Chemický prvek · referenční karta

40Zr

Zirkonium

Zirkonium je chemický prvek s protonovým číslem 40 (Zr), umístěný v periodě 5, skupině 4 a bloku d. Referenční skupenství při pokojové teplotě: pevná látka. Elektronová konfigurace: [Kr] 4d2 5s2.

Protonové číslo40

Standardní atomová hmotnost91.222(3)

Skupina4

Perioda5

Blokd

Elektronová konfigurace[Kr] 4d2 5s2

Elektronová struktura

Co řídí jeho chemické chování

Jde o prvek d-bloku. Elektrony v podslupce d mohou být zapojeny do vazeb, což často umožňuje několik oxidačních čísel, tvorbu komplexů a katalytické chování.

Elektronová konfigurace atomu je [Kr] 4d2 5s2. Počet a energie valenčních elektronů ovlivňují tvorbu vazeb, obvyklá oxidační čísla a podobnost se sousedními prvky.

Chemické formy

Sloučeniny, ionty a materiály

Typické jsou oxidy, halogenidy a koordinační sloučeniny. Částečně zaplněná podslupka d často umožňuje více oxidačních čísel a u některých sloučenin výrazné barvy nebo katalytickou aktivitu.

Fyzikální chování

Skupenství a fázové přeměny

Při pokojové teplotě je referenčním skupenstvím pevná látka. Udávaná hustota je 6.52 g/cm³. Teplota tání je 2 128 K (1 855 °C). Teplota varu je 4 650 K (4 377 °C). Naměřené hodnoty mohou ovlivňovat tlak, čistota vzorku a krystalová struktura.

Výskyt a využití

Kde se s prvkem setkáváme a k čemu slouží

V praxi se s tímto prvkem setkáváme zejména v oblastech: Jaderné reaktory, Keramika a Slitiny.

V praxi

Konkrétní příklady využití

Jaderné reaktory

Zirkonium má v této oblasti význam kvůli jaderným vlastnostem některých svých izotopů. Využití závisí na konkrétním izotopu a vyžaduje specializovanou kontrolu materiálu i záření.

Keramika

Zirkonium nebo jeho sloučeniny se používají pro optické, světelné či keramické vlastnosti materiálů. Mohou ovlivňovat barvu, průhlednost, emisi světla, lom nebo odolnost výsledného výrobku.

Slitiny

Zirkonium se v této oblasti uplatňuje jako složka kovových materiálů nebo při jejich výrobě. Přídavek prvku může měnit pevnost, korozní odolnost, tvrdost, teplotní stabilitu nebo další vlastnosti slitiny.

Poloha v periodické tabulce

Co ukazují sousední prvky

Prvek se nachází v periodě 5 a skupině 4. V jeho skutečném okolí v periodické tabulce jsou například: Skandium, Titan, Vanad, Yttrium, Zirkonium, Niob. Srovnání sousedů pomáhá chápat změny atomového poloměru, ionizační energie, valenčních elektronů a vazebného chování.

Referenční údaje

Fyzikální a atomové vlastnosti

Klasifikacepřechodný kov

Skupenství při pokojové teplotěpevná látka

Elektronové slupky2 · 8 · 18 · 10 · 2

Hustota6.52 g/cm³

Teplota tání2 128 K (1 855 °C)

Teplota varu4 650 K (4 377 °C)

Paulingova elektronegativita1.33

První ionizační energie640.1 kJ/mol

Elektronová afinita41.81 kJ/mol

Hodnoty se vztahují k prvku nebo neutrálnímu atomu tam, kde je to vhodné. Fyzikální data mohou záviset na alotropické formě, tlaku a podmínkách měření.

Historie

Objev a identifikace

Objev tohoto prvku je spojován s osobou nebo týmem uvedeným v historickém záznamu: Martin Heinrich Klaproth. Rozpoznání nového prvku, získání čistého vzorku a pozdější určení protonového čísla nemusely proběhnout ve stejném okamžiku.

Izotopy a atomová hmotnost

Jak izotopové složení mění čísla

Standardní atomová hmotnost je 91.222(3). Tato hodnota vychází z izotopového složení běžného přírodního materiálu a není hmotností jednoho konkrétního atomu.

Prvek má alespoň jeden stabilní izotop. Izotopy mají stejný počet protonů, ale různý počet neutronů; zachovávají proto chemickou identitu prvku, ale liší se atomovou hmotností.

Bezpečnost

Zacházení a expozice

Riziko závisí na chemické formě, dávce a cestě expozice. Čistý prvek, jeho ionty a sloučeniny mohou mít velmi rozdílné biologické a environmentální účinky, proto je nutné vycházet z bezpečnostních údajů konkrétní látky.