Saltu al enhavo

Zirkonio

El Vikipedio, la libera enciklopedio

Ti

Zr

Hf

YzirkonioNb

Kr 4d2 5s2

90 Zr
40
↓Perioda tabelo de elementoj↓
kemia elemento • brulema pulvoro • lithophile
transirmetaloelemento de periodo 5
Ĝeneralaj informoj
Nomo (latine), simbolo, numero zirkonio (zirconium), Zr, 40
CAS-numero 7440-67-7
Loko en perioda tabelo 4-a grupo, 5-a periodo, bloko d
Karakteriza grupo Transiraj metaloj
abundeco en terkrusto 0,0165 %
Nombro de naturaj izotopoj 5
Aspekto argenta-blanka solido
Atomaj ecoj
Relativa atompezo 91.224 amu
Atomradiuso 155 pm
Kovalenta radiuso 175 pm
Radiuso de van der Waals 223 pm
Elektrona konfiguracio Kr 4d2 5s2
Elektronoj en ĉiu energia ŝelo 2; 8; 18; 10; 2
Oksidiĝa nombro +4
Fizikaj ecoj
Materia stato solida
Kristala strukturo heksagona
Denseco 6,52 g/cm3
Malmoleco 5,0 (Mohs-skalo)
Magneta konduto paramagneta
Degelpunkto 1855 °C (2128,15 K)
Bolpunkto 4409 °C (4682,15 K)
Molvolumeno 14,02 · 10−6 m3/mol
Specifa varmokapacito 278 J/(kg · K)
Elektra konduktivo 2,4 · 106 S/m
Elektra rezistivo 421 · 10−9 Ω · m
Termika konduktivo 22,6 W/(m · K)
Diversaj
Elektronegativeco 1 (Pauling-skalo)
Joniga energio 640,1 kJ/mol
Izotopoj
Izotopo Naturapero t1/2 radioaktiveco de disfalo Energio de disfalo MeV Produkto de radioaktiva disfalo
90Zr 51,45 % estas stabila kun 50 neŭtronoj
91Zr 11,22 % estas stabila kun 51 neŭtronoj
92Zr 17,15 % estas stabila kun 52 neŭtronoj
94Zr 17,38 % estas stabila kun 54 neŭtronoj
96Zr 2,80 % estas stabila kun 56 neŭtronoj
93Zr sinteza 1,53 · 106 a β− 0,091 93Nb
Se ne estas indikite alie, estas uzitaj unuoj de SI kaj SVP.

Zirkonio estas kemia elemento en la perioda tabelo, kiu havas la simbolon Zr kaj la atomnumeron 40. Ĝi estas brila grizblanka transirmetalo, kiu similas al titano. Zirkonio haveblas ĉefe el zirkono, kaj estas ege nerustema. Zirkonio estas ĉefe uzata en nukleaj reaktoroj kiel neŭtron-sorbilo. Ĝi estas uzata ankaŭ por fari alojojn, kiuj ne rustas.

Oni (ĉefe Ulrich Volz, germana dentisto) eksperimentis sukcese pri zirkoniaj dentoj (implantaĵoj), kie la zirkonio estis uzata en formo de zirkonia oksido. Tiu ceramika formo estas pli korpoamika ol la kutime uzata titano.

Karakterizaĵoj

[redakti | redakti fonton]

Zirkonio estas brila, grizecblanka, mola, muldebla, modlebla metalo kiu estas solida ĉe ĉambra temperaturo, kvankam ĝi estas malmola kaj fragila ĉe pli malgrandaj purecoj.[1] En pulvora formo, zirkonio estas tre brulema[2], sed la solida formo estas multe malpli inklina al ekbruligo. Zirkonio estas tre imuna al korodo de alkaloj, acidoj, sala akvo kaj aliaj agentoj.[3] Tamen, ĝi dissolviĝos en klorida kaj sulfata acido, precipe kiam fluoro ĉeestas.[4]

