Unsur kimia · halaman rujukan

40Zr

Zirkonium

Zirkonium ialah unsur kimia dengan nombor atom 40 dan simbol Zr. Unsur ini terletak pada kala 5, kumpulan 4, blok d. Pada suhu bilik keadaan rujukannya pepejal, dan konfigurasi elektronnya [Kr] 4d2 5s2.

Nombor atom40

Berat atom piawai91.222(3)

Kumpulan4

Kala5

Blokd

Konfigurasi elektron[Kr] 4d2 5s2

Struktur elektron

Apa yang mengawal kimianya

Subpetala d memainkan peranan penting dalam kimia Zirkonium. Bagi logam peralihan, aras tenaga elektron yang berdekatan membolehkan beberapa keadaan pengoksidaan, pembentukan kompleks koordinasi dan aktiviti pemangkin.

Konfigurasi elektron Zirkonium ialah [Kr] 4d2 5s2. Apabila elektron dikeluarkan atau disusun semula dalam sebatian, pengisian orbital d boleh berubah lalu mempengaruhi warna, kemagnetan, ikatan dan kereaktifan.

Bentuk kimia

Sebatian, ion dan bahan

Bentuk kimia penting bagi Zirkonium merangkumi logam dan aloi, oksida, halida serta kompleks koordinasi. Elektron s dan d yang hampir sama aras tenaganya membolehkan beberapa keadaan pengoksidaan; ligan pula boleh mengubah warna, kemagnetan dan kereaktifan dengan ketara.

Sifat fizikal

Keadaan dan perubahan fasa

Keadaan rujukan pada suhu bilik ialah pepejal. Ketumpatan yang disenaraikan ialah 6.52 g/cm³. Takat leburnya 2 128 K (1 855 °C). Takat didihnya 4 650 K (4 377 °C). Tekanan, ketulenan, struktur kristal dan alotrop boleh mengubah nilai fizikal yang diukur, maka keadaan pengukuran sentiasa penting.

Kewujudan dan kegunaan

Di mana Zirkonium ditemui dan digunakan

Dalam amalan, Zirkonium ditemui dalam aplikasi yang berkaitan dengan reaktor nuklear, seramik dan aloi. Sifat yang digunakan boleh datang daripada unsur tulen, aloi, sebatian atau isotop tertentu; oleh itu bentuk kimia sentiasa penting apabila membincangkan kegunaan sebenar.

Dalam amalan

Contoh kegunaan sebenar

Reaktor nuklear

Zirkonium digunakan dalam bahan reaktor, bahan api, kawalan neutron atau sistem nuklear khusus bergantung pada isotop dan bentuk kimianya.

Seramik

Sebatian seramik Zirkonium digunakan apabila rintangan haba, kekerasan, sifat elektrik atau warna tertentu diperlukan.

Aloi

Zirkonium ditambah kepada logam atau aloi untuk mengubah kekuatan, rintangan kakisan, tingkah laku peleburan atau prestasi pada suhu tinggi.

Kedudukan berkala

Apa yang ditunjukkan unsur jiran

Zirkonium terletak pada kala 5, kumpulan 4. Unsur jiran yang dipaparkan ialah Skandium; Titanium; Vanadium; Itrium; Niobium; Hafnium; Tantalum. Kedudukan ini membolehkan perbandingan langsung saiz atom, tenaga pengionan, keadaan pengoksidaan dan kecenderungan ikatan dengan unsur bersebelahan dalam jadual berkala.

Data rujukan

Sifat fizikal dan atom

Pengelasanlogam peralihan

Fasa pada suhu bilikpepejal

Petala elektron2 · 8 · 18 · 10 · 2

Ketumpatan6.52 g/cm³

Takat lebur2 128 K (1 855 °C)

Takat didih4 650 K (4 377 °C)

Keelektronegatifan Pauling1.33

Tenaga pengionan pertama640.1 kJ/mol

Afiniti elektron41.81 kJ/mol

Nilai menerangkan unsur atau atom neutral apabila sesuai. Data fizikal boleh bergantung pada alotrop, tekanan, ketulenan dan keadaan pengukuran.

Sejarah

Penemuan dan pengenalpastian

Penemuan Zirkonium dikaitkan dengan Martin Heinrich Klaproth. Pemerhatian pertama, pengasingan sampel tulen dan penentuan nombor atom moden tidak semestinya berlaku pada masa yang sama, jadi sejarah unsur ini perlu difahami sebagai beberapa peringkat.

Isotop dan berat atom

Bagaimana isotop mempengaruhi nilai

Berat atom piawai yang disenaraikan ialah 91.222(3). Nilai ini mencerminkan komposisi isotop bahan semula jadi di Bumi, bukannya jisim satu atom tunggal.

Zirkonium mempunyai sekurang-kurangnya satu isotop stabil. Semua isotop mempunyai bilangan proton yang sama tetapi bilangan neutron yang berbeza, lalu jisim atomnya juga berbeza.

Keselamatan

Pengendalian dan pendedahan

Risiko Zirkonium bergantung pada bentuk kimia, dos dan laluan pendedahan. Unsur bebas, ion dan sebatiannya boleh mempunyai kesan biologi serta alam sekitar yang sangat berbeza, jadi helaian data keselamatan bagi bahan khusus perlu dirujuk.