Цирконий

Цирконий (лат. Zіrconіum; Zr) — элементтердің периодтық жүйесінің ҚV тобындағы хим. элемент, ат. н. 40, ат. м. 91,22.

40 Иттрий ← Цирконий → Ниобий Ti ↑ Zr ↓ Hf Периодическая система элементов 40Zr
Жай заттың сыртқы бейнесі
Күміс-ақ металл
Атом қасиеті
Атауы, символ, нөмірі	Цирконий, 40
Топ типі	Ауыр металдар
Топ, период, блок	4, 5, d
Атомдық масса (молярлық масса)	91.224(2) м. а. б. (г/моль)
Электрондық конфигурация	[Kr] 4d2 5s2
Қабықшалар бойынша электрондар	2, 8, 18, 10, 2
Атом радиусы	160 пм
Химиялық қасиеттері
Ковалентті радиус	175±7 пм
Ион радиусы	(+4e) 79 пм
Электртерістілігі	1,33 (Полинг шкаласы)
Электродты потенциал	0
Тотығу дәрежелері	−2, 0, +1, +2, +3, +4
Иондалу энергиясы	1-ші: 640.1 кДж/моль (эВ) 2-ші: 1270 кДж/моль (эВ) 3-ші: 2218 кДж/моль (эВ)
Жай заттың термодинамикалық қасиеттері
Термодинамикалық фаза	Қатты дене
Тығыздық (қ.ж.)	6,506 г/см³
Балқу температурасы	2125 K
Қайнау температурасы	4650 K
Балқу жылуы	19,2 кДж/моль
Булану жылуы	567 кДж/моль
Молярлық жылусыйымдылық	25,3 Дж/(K·моль)
Молярлық көлем	14,1 см³/моль
Қаныққан бу қысымы P (Па) 1 10 100 1000 10 000 100 000 T (К) 2639 2891 3197 3575 4053 4678
Жай заттың кристаллдық торы
Тор құрылымы	алтыбұрышты
Тор параметрлері	a = 3,231, c = 5,148 Å
c/a қатынас	1,593
Дебай температурасы	291 K
Басқа да қасиеттері
Жылуөткізгіштік	(300 K) 22,7 Вт/(м·К)
Юнг модульі	88 ГПа
Жылжу модульі	33 ГПа
Пуассон коэффициенті	0.34
Моос қаттылығы	5.0
Виккерс қаттылығы	820–1800 МПа
Бринеллий қаттылығы	638–1880 МПа
CAS нөмірі	7440-67-7

Цирконий Zr

Табиғи тұрақты изотоптары

⁹⁰Zr (51,46%), ⁹¹Zr (11,23%), ⁹²Zr (17,11%), ⁹⁴Zr (17,40%), ⁹⁶Zr(2,80%).

Физикалық қасиеттер

Жасанды жолмен алынған радиоактивті изотоптары ⁹³Zr, ⁹⁵Zr радиоактивті индикатор ретінде пайдаланылады. Цирконийді 1788 жылы неміс ғалымы М.Клапрот циркон минералын талдау нәтижесінде ашқан. Жер қыртысындағы салмақ мөлш. 2•10^–2%. Табиғатта негізінен циркон, бадделеит және күрделі цирконсиликат (эвдиалит, эвколит) минералдары түрінде кең таралған. Цирконий — күміс түсті ақ метал, балқу t 1852 °C, қайнау t 3580÷3700 °C. Таза күйінде Цирконий пластик. және оңай өңделеді. Цирконийдің ең бағалы қасиеті — коррозияға, хим. агрессивті ортаға тұрақтылығы. Қосылыстарындағы тотығу дәрежесі +4. Галогендермен әрекеттесіп галогенидтер (ZrHal₄), фосформен қосып қыздырғанда дифосфид ZrР₂, бормен 1500°С-тан жоғары температурада боридтер түзеді.

Химикалық қасиеттер

Цирконий қосылыстарының маңыздысы — қос тотығы ZrO₂. өнеркәсіпте Цирконийді көбіне циркон және бадделеит минералдарынан алады. Металл Цирконийді өзінің қос тотығын кальций немесе кальций гидридімен, Цирконий хлоридін магниймен, фторцирконат калийді натриймен тотықсыздандыру арқылы алады.

Қолданыс

Цирконий электрвакуумдық техникада, металлургияда, машина жасау өндірісінде, т.б. пайдаланылады. Цирконий қос тотығы және циркон отқа берік материалдар, шынының ерекше сорттарын дайындауда қолданылады.

Ciлтемелер

"Қазақ Энциклопедиясы", 18 том