Cyrkon jest szarym metalem, który wyróżnia się tym, że jest ostatnim alfabetycznym symbolem układu okresowego pierwiastków. Ten pierwiastek znajduje zastosowanie w stopach, szczególnie w zastosowaniach jądrowych. Oto więcej faktów dotyczących cyrkonu:
Podstawowe fakty z cyrkonu
Liczba atomowa: 40
Symbol: Zr
Masa atomowa: 91.224
Odkrycie: Martin Klaproth 1789 (Niemcy); minerał cyrkonowy jest wspomniany w tekstach biblijnych.
Konfiguracja elektronów: [Kr] 4d2 5s2
Pochodzenie słowa: Nazwany od cyrkonu mineralnego. perski zargun: podobny do złota, który opisuje kolor kamienia znanego jako cyrkon, żargon, hiacynt, hiacynt lub ligure.
Izotopy: Naturalny cyrkon składa się z 5 izotopów; Scharakteryzowano 28 dodatkowych izotopów. Najczęstszym naturalnym izotopem jest 90Zr, który stanowi 51,45 procent tego pierwiastka. Z radioizotopów 93Zr ma najdłuższy okres półtrwania, który wynosi 1,53x106 lat
Nieruchomości: Cyrkon jest błyszczącym, szarawo-białym metalem. Czysty pierwiastek jest plastyczny i ciągliwy, ale metal staje się twardy i kruchy, gdy zawiera zanieczyszczenia. Cyrkon jest odporny na korozję spowodowaną przez kwasy, zasady, wodę i sól, ale rozpuszcza się w kwasie chlorowodorowym lub siarkowym. Drobno rozdrobniony metal może ulec samozapłonowi w powietrzu, szczególnie w podwyższonych temperaturach, ale metal stały 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 jest zasadniczo wolny od hafnu.
Wykorzystuje: Zircaloy® jest ważnym stopem do zastosowań jądrowych. Cyrkon ma niski przekrój absorpcji dla neutronów i dlatego jest wykorzystywany do zastosowań w energii jądrowej, takich jak okładziny elementów paliwowych. Cyrkon jest wyjątkowo odporny na korozję w wodzie morskiej i wiele popularnych kwasów i zasady, więc jest szeroko stosowany w przemyśle chemicznym, w którym stosuje się środki korozyjne. Cyrkon jest stosowany jako środek stopowy w stali, getter w rurkach próżniowych oraz jako składnik w urządzeniach chirurgicznych, lampach błyskowych, podkładach wybuchowych, przędzarkach ze sztucznego jedwabiu, żarnikach lamp itp. Węglan cyrkonu stosuje się w lotnych truciznach w połączeniu z urushiolem. Cyrkon stopowy z cynkiem staje się magnetyczny w temperaturach poniżej 35 ° K. Cyrkon z niobem służy do wytwarzania niskotemperaturowych magnesów nadprzewodzących. Tlenek cyrkonu (cyrkon) ma wysoki współczynnik załamania światła i jest stosowany jako kamień szlachetny. Używany jest zanieczyszczony tlenek, tlenek cyrkonu do tygli laboratoryjnych które wytrzymają szok termiczny, okładziny pieców oraz przemysł szklarski i ceramiczny jako materiał ogniotrwały.
Występowanie: Cyrkon nie istnieje jako wolny pierwiastek, głównie 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 stężeniem skał lądowych. Głównym komercyjnym źródłem cyrkonu jest krzemianowa cyrkon mineralna (ZrSiO4), który występuje w Brazylii, Australii, Rosji, Afryce Południowej, Indiach, Stanach Zjednoczonych oraz w mniejszych ilościach w innych częściach świata.
Efekty zdrowotne: Przeciętne ludzkie ciało zawiera około 250 miligramów cyrkonu, ale pierwiastek nie spełnia żadnej znanej funkcji biologicznej. Dietetyczne źródła cyrkonu to pełnoziarnista pszenica, brązowy ryż, szpinak, jajka i wołowina. Cyrkon znajduje się w antyperspirantach i systemach oczyszczania wody. Jego stosowanie jako węglanu w leczeniu trującego bluszczu zostało przerwane, ponieważ u niektórych osób wystąpiły reakcje skórne. Podczas gdy narażenie na cyrkon jest ogólnie uważane za bezpieczne, narażenie na proszek metaliczny może powodować podrażnienie skóry. Ten element nie jest uważany za genotoksyczny ani rakotwórczy.
Struktura krystaliczna: Cyrkon ma fazę alfa i fazę beta. W temperaturze pokojowej atomy tworzą ściśle upakowane sześciokątne α-Zr. W 863 ° C struktura przechodzi w β-Zr zorientowany na ciało.
Dane fizyczne cyrkonu
Klasyfikacja elementu:Metal przejściowy
Gęstość (g / cm3): 6.506
Temperatura topnienia (K): 2125
Temperatura wrzenia (K): 4650
Wygląd: szaro-biały, lśniący, 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
Fusion Heat (kJ / mol): 19.2
Ciepło parowania (kJ / mol): 567
Temperatura debye (K): 250.00
Pauling Negative Number: 1.33
Pierwsza energia jonizująca (kJ / mol): 659.7
Stany utleniania: 4
Struktura kratowa: Sześciokątny
Stała kratowa (Å): 3.230
Krata C / A Stosunek: 1.593
Bibliografia
- Emsley, John (2001). Bloki natury. Oxford: Oxford University Press. pp. 506–510. ISBN 0–19–850341–5.
- Lide, David R., red. (2007–2008). "Cyrkon". CRC Handbook of Chemistry and Physics. 4. Nowy Jork: CRC Press. p. 42. ISBN 978-0-8493-0488-0.
- Meija, J.; i in. (2016). „Wagi atomowe pierwiastków 2013 (raport techniczny IUPAC)”. Chemia czysta i stosowana. 88 (3): 265–91. doi: 10.1515 / pac-2015-0305
Powrót do Układ okresowy