مفاعلات نووية
يُستخدم زركونيوم في مواد المفاعلات أو الوقود أو التحكم بالنيوترونات أو أنظمة نووية متخصصة بحسب النظير والصورة الكيميائية.
Mendeleev
الجدول الدوري
جميع العناصر
العربيةAR⌄
اللغات
EnglishENFrançaisFRDeutschDEEspañolESItalianoITPortuguêsPTNederlandsNLPolskiPLSvenskaSVČeštinaCSDanskDANorskNOSuomiFITürkçeTRРусскийRUУкраїнськаUK中文ZH日本語JAБългарскиBGCatalàCAΕλληνικάELEestiETHrvatskiHRMagyarHULëtzebuergeschLBLietuviųLTLatviešuLVRomânăROSlovenčinaSKSlovenščinaSLСрпскиSR한국어KOTiếng ViệtVIBahasa IndonesiaIDBahasa MelayuMSالعربيةARहिन्दीHIไทยTHעבריתHEÍslenskaIS
عنصر كيميائي · صفحة مرجعية
40Zr
زركونيوم
زركونيوم عنصر كيميائي عدده الذري 40 ورمزه Zr. يقع في الدورة 5، المجموعة 4 ضمن القطاع d. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب، وتوزيعه الإلكتروني [Kr] 4d2 5s2.
العدد الذري40
الكتلة الذرية القياسية91.222(3)
المجموعة4
الدورة5
القطاعd
التوزيع الإلكتروني[Kr] 4d2 5s2
البنية الإلكترونية
ما الذي يتحكم في كيميائه؟
يؤثر امتلاء تحت المستوى d مباشرة في كيمياء زركونيوم. تقارب طاقات إلكترونات s وd في الفلزات الانتقالية يسمح بعدة حالات أكسدة وتكوين معقدات تناسقية ونشاط حفزي متنوع.
التوزيع الإلكتروني لـزركونيوم هو [Kr] 4d2 5s2. عند فقد الإلكترونات أو إعادة ترتيبها في المركبات يتغير إشغال مدارات d، وهو ما ينعكس على اللون والمغناطيسية ونوع الروابط والتفاعلية.
الأشكال الكيميائية
المركبات والأيونات والمواد
تشمل الأشكال الكيميائية المهمة لـزركونيوم الفلز والسبائك والأكاسيد والهاليدات والمعقدات التناسقية. تقارب طاقات إلكترونات s وd يسمح بعدة حالات أكسدة، ويمكن للربيطات أن تغير اللون والمغناطيسية والتفاعلية بوضوح.
السلوك الفيزيائي
الحالة وتحولات الطور
الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب. الكثافة المدرجة هي 6.52 g/cm³. نقطة الانصهار هي 2 128 K (1 855 °C). نقطة الغليان هي 4 650 K (4 377 °C). يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.
الوجود والاستخدامات
أين يوجد زركونيوم وكيف يُستخدم؟
عملياً يظهر زركونيوم في تطبيقات مرتبطة بـمفاعلات نووية، الخزف وسبائك. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.
عملياً
أمثلة على استخدامات حقيقية
الخزف
تُستخدم مركبات خزفية تحتوي على زركونيوم عندما تكون مقاومة الحرارة أو الصلابة أو السلوك الكهربائي أو اللون مطلوبة.
سبائك
يُضاف زركونيوم إلى الفلزات أو السبائك لتعديل القوة ومقاومة التآكل وسلوك الانصهار أو الأداء عند درجات الحرارة المرتفعة.
الموقع الدوري
ماذا تخبرنا العناصر المجاورة؟
يقع زركونيوم في الدورة 5 والمجموعة 4. العناصر المجاورة المعروضة هي: سكانديوم؛ تيتانيوم؛ فاناديوم؛ إيتريوم؛ نيوبيوم؛ هافنيوم؛ تانتالوم. يسمح هذا الموقع بمقارنة حجم الذرة وطاقة التأين وحالات الأكسدة واتجاهات الروابط مباشرة مع العناصر القريبة في الجدول الدوري.
بيانات مرجعية
الخواص الفيزيائية والذرية
التصنيففلز انتقالي
الحالة عند درجة حرارة الغرفةصلب
الأغلفة الإلكترونية2 · 8 · 18 · 10 · 2
الكثافة6.52 g/cm³
نقطة الانصهار2 128 K (1 855 °C)
نقطة الغليان4 650 K (4 377 °C)
الكهرسلبية على مقياس باولنغ1.33
طاقة التأين الأولى640.1 kJ/mol
الألفة الإلكترونية41.81 kJ/mol
تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.
التاريخ
الاكتشاف والتعرّف
يرتبط اكتشاف زركونيوم بأعمال مارتن هاينريش كلابروت. ولم تحدث الملاحظة الأولى والعزل النقي وتحديد العدد الذري الحديث بالضرورة في الوقت نفسه، لذلك يتكون تاريخ العنصر من عدة مراحل متتابعة.
النظائر والكتلة الذرية
كيف يغير تركيب النظائر القيم؟
الكتلة الذرية القياسية المدرجة لـزركونيوم هي 91.222(3). تمثل هذه القيمة تركيب النظائر في المواد الطبيعية على الأرض، لا كتلة ذرة واحدة بعينها.
لـزركونيوم نظير مستقر واحد على الأقل. تمتلك جميع النظائر العدد نفسه من البروتونات، لكنها تختلف في عدد النيوترونات وبالتالي في الكتلة الذرية.
السلامة
المناولة والتعرض
تعتمد مخاطر زركونيوم على الصورة الكيميائية والجرعة وطريق التعرض. قد تختلف التأثيرات الحيوية والبيئية للعنصر الحر وأيوناته ومركباته اختلافاً كبيراً، ولذلك يجب الرجوع إلى بيانات سلامة المادة المحددة.