Tsirkooniumi faktid (aatomnumber 40 või Zr)

Tsirkoonium on hall metall, mis eristub perioodilise tabeli tähestikulises järjekorras viimase elemendi sümbolina. Seda elementi võib kasutada sulamites, eriti tuumarakendustes. Siin on veel fakte tsirkooniumi elementide kohta:

Aatomnumber: 40

Sümbol: Zr

Aatommass: 91.224

Avastus: Martin Klaproth 1789 (Saksamaa); tsirkooni mineraal on mainitud piiblitekstides.

Elektroni konfiguratsioon: [Kr] 4d² 5 s²

Sõna päritolu: Nimeks mineraalne tsirkoon. Pärsia zargun: kuldtaoline, mis kirjeldab vääriskivi värvi, mida nimetatakse tsirkooniks, žargooniks, hüatsintiks, jaksoniks või ligureks.

Isotoobid: Looduslik tsirkoonium koosneb viiest isotoobist; Iseloomustati veel 28 isotoopi. Kõige tavalisem looduslik isotoop on ⁹⁰Zr, mis moodustab 51,45 protsenti elemendist. Radioisotoopidest ⁹³Zr on pikim poolestusaeg, mis on 1,53x10⁶ aastatel.

Omadused: Tsirkoonium on läikiv hallikasvalge metall. Puhas element on tempermalmist ja plastilist, kuid lisandite sisalduse korral muutub metall kõvaks ja hapraks. Tsirkoonium on korrosioonile vastupidavaks hapetest, leelistest, veest ja soolast, kuid see lahustub soolhappes või väävelhapetes. Peeneks jaotunud metall võib õhus iseeneslikult süttida, eriti kõrgendatud temperatuuridel, kuid tahke metall on suhteliselt stabiilne. Hafniumi leidub tsirkooniumimaakides ja seda on tsirkooniumist raske eraldada. Kaubandusliku kvaliteediga tsirkoonium sisaldab 1 kuni 3% hafniumi. Reaktorikvaliteediga tsirkoonium on hafniumivaba.

Kasutusalad: Zircaloy (R) on tuumarakenduste jaoks oluline sulam. Tsirkooniumi ristlõige on neutronite jaoks madal ja seetõttu kasutatakse seda tuumaenergiarakendustes, näiteks kütuseelementide plakeerimiseks. Tsirkoonium on erakordselt vastupidav merevee ja palju tavalisi happeid ja leelised, seetõttu kasutatakse seda laialdaselt keemiatööstuses, kus kasutatakse söövitavaid aineid. Tsirkooniumi kasutatakse terase legeeriva ainena, vaakumtorudes getterina ning kirurgiliste seadmete, valguskiirte pirnide, plahvatuspraimerite, rayon spinnerettide, lampide hõõgniitide jms komponendina. Tsirkooniumkarbonaati kasutatakse mürgise luuderohu kreemides, et kombineerida urusiooliga. Tsingiga legeeritud tsirkoonium muutub temperatuuril alla 35 ° K magnetiliseks. Nioobiumiga tsirkooniumi kasutatakse madala temperatuuriga ülijuhtivate magnetide valmistamiseks. Tsirkooniumoksiidil (tsirkoonil) on kõrge murdumisnäitaja ja seda kasutatakse vääriskivina. Kasutatakse ebapuhta oksiidi, tsirkooniumoksiidi laboratoorsete tiiglite jaoks mis talub kuumašokki ahjude vooderdiste jaoks ning klaasi- ja keraamikatööstuses tulekindla materjalina.

Esinemine: Tsirkooniumi ei eksisteeri vaba elemendina, peamiselt selle reaktsioonivõime tõttu veega. Selle metalli kontsentratsioon maapõues on umbes 130 mg / kg ja merevees 0,026 μg / L. Tsirkooniumi leidub S-tüüpi tähtedes, Päikeses ja meteoriitides. Kuukivimite tsirkooniumoksiidi kontsentratsioon on võrreldav maapealsete kivimitega. Tsirkooniumi peamine kaubanduslik allikas on silikaatmineraal tsirkoon (ZrSiO₄), mis leiab aset Brasiilias, Austraalias, Venemaal, Lõuna-Aafrikas, Indias, USA-s ja väiksemates kogustes mujal maailmas.

Mõju tervisele: Keskmine inimese keha sisaldab umbes 250 milligrammi tsirkooniumi, kuid see element ei oma teadaolevat bioloogilist funktsiooni. Tsirkooniumi toidulisanditeks on täistera nisu, pruun riis, spinat, munad ja veiseliha. Tsirkooniumi leidub higistamisvastastes ainetes ja veepuhastussüsteemides. Selle kasutamine karbonaadina mürgise luuderohi raviks on lõpetatud, kuna mõnel inimesel tekkisid nahareaktsioonid. Kuigi tsirkooniumiga kokkupuudet peetakse üldiselt ohutuks, võib kokkupuude metallipulbriga põhjustada nahaärritust. Seda elementi ei peeta ei genotoksiliseks ega kantserogeenseks.

Kristallstruktuur: Tsirkooniumil on alfa- ja beetafaas. Toatemperatuuril moodustavad aatomid tihedalt pakitud kuusnurkse a-Zr. Temperatuuril 863 ° C muutub struktuur kehakeskseks β-Zr-ks.

Elementide klassifikatsioon:Siirdemetall

Tihedus (g / cm3): 6.506

Sulamispunkt (K): 2125

Keemispunkt (K): 4650

Välimus: hallikasvalge, läikiv, korrosioonikindel metall

Aatomraadius (pm): 160

Aatomimaht (cc / mol): 14.1

Kovalentne raadius (pm): 145

Ioonraadius: 79 (+ 4e)

Spetsiifiline kuumus (@ 20 ° C J / g mol): 0.281

Termotuumasüntees (kJ / mol): 19.2

Aurustumissoojus (kJ / mol): 567

Debye temperatuur (K): 250.00

Paulingu negatiivsuse arv: 1.33

Esimene ioniseeriv energia (kJ / mol): 659.7

Oksüdeerumisseisundid: 4

Võre struktuur: Kuusnurkne

Võre konstant (Å): 3.230

Võre C / A suhe: 1.593

• Emsley, John (2001). Looduse ehitusplokid. Oxford: Oxford University Press. lk. 506–510. ISBN 0-19-850341-5.
• Lide, David R., toim. (2007–2008). "Tsirkoonium". CRC keemia ja füüsika käsiraamat. 4. New York: CRC Press. lk. 42. ISBN 978-0-8493-0488-0.
• Meija, J.; et al. (2016). "Elementide aatomkaalud 2013 (IUPACi tehniline aruanne)". Puhas ja rakenduskeemia. 88 (3): 265–91. doi: 10.1515 / pac-2015-0305

Naase lehele Perioodilisustabel