Cirkónium

40 Ittrium ← cirkónium → nióbium Ti ↑ Zr ↓ Hf 40 Zr Periódusos rendszer
Általános
Név, vegyjel, rendszám	cirkónium, Zr, 40
Elemi sorozat	átmenetifémek
Csoport, periódus, mező	4, 5, d
Megjelenés	ezüstfehér
Atomtömeg	91,224(2) g/mol
Elektronszerkezet	[Kr] 4d² 5s²
Elektronok héjanként	2, 8, 18, 10, 2
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot	szilárd
Sűrűség (szobahőm.)	6,52 g/cm³
Sűrűség (folyadék) az o.p.-on	5,8 g/cm³
Olvadáspont	2128 K (1855 °C, 3371 °F)
Forráspont	4682 K (4409 °C, 7968 °F)
Olvadáshő$\Delta_{fus}{H}^\ominus$	14 kJ/mol
Párolgáshő $\Delta_{vap}{H}^\ominus$	573 kJ/mol
Moláris hőkapacitás	(25 °C) 25,36 J/(mol·K)
Gőznyomás P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 2639 2891 3197 3575 4053 4678
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet	hexagonális
Oxidációs szám	4 (amfoter oxid)
Elektronegativitás	1,33 (Pauling-skála)
Ionizációs energia	1.: 640,1 kJ/mol
	2.: 1270 kJ/mol
	3.: 2218 kJ/mol
Atomsugár	155 pm
Atomsugár (számított)	206 pm
Kovalens sugár	148 pm
Egyebek
Mágnesség	nincs adat
Fajlagos ellenállás	(20 °C) 421 nΩ·m
Hőmérséklet-vezetési tényező	(300 K) 22,6 W/(m·K)
Hőtágulási együttható	(25 °C) 5,7 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd)	(20 °C) 3800 m/s
Young-modulus	68 GPa
Nyírási modulus	33 GPa
Poisson-tényező	0,34
Mohs-keménység	5,0
Vickers-keménység	903 MPa
Brinell-keménység	650 HB
CAS-szám	7440-67-7
Fontosabb izotópok
Fő cikk: A cirkónium izotópjai Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t. 88Zr mest. 83,4 d ε - 88Y γ 0,392D - 89Zr mest. 78,4 h ε - 89Y β+ 0,902 89Y γ 0,909D - 90Zr 51,45% Zr stabil 50 neutronnal 91Zr 11,22% Zr stabil 51 neutronnal 92Zr 17,15% Zr stabil 52 neutronnal 93Zr mest. 1,53 E6 y β- 0,060 93Nb 94Zr 17,38% Zr stabil 54 neutronnal 88Zr mest. 83,4 d β- 0,368, 0,400 88Y γ 0,724, 0,756 - 96Zr 2,8% >3,9 E20 y β-β-  ? 96Mo
Hivatkozások

A cirkónium egy kémiai elem. Rendszáma 40, vegyjele Zr, nyelvújításkori neve jácany. Ezüstfehér színű, jól alakítható, nagy szilárdságú fém, az olvadáspontja magas. Kémiailag ellenálló. Főként ötvözőelemként használják, például acélötvözetek készítésére. A vegyületeiben főként +4 oxidációs számmal található meg.

Kémiai tulajdonságai

A tömör cirkónium ellenáll a levegő oxigénjének, drót formájában azonban meggyújtható. Égésekor cirkónium-dioxid keletkezik. Kémiailag ellenálló alacsonyabb hőmérsékleteken. A sósav, a kénsav és a salétromsav még magasabb hőmérsékleten is alig oldja. Királyvízben, illetve a hidrogén-fluorid oldatában viszont könnyen feloldódik.

Előfordulása a természetben

A természetben rendkívül szétszórtan található meg, gyakorlatilag minden szilikátkőzetben előfordul. A legfontosabb ásványa a cirkon (ZrSiO₄).

Előállítása

Az előállítás során természetes alapanyagokból indulnak ki. Cirkónium-dioxidot a legfontosabb ásványaiból, a cirkonhomokból és a cirkonföldből nyerik. A magas minőségű végtermék szempontjából a megfelelő szemcseméret és az anyag tisztasága nélkülözhetetlen.

Felhasználása

Cirkóniumrúd

• Atomerőművekben reaktorszerkezeti anyag. Az acélnál sokkal kevésbé nyeli el a neutronokat, jól bírja a reaktor magjában uralkodó viszonyokat. A gyújtóbombák és nyomjelző lövegek köpenye is cirkóniumból készül. A cirkónium-oxid a csiszolótárcsák, dörzspapírok bevonata.
• Cirkónium-dioxid kerámiáját a fogászatban és a különleges nagyfokú hajlítószilárdságot igénylő esetekben.

További információk

• Képek cirkónium vázas fogpótlásokról

Lásd még

• Cirkónia