Enhavo de Zirkonio en la Terkrusto

[redakti | redakti fonton]

La enhavo de zirkonio en la terkrusto estas 19-a, preskaŭ egala al kromo. La zirkon-enhavantaj mineraloj kun industria valoro en naturo estas ĉefe zirkonaj kaj baddeleyito. La zirkonioresursoj de la monda estas plejparte trovitaj en marbordaj lokiginpagoj, kun nur malgranda parto trovita en akretivaj sabloj kaj primaraj ercoj.[5]

Apartigo de zirkonio kaj hafnio

[redakti | redakti fonton]

Komerca zirkoniometalo tipe enhavas 1-3% de hafnio,[6] kio estas kutime ne problema ĉar la kemiaj trajtoj de hafnio kaj zirkonio estas tre similaj. Iliaj neŭtron-absorbaj trajtoj diferencas forte, aliflanke, necesigante la apartigon de hafnio de zirkonio por nukleaj reaktoroj.[7]

Aplikaĵo

[redakti | redakti fonton]

Plej multe de la zirkono estas uzata rekte en alttemperaturaj aplikoj. Zirkono havas larĝan gamon de uzoj pro sia fajrorezisto, malmoleco kaj kemia rezisto. Ĝia ĉefa uzo estas kiel opacigilo, donante al ceramikaj materialoj blankan, maldiafanan aspekton. Pro sia kemia rezisto, zirkono ankaŭ estas uzata en korodaj medioj, kiel muldiloj por fandita metalo. [8]

Zirkonia dioksido (ZrO2 ) estas uzata en laboratoriaj krisoloj, metalurgiaj fornoj, kaj kiel obstina materialo[9]. Ĉar ĝi estas meĥanike forta kaj fleksebla, ĝi povas esti sinterigita en ceramikajn tranĉilojn kaj aliajn klingojn. Zirkono (ZrSiO4 ) kaj kuba zirkonio (ZrO2 ) estas tranĉitaj en gemojn kaj uzitaj en juvelaĵoj. Zirkonia dioksido estas komponanto de certaj abrasivoj kiel muelradoj kaj sablopapero.

Referencoj

[redakti | redakti fonton]
  1. Emsley, Johano (2001). Konstrublokoj de la naturo. Oksfordo: Oxford University Press. pp 506–510. ISBN 978-0-19-850341-5.
  2. Mikrozirkonia Pulvoro. Stanforda Pulvoro. Afiŝita la 6-an de marto.
  3. Lide, David R., red. (2007-2008). "Zirkonio". CRC Manlibro de Kemio kaj Fiziko. Vol. 4. Novjorko: CRC Press. p. 42. ISBN 978-0-8493-0488-0.
  4. Considine, Glenn D., red. (2005). "Zirkonio". Enciklopedio de Kemio de Van Nostrand. New York: Wylie-Interscience. pp 1778–1779. ISBN 978-0-471-61525-5.
  5. Peterson, Johano; MacDonell, Margareta (2007). "Zirkonio". Radiologiaj kaj Kemiaj Faktfolioj por Subteni Sanajn Riskajn Analizojn por Poluitaj Areoj (PDF). Argonne Nacia Laboratorio. pp 64–65. Arkivita el la originalo (PDF) je 2008-05-28. Elŝutite 2008-02-26 .
  6. Nielsen, Ralph (2005) "Zirkonio kaj Zirkonio-Kunmetaĵoj" en Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a28_543
  7. Kemiaj Ĝemeloj: Zirkonio kaj Hafnio, la Similecoj kaj Diferencoj. Stanford Advanced Materials. Prenite 14 februaron 2025.
  8. Nielsen, Ralph (2005) "Zirkonio kaj Zirkonio-Kunmetaĵoj" en Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a28_543
  9. Aplikoj de Zirkonia Dioksido. Stanford Advanced Materials. Prenite 14 februaron 2025.