지르코늄 원소 정보
화학 원소 지르코늄은 전이 금속으로 분류됩니다. 1789 년 Martin Heinrich Klaproth가 발견했습니다.
데이터 영역
| 분류 : | 지르코늄은 전이 금속입니다. |
| 색상 : | 회백색 |
| 원자량 : | 91.22 |
| 상태 : | 고체 |
| 녹는 점 : | 1850oC, 2123K |
| 끓는점 : | 4400oC, 4673K |
| 전자 : | 40 |
| 양성자 : | 40 |
| 가장 풍부한 동위 원소의 중성자 : | 50 |
| 전자 껍질 : | 2,8,18,10,2 |
| 전자 구성 : | 4d2 5s2 |
| 밀도 @ 20oC : | 6.52g / cm3 |
더보기 : 열, 에너지, 산화,
반응, 화합물, 반경, 도관 ctivities
| 원자 부피 : | 14.0 cm3 / mol |
| 구조 : | hcp : 육각형 밀폐 포장 |
| 경도 : | 5.0 mohs |
| 비열 | 0.27 J g-1 K-1 |
| 융해열 | 16.90 kJ mol-1 |
| 무화 열 | 609 kJ mol-1 |
| 기화열 | 590.5 kJ mol-1 |
| 1 차 이온화 에너지 | 640.1 kJ mol-1 |
| 2 차 이온화 에너지 | 1266.8 kJ mol-1 |
| 3 차 이온화 에너지 | 2218.2 kJ mol-1 |
| 전자 친 화성 | 41.1 kJ mol-1 |
| 최소 산화수 | 0 |
| 최소 일반적인 산화 번호 | 0 |
| 최대 산화 수 | 4 |
| 최대. 일반적인 산화 번호. | 4 |
| 전기 음성도 (폴링 스케일) | 1.33 |
| 분 극성 부피 | 17.9 Å3 |
| 공기와의 반응 | 온화함, w / ht ⇒ ZrO2 |
| 15M HNO3 반응 | 부동 태화 |
| 6M HCl 반응 | 없음 |
| 6M NaOH와의 반응 | 없음 |
| 산화물 | ZrO2 (지르코니아 ) |
| 수 소화물 | ZrH2 |
| 염화물 | ZrCl3, ZrCl4 |
| 원자 반경 | 160 pm |
| 이온 반경 (1+ 이온 ) | – |
| 이온 반경 (2+ 이온) | – |
| 이온 반경 (3+ 이온) | 88.5 pm |
| 이온 반경 (1- 이온) | – |
| 이온 반경 (2- 이온) | – |
| 이온 반경 (3- 이온) | – |
| Thermal co 유도 성 | 22.7 W m-1 K-1 |
| 전기 전도도 | 2.3 x 106 S m-1 |
| 어는점 / 어는점 : | 1850 oC, 2123 K |
지르코늄 발견
히아신스와 지르콘과 같은 지르코늄이 함유 된 보석은 고대부터 장식으로 사용되었습니다.
지르코늄은 1789 년 베를린의 Martin Heinrich Klaproth가 스리랑카의 지르콘 (규산 지르코늄) 샘플에서 원소로 처음 인식되었습니다. 광물의 조성에 대한 그의 분석 결과 : 25 % 실리카; 0.5 % 산화철; 70 % 새로운 산화물. 그는 새로운 산화물을 ‘지르 코 네르 드 (Zirconerde)’라고 불렀습니다. 그리고 1 년 전의 칼륨. 불행히도 그는 그의 노력에 실패했습니다.
성공은 1824 년 스웨덴 스톡홀름에서 금속을 처음 분리 한 Jacob Berzelius에게 왔습니다. Berzelius는 칼륨과 칼륨 지르코늄 플루오 라이드 (K2ZrF6)의 혼합물이 들어있는 철관을 가열했습니다. 그는 전기 전도도가 좋지 않은 비정질 흑색 분말로 지르코늄을 생산했습니다. (3)
네덜란드 과학자 Anton Eduard van Arkel과 Jan Hendrik de Boer는 1925 년에 고순도 지르코늄을 생산하는 방법을 발견했습니다. ZrI4 (Zirconium tetraiodide)는 백색의 뜨거운 텅스텐 필라멘트에서 분해되어 순수한 지르코늄. 이를 크리스탈 바 프로세스라고합니다.
