Zirkonio

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.

Ti ↑ Zr ↓ Hf Y ← zirkonio → Nb • Kr 4d2 5s2 90 Zr 40 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • ↓Perioda tabelo de elementoj↓
ĥemia elemento • brulema pulvoro • lithophile
transirmetalo • elemento 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.

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

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

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

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

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.