobny do złota, który opisuje kolor kamienia szlachetnego znanego jako cyrkon, żargon, hiacynt, hiacynt lub ligura.

Izotopy: Cyrkon naturalny składa się z 5 izotopów; Scharakteryzowano 28 dodatkowych izotopów. Najczęstszym naturalnym izotopem jest⁹⁰Zr, który stanowi 51,45 procent pierwiastka. Z radioizotopów,⁹³Zr ma najdłuższy okres półtrwania, który wynosi 1,53x10⁶lat.

Nieruchomości: Cyrkon to lśniący, szarobiały metal. Czysty pierwiastek jest plastyczny i ciągliwy, ale metal staje się twardy i kruchy, gdy zawiera zanieczyszczenia. Cyrkon jest odporny na korozję powodowaną przez kwasy, zasady, wodę i sól, ale rozpuszcza się w kwasie solnym lub siarkowym. Drobno rozdrobniony metal może zapalić się samoczynnie w powietrzu, zwłaszcza w podwyższonych temperaturach, ale metal w stanie stałym jest stosunkowo stabilny. Hafn znajduje się w rudach cyrkonu i trudno go oddzielić od cyrkonu. Cyrkon klasy handlowej zawiera od 1% do 3% hafnu. Cyrkon klasy reaktorowej zasadniczo nie zawiera hafnu.

Zastosowania: Zircaloy® jest ważnym stopem do zastosowań jądrowych. Cyrkon ma niski przekrój absorpcji neutronów i dlatego jest wykorzystywany w zastosowaniach związanych z energią jądrową, na przykład do powlekania elementów paliwowych. Cyrkon jest wyjątkowo odporny na korozję powodowaną przez wodę morską i wiele popularnych kwasów i alkaliów, dlatego jest szeroko stosowany w przemyśle chemicznym, w którym stosuje się środki korozyjne. Cyrkon jest używany jako czynnik stopowy w stali, pochłaniacz w lampach próżniowych oraz jako składnik urządzeń chirurgicznych, żarówek fotoelektrycznych, wybuchowych starterów, dysz ze sztucznego jedwabiu, włókien lamp itp. Węglan cyrkonu jest używany w balsamach z trującego bluszczu do łączenia z urushiolem . Cyrkon stopiony z cynkiem staje się magnetyczny w temperaturach poniżej 35°K. Cyrkon z niobem jest używany do wytwarzania niskotemperaturowych magnesów nadprzewodzących. Tlenek cyrkonu (cyrkon) ma wysoki współczynnik załamania światła i jest używany jako kamień szlachetny. Stosowany jest zanieczyszczony tlenek cyrkonu na tygle laboratoryjne odporny na szok cieplny, na wykładziny pieców oraz przez przemysł szklarski i ceramiczny jako materiał ogniotrwały.

Występowanie: Cyrkon nie istnieje jako wolny pierwiastek, przede wszystkim ze względu na jego reaktywność z wodą. Metal ma stężenie około 130 mg/kg w skorupie ziemskiej i 0,026 μg/l w wodzie morskiej. Cyrkon znajduje się w gwiazdach typu S, Słońcu i meteorytach. Skały księżycowe zawierają stężenie tlenku cyrkonu porównywalne ze skałami lądowymi. Podstawowym komercyjnym źródłem cyrkonu jest mineralny cyrkon krzemianowy (ZrSiO₄), który występuje w Brazylii, Australii, Rosji, RPA, Indiach, Stanach Zjednoczonych oraz w mniejszych ilościach w innych częściach świata.

Efekty zdrowotne: Przeciętne ludzkie ciało zawiera około 250 miligramów cyrkonu, ale pierwiastek ten nie pełni żadnej znanej funkcji biologicznej. Źródła dietetyczne cyrkonu obejmują pełnoziarnistą pszenicę, brązowy ryż, szpinak, jajka i wołowinę. Cyrkon znajduje się w antyperspirantach i systemach oczyszczania wody. Jego stosowanie jako węglanu do leczenia bluszczu jadowitego zostało przerwane, ponieważ niektórzy ludzie doświadczyli reakcji skórnych. Chociaż narażenie na cyrkon jest ogólnie uważane za bezpieczne, narażenie na proszek metalu może powodować podrażnienie skóry. Pierwiastek nie jest uważany za genotoksyczny ani rakotwórczy.

Struktura krystaliczna: Cyrkon ma fazę alfa i fazę beta. W temperaturze pokojowej atomy tworzą gęsto upakowane heksagonalne α-Zr. W temperaturze 863 °C struktura przechodzi w β-Zr skoncentrowany na ciele.

Dane fizyczne cyrkonu

Klasyfikacja elementów: Metal przejściowy

Gęstość (g/cm3): 6506

Temperatura topnienia (K): 2125

Temperatura wrzenia (K): 4650

Wygląd zewnętrzny: szaro-biały, błyszczący, odporny na korozję metal

Promień atomowy (po południu): 160

Objętość atomowa (cm3/mol): 14,1

Promień kowalencyjny (po południu): 145

Promień jonowy : 79 (+4e)

Ciepło właściwe (@20°C J/g mol): 0,281

Ciepło termojądrowe (kJ/mol): 19,2

Ciepło parowania (kJ/mol): 567

Temperatura Debye (K): 250,00

Pauling Negative Numer: 1,33

Pierwsza energia jonizacyjna (kJ/mol): 659,7

Stany Utleniania : 4

Struktura sieci: Sześciokątny

Stała sieci (Å): 3230

Stosunek C/A sieci: 1,593

Bibliografia

• Emsley, John (2001). Bloki konstrukcyjne natury . Oksford: Oxford University Press. s. 506-510. ISBN 0-19-850341-5.
• Lide, David R., wyd. (2007-2008). 'Cyrkon'. Podręcznik Chemii i Fizyki CRC ... 4. Nowy Jork: CRC Press. p. 42. ISBN 978-0-8493-0488-0.
• Meija, J.; i in. (2016). „Wagi atomowe pierwiastków 2013 (sprawozdanie techniczne IUPAC)”. Chemia czysta i stosowana . 88(3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305

Powrót do Układ okresowy