Chemický prvok · referenčná karta

40Zr

Zirkónium

Zirkónium je chemický prvok s protónovým číslom 40 (Zr), umiestnený v perióde 5, skupine 4 a bloku d. Referenčné skupenstvo pri izbovej teplote: pevná látka. Elektrónová konfigurácia: [Kr] 4d2 5s2.

Protónové číslo40

Štandardná atómová hmotnosť91.222(3)

Skupina4

Perióda5

Blokd

Elektrónová konfigurácia[Kr] 4d2 5s2

Elektrónová štruktúra

Čo riadi jeho chemické správanie

Ide o prvok d-bloku. Elektróny v podvrstve d sa môžu zapájať do väzieb, čo často umožňuje viacero oxidačných čísel, tvorbu komplexov a katalytické správanie.

Elektrónová konfigurácia atómu je [Kr] 4d2 5s2. Počet a energia valenčných elektrónov ovplyvňujú tvorbu väzieb, bežné oxidačné čísla a podobnosť so susednými prvkami.

Chemické formy

Zlúčeniny, ióny a materiály

Typické sú oxidy, halogenidy a koordinačné zlúčeniny. Čiastočne zaplnená podvrstva d často umožňuje viac oxidačných čísel a pri niektorých zlúčeninách výrazné farby alebo katalytickú aktivitu.

Fyzikálne správanie

Skupenstvo a fázové premeny

Pri izbovej teplote je referenčným skupenstvom pevná látka. Udávaná hustota je 6.52 g/cm³. Teplota topenia je 2 128 K (1 855 °C). Teplota varu je 4 650 K (4 377 °C). Namerané hodnoty môžu ovplyvňovať tlak, čistota vzorky a kryštálová štruktúra.

Výskyt a využitie

Kde sa s prvkom stretávame a na čo slúži

V praxi sa s týmto prvkom stretávame najmä v oblastiach: Jadrové reaktory, Keramika a Zliatiny.

V praxi

Konkrétne príklady využitia

Jadrové reaktory

Zirkónium má v tejto oblasti význam pre jadrové vlastnosti niektorých svojich izotopov. Využitie závisí od konkrétneho izotopu a vyžaduje špecializovanú kontrolu materiálu aj žiarenia.

Keramika

Zirkónium alebo jeho zlúčeniny sa používajú pre optické, svetelné či keramické vlastnosti materiálov. Môžu ovplyvňovať farbu, priehľadnosť, emisiu svetla, lom alebo odolnosť výsledného výrobku.

Zliatiny

Zirkónium sa v tejto oblasti uplatňuje ako zložka kovových materiálov alebo pri ich výrobe. Prídavok prvku môže meniť pevnosť, odolnosť proti korózii, tvrdosť, tepelnú stabilitu alebo ďalšie vlastnosti zliatiny.

Poloha v periodickej tabuľke

Čo ukazujú susedné prvky

Prvok sa nachádza v perióde 5 a skupine 4. V jeho skutočnom okolí v periodickej tabuľke sú napríklad: Skandium, Titán, Vanád, Ytrium, Zirkónium, Niób. Porovnanie susedov pomáha chápať zmeny atómového polomeru, ionizačnej energie, valenčných elektrónov a väzbového správania.

Referenčné údaje

Fyzikálne a atómové vlastnosti

Klasifikáciaprechodný kov

Skupenstvo pri izbovej teplotepevná látka

Elektrónové vrstvy2 · 8 · 18 · 10 · 2

Hustota6.52 g/cm³

Teplota topenia2 128 K (1 855 °C)

Teplota varu4 650 K (4 377 °C)

Paulingova elektronegativita1.33

Prvá ionizačná energia640.1 kJ/mol

Elektrónová afinita41.81 kJ/mol

Hodnoty sa vzťahujú na prvok alebo neutrálny atóm tam, kde je to vhodné. Fyzikálne údaje môžu závisieť od alotropickej formy, tlaku a podmienok merania.

História

Objav a identifikácia

Objav tohto prvku sa spája s osobou alebo tímom uvedeným v historickom zázname: Martin Heinrich Klaproth. Rozpoznanie nového prvku, získanie čistej vzorky a neskoršie určenie protónového čísla nemuseli prebehnúť v rovnakom okamihu.

Izotopy a atómová hmotnosť

Ako izotopové zloženie mení čísla

Štandardná atómová hmotnosť je 91.222(3). Táto hodnota vychádza z izotopového zloženia bežného prírodného materiálu a nie je hmotnosťou jedného konkrétneho atómu.

Prvok má aspoň jeden stabilný izotop. Izotopy majú rovnaký počet protónov, ale rozdielny počet neutrónov; zachovávajú chemickú identitu prvku, no líšia sa atómovou hmotnosťou.

Bezpečnosť

Zaobchádzanie a expozícia

Riziko závisí od chemickej formy, dávky a cesty expozície. Čistý prvok, jeho ióny a zlúčeniny môžu mať veľmi rozdielne biologické a environmentálne účinky, preto treba vychádzať z bezpečnostných údajov konkrétnej látky.