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ジルコニウム元素の事実

1月 29, 2021
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40
Zr
91.22

化学元素のジルコニウムは遷移金属として分類されます。 1789年にMartinHeinrichKlaprothによって発見されました。

データゾーン

分類: ジルコニウムは遷移金属です
色: 灰白色
原子量: 91.22
状態: 固体
融点: 1850 oC、2123 K
沸点: 4400 oC、4673 K
電子: 40
プロトン: 40
最も豊富な同位体の中性子: 50
電子シェル: 2,8,18,10,2
電子構成: 4d2 5s2
密度@ 20oC: 6.52 g / cm3

もっと見る:熱、エネルギー、酸化、
反応、化合物、半径、コンドゥctivities

原子体積: 14.0 cm3 / mol
構造: hcp:六角形の最密充填
硬度: 5.0モー
比熱容量 0.27 J g-1 K-1
溶融熱 16.90 kJ mol-1
噴霧の熱 609 kJ mol-1
気化の熱 590.5 kJ mol-1
最初のイオン化エネルギー 640.1 kJ mol-1
2番目のイオン化エネルギー 1266.8 kJ mol-1
3番目のイオン化エネルギー 2218.2 kJ mol-1
電子親和性 41.1 kJ mol-1
最小酸化数 0
最小一般的な酸化番号 0
最大酸化数 4
最大一般的な酸化番号 4
電気陰性度(ポーリングスケール) 1.33
分極性体積 17.9Å3
空気との反応 穏やか、w /ht⇒ZrO2
15 MHNO3との反応 不動態化
6 MHClとの反応 なし
6 MNaOHとの反応 なし
酸化物 ZrO2(ジルコニア)
水素化物 ZrH2
塩化物 ZrCl3、ZrCl4
原子半径 160 pm
イオン半径(1+イオン) –
イオン半径(2+イオン) –
イオン半径(3+イオン) 88.5 pm
イオン半径(1-イオン) –
イオン半径(2-イオン) –
イオン半径(3-イオン) –
Thermal co導電率 22.7 W m-1 K-1
電気伝導率 2.3 x 106 S m-1
凝固点/融点: 1850 oC、2123 K

ジルコニウムの発見

Dr。ダグ・スチュワート

ヒヤシンスやジルコンなどのジルコニウムを含む貴石は、古くから装飾品として使用されてきました。

ジルコニウムは、1789年にベルリンで、スリランカのジルコン(ケイ酸ジルコニウム)のサンプルで、Martin HeinrichKlaprothによって元素として最初に認識されました。鉱物の組成に関する彼の分析は、次のことを示しました。25%シリカ。 0.5%酸化鉄; 70%の新しい酸化物。彼は新しい酸化物を「ジルコネルデ」と呼んだ。(2)

1808年、ロンドンでハンフリーデービー卿は、両方のナトリウムを分離するために成功した方法である電気分解によって酸化物から純粋な金属を取得しようとしました。そして1年前にカリウム。残念ながら、彼は努力に失敗しました。

成功は、1824年にスウェーデンのストックホルムで最初に金属を分離したジェイコブベルセリウスにもたらされました。 Berzeliusは、フッ化カリウムとフッ化ジルコニウムカリウム(K2ZrF6)の混合物を含む鉄管を加熱しました。彼は、電気の伝導性が低いアモルファス黒色火薬としてジルコニウムを製造しました。 (3)

オランダの科学者AntonEduard vanArkelとJanHendrik de Boerは、1925年に高純度のジルコニウムを製造する方法を発見しました。四ヨウ素化ジルコニウム(ZrI4)は、白熱したタングステンフィラメント上で分解され、純粋なジルコニウム。これはクリスタルバープロセスとして知られています。

要素名は、金のような意味のペルシア語の「専門用語」に由来します。

ジルコニウムロッド。画像参照。 (1)

