Zirkonium Feiten (Atomic Number 40 of Zr)

Zirkonium is een grijs metaal dat het alfabetische symbool van het laatste element van het periodiek systeem is. Dit element wordt gebruikt in legeringen, met name voor nucleaire toepassingen. Hier zijn meer feiten over zirkoniumelementen:

Zirkonium basisfeiten

Atoomnummer: 40

Symbool: Zr

Atoomgewicht: 91,224

Ontdekking: Martin Klaproth 1789 (Duitsland); zirkoonmineraal wordt genoemd in bijbelse teksten.

Elektronen configuratie: [Kr] 4d² 5s²

Woord oorsprong: Genoemd naar het mineraal zirkoon. Perzisch zargun: goudachtig, wat de kleur beschrijft van de edelsteen die bekend staat als zirkoon, jargon, hyacint, jacinth of ligure.

isotopen: Natuurlijk zirkonium bestaat uit 5 isotopen; 28 extra isotopen zijn gekarakteriseerd. De meest voorkomende natuurlijke isotoop is ⁹⁰Zr, die 51,45 procent van het element uitmaakt. Van de radio-isotopen, ⁹³Zr heeft de langste halfwaardetijd, die 1,53x10 is⁶ jaar.

Eigendommen: Zirkonium is een glanzend grijsachtig wit metaal. Het pure element is vervormbaar en vervormbaar, maar het metaal wordt hard en broos wanneer het onzuiverheden bevat. Zirkonium is bestand tegen corrosie van zuren, alkaliën, water en zout, maar lost wel op in zoutzuur of zwavelzuur. Fijn verdeeld metaal kan spontaan in lucht ontbranden, vooral bij verhoogde temperaturen, maar het vaste metaal is relatief stabiel. Hafnium wordt gevonden in zirkoniumertsen en is moeilijk te scheiden van zirkonium. Zirkonium van commerciële kwaliteit bevat 1% tot 3% hafnium. Zirkonium van reactorkwaliteit is in wezen vrij van hafnium.

Toepassingen: Zircaloy (R) is een belangrijke legering voor nucleaire toepassingen. Zirkonium heeft een lage absorptiedoorsnede voor neutronen en wordt daarom gebruikt voor nucleaire energietoepassingen, zoals voor bekledingsbrandstofelementen. Zirkonium is uitzonderlijk goed bestand tegen corrosie door zeewater en vele veel voorkomende zuren en logen, dus het wordt veel gebruikt door de chemische industrie waar corrosieve middelen worden gebruikt. Zirkonium wordt gebruikt als legeringsmiddel in staal, een getter in vacuümbuizen en als component in chirurgische apparaten, fotoflitslampen, explosieve primers, rayon-spindoppen, lampfilamenten, enz. Zirkoniumcarbonaat wordt gebruikt in gifsumaklotions om te combineren met urushiol . Zirkonium gelegeerd met zink wordt magnetisch bij temperaturen onder 35 ° K. Zirkonium met niobium wordt gebruikt om supergeleidende magneten op lage temperatuur te maken. Zirkoniumoxide (zirkoon) heeft een hoge brekingsindex en wordt gebruikt als een edelsteen. Het onzuivere oxide, zirkonia, wordt gebruikt voor smeltkroezen in laboratoria die bestand zijn tegen hitteschokken, voor ovenbekledingen en door de glas- en keramische industrie als vuurvast materiaal.

Voorkomen: Zirkonium bestaat niet als een vrij element, voornamelijk vanwege zijn reactiviteit met water. Het metaal heeft een concentratie van ongeveer 130 mg / kg in de aardkorst en 0,026 μg / l in zeewater. Zirkonium wordt gevonden in S-type sterren, de zon en meteorieten. Maanrotsen bevatten een zirkoniumoxide-concentratie vergelijkbaar met die van terrestrische rotsen. De primaire commerciële bron van zirkonium is het silicaatmineraal zirkoon (ZrSiO₄), die voorkomt in Brazilië, Australië, Rusland, Zuid-Afrika, India, de Verenigde Staten en in kleinere hoeveelheden elders in de wereld.

Gezondheidseffecten: Het gemiddelde menselijke lichaam bevat ongeveer 250 milligram zirkonium, maar het element heeft geen bekende biologische functie. Dieetbronnen van zirkonium zijn volkoren, bruine rijst, spinazie, eieren en rundvlees. Zirkonium wordt aangetroffen in anti-transpiranten en waterzuiveringssystemen. Het gebruik ervan als carbonaat om gifsumak te behandelen is stopgezet omdat sommige mensen huidreacties ervoeren. Hoewel blootstelling aan zirkonium over het algemeen als veilig wordt beschouwd, kan blootstelling aan het metaalpoeder huidirritatie veroorzaken. Het element wordt niet als genotoxisch of carcinogeen beschouwd.

Kristal structuur: Zirkonium heeft een alfafase en een bètafase. Bij kamertemperatuur vormen de atomen dicht opeengepakte zeshoekige a-Zr. Bij 863 ° C gaat de structuur over naar lichaamsgecentreerde β-Zr.

Fysieke gegevens van zirkonium

Elementclassificatie: Overgangsmetaal

Dichtheid (g / cc): 6,506

Smeltpunt (K): 2125

Kookpunt (K): 4650

Uiterlijk: grijsachtig wit, glanzend, corrosiebestendig metaal

Atoomradius (p.m): 160

Atoomvolume (Cc / mol): 14.1

Covalent Radius (p.m): 145

Ionische straal: 79 (+ 4e)

Specifieke hitte (@ 20 ° C J / g mol): 0,281

Fusion Heat (KJ / mol): 19.2

Verdampingswarmte (kJ / mol): 567

Debye temperatuur (K): 250.00

Pauling Negativity Number: 1.33

Eerste ioniserende energie (kJ / mol): 659,7

Oxidatiestaten: 4

Rasterstructuur: zeshoekig

Lattice Constant (Å): 3.230

Rooster C / A-verhouding: 1.593

Referenties

• Emsley, John (2001). De bouwstenen van de natuur. Oxford: Oxford University Press. pp.506-510. ISBN 0-19-850341-5.
• Lide, David R., ed. (2007-2008). "Zirconium". CRC Handbook of Chemistry and Physics. 4. New York: CRC Press. p. 42. ISBN 978-0-8493-0488-0.
• Meija, J .; et al. (2016). "Atoomgewichten van de elementen 2013 (IUPAC technisch rapport)". Zuivere en toegepaste chemie. 88 (3): 265-91. doi: 10,1515 / pac-2015-0305

Keer terug naar het periodiek systeem