요소 이름은 금과 같은 의미의 페르시아어 ‘zargon’에서 유래되었습니다.
지르코늄 막대.이미지 참조. (1)
큐빅 지르코니아 (위 그림 참조)는 다음과 같은 결정 구조를가집니다. 다이아몬드와 비슷한 반짝임이 있습니다. 이미지 : Michelle Jo.
NASA : 전자 기적으로 부상 된 용융 티타늄 볼- 지르코늄-니켈 합금. 떠 다니는 액체 볼이 냉각되고 응고됨에 따라 액체가 고체로 변하지 않는 이유에 대한 정보를 보여줍니다.
외관 및 특성
유해한 영향 :
지르코늄은 무독성으로 간주됩니다.
특성 :
지르코늄은 강하고, 가단하며, 연성이며, 광택이 있고, 칙칙합니다. -흰색 금속.
화합물에 존재할 경우 지르코늄은 대부분 산화 상태 IV에 있습니다.
산화물 (ZrO2)은 많은 화합물과 마찬가지로 흰색입니다.
지르코늄은 일반적으로 부식에 대한 내성이 매우 뛰어납니다. 그러나 낮은 농도에서도 불화 수소산에 의해 빠르게 공격을받습니다.
산소 분위기에서 미세하게 분할 된 지르코늄은 금속 화염에 대해 알려진 최고 온도 인 4460 oC로 연소됩니다. (4) 분말 지르코늄은 자발적으로 발생할 수 있습니다. 공기 중에 발화합니다.
노출 된 지르코늄 표면은 보호 산화물 층을 형성합니다.
텅스텐 산 지르코늄 (ZrW2O8)은 특이한 물질입니다. 절대 0도에서 780도까지 가열하면 수축합니다. 5).
지르코늄 사용
지르코늄은 중성자를 흡수하는 데 매우 열악합니다. 따라서 중성자가 쉽게 이동할 수 있어야하는 연료봉의 피복 (외층)과 같은 핵 에너지 응용 분야에 유용합니다.
지르코늄은 수술기구를 만드는 데 사용되며 강철 합금을 경화제로 사용합니다.
탁월한 내식성으로 인해 지르코늄은 파이프, 피팅 및 열교환 기에서 지르코늄 합금을 찾을 수있는 부식성 환경의 화학 산업에서 광범위하게 사용됩니다.
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지르코늄은 초전도 자석을 만드는데도 사용됩니다.
지르콘 (규산 지르코늄, ZrSiO4)은 천연 보석이며 합성 큐빅 지르코니아 (이산화 지르코늄, ZrO2)는 저렴한 대체품으로 생산됩니다. 다이아몬드의 경우.
지르코늄 기반 촉매는 아 민화, 수소화, 이성 질화 및 산화 반응에 사용됩니다.
리튬 지르 코 네이트는 이산화탄소를 흡수하는 데 사용할 수 있습니다. 반응은 가역적이므로 이산화탄소가 선택한 위치에서 방출되고 리튬 지르 코 네이트가 다시 사용될 수 있습니다. 이 응용 프로그램은 이산화탄소가 대기 중으로 방출되는 것과 관련된 환경 문제를 해결하는 데 유용 할 수 있습니다.
풍부함과 동위 원소
풍부한 지각 : 165ppm, 38ppm 백만 분의 일
풍요로운 태양계 : 중량으로 40 억분의 1, 몰로 10 억분의 1
비용, 순도 : 100g 당 157 달러
비용, 벌크 : 100g 당 $ 16
출처 : 주요 광물은 지르콘 (규산 지르코늄, ZrSiO4)입니다. Kroll 공정에서 마그네슘과 염화물을 환원하여 상업적으로 생산됩니다.
- 사진 제공 : Dschwen.
- Mary Elvira Weeks, The Discovery of the Elements XI., Journal of Chemical Education., 7 월 1932, p1231 / 2.
- Edward Turner, Franklin Bache, Elements of Chemistry : Including the Recent Discoveries and Doctrines of the Science, 1830, John Grigg, p304 / 5.
- Mary Eagleson, Concise Encyclopedia Chemistry, 1994, Walter de Gruyter, 페이지 1199.
- Allegheny Technologies Incorporated. 지르코늄 텅스텐. (pdf 문서).
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"Zirconium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/zirconium.html>.