キュービックジルコニア(上に表示)の結晶構造はダイヤモンド、そして同様の輝きを持っています。ミシェル・ジョーによる画像。

NASA:電磁的に浮上した溶融チタンのボール-ジルコニウム-ニッケル合金。浮遊する液体ボールが冷えて固化すると、液体が固体に変わるのに抵抗する理由に関する情報が明らかになります。

外観と特性

有害な影響:

ジルコニウムは無毒であると考えられています。

特徴:

ジルコニウムは強く、展性があり、延性があり、光沢があり、灰色がかっています。 -ホワイトメタル。

化合物に存在する場合、ジルコニウムは主に酸化状態IVで存在します。

その酸化物(ZrO2)は、多くの化合物と同様に白色です。

ジルコニウムは一般に、非常に優れた耐食性を備えています。ただし、低濃度であっても、フッ化水素酸によって急速に攻撃されます。

酸素雰囲気では、細かく分割されたジルコニウムは、金属炎の既知の最高温度である4460 oCで燃焼します。(4)粉末ジルコニウムは自然発生する可能性があります。空気中で発火します。

ジルコニウムの露出面は保護酸化物層を形成します。

タングステン酸ジルコニウム(ZrW2O8)は珍しい物質です。絶対ゼロ近くから780°C( 5)。

ジルコニウムの使用

ジルコニウムは、中性子の吸収が非常に不十分です。したがって、中性子が容易に移動できることが重要である燃料棒の被覆(外層)などの核エネルギー用途で有用です。

ジルコニウムは、外科用器具の製造に使用され、硬化剤としての鋼合金。

その並外れた耐食性の結果として、ジルコニウムは、パイプ、継手、熱交換器にジルコニウムの合金が見られる腐食環境の化学産業で広く使用されています。

ジルコニウムは超伝導磁石の製造にも使用されます。

ジルコン(ケイ酸ジルコニウム、ZrSiO4)は天然の宝石であり、合成立方晶ジルコニウム(二酸化ジルコニウム、ZrO2)は低コストの代替品として製造されています。ダイヤモンド用。

ジルコニウムベースの触媒は、アミノ化、水素化、異性化、酸化反応に使用されます。

ジルコン酸リチウムは二酸化炭素を吸収するために使用できます。反応は可逆的であるため、二酸化炭素を選択した場所に放出し、ジルコン酸リチウムを再び使用することができます。このアプリケーションは、大気中への二酸化炭素の放出に関する環境上の懸念に対処するのに役立つ可能性があります。

存在量とアイソトープ

存在量の地球の地殻:重量で165 ppm、38 ppm百万モル

豊富なソーラーシステム:重量で40 ppb、モルで0.5ppb

コスト、純粋:100gあたり157ドル

コスト、バルク:100gあたり16ドル

出典:その主な鉱物はジルコン(ケイ酸ジルコニウム、ZrSiO4)です。クロール法で塩化物をマグネシウムで還元することにより商業的に生産されています。

  1. 写真:Dschwen。
  2. メアリーエルバイラウィーク、The Discovery of the Elements XI。、Journal of Chemical Education。、7月1932年、p1231 / 2。
  3. エドワード・ターナー、フランクリン・バーチェ、化学の要素:科学の最近の発見と教義を含む、1830年、ジョン・グリッグ、p304 / 5。
  4. メアリーEagleson、Concise Encyclopedia Chemistry、1994、Walter de Gruyter、1199ページ。
  5. Allegheny TechnologiesIncorporated。タングステン酸ジルコニウム。 (pdfドキュメント)。

このページを引用

オンラインリンクの場合は、次のいずれかをコピーして貼り付けてください。

<a href="https://www.chemicool.com/elements/zirconium.html">Zirconium</a>

または

<a href="https://www.chemicool.com/elements/zirconium.html">Zirconium Element Facts</a>

学術文書でこのページを引用するには、次のMLA準拠の引用を使用してください。

"Zirconium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/zirconium.html>.

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