Pierwiastek chemiczny · karta referencyjna

40Zr

Cyrkon

Cyrkon to pierwiastek o liczbie atomowej 40 (Zr), położony w okresie 5, grupie 4 i bloku d. Stan odniesienia w temperaturze pokojowej: ciało stałe. Konfiguracja elektronowa: [Kr] 4d2 5s2.

Liczba atomowa40

Standardowa masa atomowa91.222(3)

Grupa4

Okres5

Blokd

Konfiguracja elektronowa[Kr] 4d2 5s2

Budowa elektronowa

Co steruje jego chemią

W metalach przejściowych elektrony podpowłoki d mogą uczestniczyć w tworzeniu wiązań i stabilizować różne stopnie utlenienia. To źródło bogatej chemii kompleksów, barw i właściwości katalitycznych.

Konfiguracja elektronowa atomu to [Kr] 4d2 5s2. Liczba i energia elektronów walencyjnych wpływają na tworzenie wiązań, typowe stopnie utlenienia oraz podobieństwa z sąsiednimi pierwiastkami.

Formy chemiczne

Związki, jony i materiały

Typowe są tlenki, halogenki i związki koordynacyjne. Częściowo zapełniona podpowłoka d umożliwia występowanie kilku stopni utlenienia, a niektóre związki wykazują intensywne barwy lub aktywność katalityczną.

Zachowanie fizyczne

Stan skupienia i przemiany fazowe

W temperaturze pokojowej stanem odniesienia jest ciało stałe. Podawana gęstość wynosi 6.52 g/cm³. Temperatura topnienia wynosi 2 128 K (1 855 °C). Temperatura wrzenia wynosi 4 650 K (4 377 °C). Ciśnienie, czystość próbki i struktura krystaliczna mogą wpływać na mierzone właściwości fizyczne.

Występowanie i zastosowania

Gdzie występuje i do czego jest używany

W praktyce najważniejsze konteksty występowania i zastosowań to: Reaktory jądrowe, Ceramika oraz Stopy.

W praktyce

Konkretne przykłady zastosowań

Reaktory jądrowe

W technice jądrowej znaczenie mają właściwości jąder atomowych, pochłanianie lub emisja promieniowania oraz zachowanie materiału w polu neutronowym i w wysokiej temperaturze.

Ceramika

Jego związki zmieniają właściwości szkła, ceramiki lub materiałów optycznych — między innymi współczynnik załamania, odporność cieplną, twardość albo zakres przepuszczanych długości fali.

Stopy

Dodatek tego pierwiastka lub jego związków może zmieniać twardość, wytrzymałość, odporność korozyjną, temperaturę topnienia albo zachowanie materiału w wysokiej temperaturze.

Położenie w układzie okresowym

Co mówią sąsiednie pierwiastki

Pierwiastek znajduje się w okresie 5 i grupie 4. W jego rzeczywistym otoczeniu w układzie okresowym widać między innymi: Skand, Tytan, Wanad, Itr, Cyrkon, Niob. Porównanie tych pozycji pomaga zrozumieć zmiany promienia atomowego, energii jonizacji, elektronów walencyjnych i sposobów tworzenia wiązań.

Dane referencyjne

Właściwości fizyczne i atomowe

Klasyfikacjametal przejściowy

Stan w temperaturze pokojowejciało stałe

Powłoki elektronowe2 · 8 · 18 · 10 · 2

Gęstość6.52 g/cm³

Temperatura topnienia2 128 K (1 855 °C)

Temperatura wrzenia4 650 K (4 377 °C)

Elektroujemność Paulinga1.33

Pierwsza energia jonizacji640.1 kJ/mol

Powinowactwo elektronowe41.81 kJ/mol

Wartości opisują pierwiastek lub atom obojętny tam, gdzie ma to zastosowanie. Dane fizyczne mogą zależeć od odmiany alotropowej, ciśnienia i warunków pomiaru.

Historia

Odkrycie i identyfikacja

Odkrycie pierwiastka wiąże się z osobą lub zespołem: Martin Heinrich Klaproth. Rozpoznanie nowego pierwiastka, uzyskanie czystej próbki i późniejsze przypisanie współczesnej liczby atomowej nie zawsze następowały w tym samym czasie.

Izotopy i masa atomowa

Jak skład izotopowy zmienia liczby

Standardowa masa atomowa wynosi 91.222(3). Wartość ta odnosi się do składu izotopowego naturalnego materiału ziemskiego, a nie do masy jednego konkretnego atomu.

Pierwiastek ma co najmniej jeden trwały izotop. Izotopy mają tę samą liczbę protonów, lecz różną liczbę neutronów, dlatego zachowują tożsamość chemiczną pierwiastka, ale różnią się masą atomową.

Bezpieczeństwo

Postępowanie i narażenie

Ryzyko zależy od postaci chemicznej, dawki i drogi narażenia. Czysty pierwiastek, jego jony i związki mogą mieć bardzo różne działanie biologiczne i środowiskowe, dlatego należy korzystać z danych bezpieczeństwa dla konkretnej substancji.