Element chimic · pagină de referință

40Zr

Zirconiu

Zirconiu este elementul chimic cu numărul atomic 40 și simbolul Zr; se află în perioada 5, grupa 4, blocul d. Starea de referință la temperatura camerei este solidă. Configurația electronică: [Kr] 4d2 5s2.

Număr atomic40

Masă atomică standard91.222(3)

Grupă4

Perioadă5

Blocd

Configurație electronică[Kr] 4d2 5s2

Structură electronică

Ce îi determină chimia

Substratul d participă la chimia acestui element. Metalele de tranziție pot utiliza în legături electroni cu energii apropiate, de aceea stările de oxidare variabile, compușii de coordonație și comportamentul catalitic sunt frecvente în blocul d.

Configurația electronică [Kr] 4d2 5s2 trebuie analizată împreună cu starea de oxidare a compusului: îndepărtarea electronilor schimbă orbitalii d ocupați și poate modifica culoarea, magnetismul, legăturile și reactivitatea.

Forme chimice

Compuși, ioni și materiale

Formele chimice importante includ metalul și aliajele, oxizii, halogenurile și compușii de coordonație. Stările de oxidare variabile sunt frecvente deoarece electronii s și d au energii apropiate, iar liganzii din jurul ionului metalic pot modifica puternic culoarea, magnetismul și reactivitatea.

Comportament fizic

Stare și tranziții de fază

Starea de referință la temperatura camerei este solidă. Densitatea indicată este 6.52 g/cm³. Punctul de topire este 2 128 K (1 855 °C). Punctul de fierbere este 4 650 K (4 377 °C). Presiunea, puritatea și structura cristalină pot modifica proprietățile fizice măsurate.

Răspândire și utilizări

Unde se găsește și cum este utilizat zirconiu

În practică, acest element apare în domenii precum reactoare nucleare, ceramică și aliaje.

În practică

Exemple de utilizări reale

Reactoare nucleare

Acest element este folosit în materiale pentru reactoare, combustibili, controlul neutronilor sau sisteme nucleare specializate, în funcție de izotop și de forma chimică.

Ceramică

Acest element este folosit în compuși ceramici aleși pentru rezistența la căldură, duritate, comportament electric sau culoare.

Aliaje

Acest element este adăugat metalelor pentru a modifica rezistența mecanică, rezistența la coroziune, comportamentul la topire sau performanța la temperaturi ridicate.

Poziție în tabelul periodic

Ce ne spun elementele vecine

Zirconiu se află în perioada 5 și grupa 4. În vecinătatea prezentată aici, în aceeași perioadă, la stânga și la dreapta se află ytriu și niobiu; în aceeași grupă, deasupra se află titan, iar dedesubt hafniu. Aceste poziții permit compararea dimensiunii atomice, energiei de ionizare și comportamentului de legare cu elementele apropiate.

Date de referință

Proprietăți fizice și atomice

Clasificaremetal de tranziție

Stare la temperatura camereisolid

Straturi electronice2 · 8 · 18 · 10 · 2

Densitate6.52 g/cm³

Punct de topire2 128 K (1 855 °C)

Punct de fierbere4 650 K (4 377 °C)

Electronegativitate Pauling1.33

Prima energie de ionizare640.1 kJ/mol

Afinitate electronică41.81 kJ/mol

Valorile descriu elementul sau atomul neutru, după caz. Datele fizice pot depinde de alotrop, presiune și condițiile de măsurare.

Istorie

Descoperire și identificare

Descoperirea elementului este asociată cu Martin Heinrich Klaproth. Recunoașterea elementului, izolarea unei probe pure și atribuirea numărului atomic modern nu au avut neapărat loc în același moment.

Izotopi și masă atomică

Cum influențează compoziția izotopică valorile

Masa atomică standard este 91.222(3). Această valoare se referă la compoziția izotopică a materialului terestru natural, nu la masa unui anumit atom.

Acest element are cel puțin un izotop stabil. Izotopii diferiți au același număr de protoni și, prin urmare, aceeași identitate chimică, dar numere diferite de neutroni și mase atomice diferite.

Siguranță

Manipulare și expunere

Riscurile asociate acestui element depind de forma chimică, doză și calea de expunere. Elementul pur, ionii și compușii săi pot avea efecte biologice și de mediu foarte diferite, de aceea trebuie consultate datele de siguranță pentru substanța manipulată efectiv.