Periodiska systemet›Grundämnen›Zirkonium

Grundämne · referensblad

40Zr

Zirkonium

Zirkonium (Zr) är grundämne 40, klassificerat som övergångsmetall i grupp 4, period 5 och d-blocket. Elektronkonfigurationen [Kr] 4d2 5s2 hjälper till att förklara bindning och reaktivitet; referenstillståndet vid rumstemperatur är fast ämne.

Atomnummer40

Standardatomvikt91.222(3)

Grupp4

Period5

Blockd

Elektronkonfiguration[Kr] 4d2 5s2

Elektronstruktur

Vad styr kemin?

I övergångsmetaller ligger energierna för d- och s-elektroner nära varandra. Det möjliggör flera oxidationstal, komplexa joner, magnetiska egenskaper och katalytisk aktivitet.

För zirkonium måste konfigurationen [Kr] 4d2 5s2 läsas tillsammans med oxidationstalet. När elektroner avlägsnas eller delas ändras d-orbitalernas beläggning, vilket kan påverka färg, magnetism, bindning och reaktivitet.

Kemiska former

Föreningar, joner och material

Viktiga former är metallen och dess legeringar, oxider, halider och koordinationsföreningar. Flera oxidationstal är möjliga eftersom s- och d-elektroner ligger nära i energi; ligander kan påverka färg, magnetism och reaktivitet.

Fysikaliskt beteende

Tillstånd och fasövergångar

Referenstillståndet vid rumstemperatur är fast ämne. Den angivna densiteten är 6.52 g/cm³. Smältpunkten anges till 2 128 K (1 855 °C). Kokpunkten anges till 4 650 K (4 377 °C). Tryck, renhet, allotropi och kristallstruktur kan påverka uppmätta fysikaliska värden.

Förekomst och användning

Var zirkonium finns och används

I praktiken förekommer zirkonium bland annat i sammanhang som kärnreaktorer, keramik och legeringar.

I praktiken

Konkreta användningar

Kärnreaktorer

Zirkonium används eller studeras inom kärnreaktorer. Den relevanta egenskapen beror på kemisk form, sammansättning och det material eller den process där grundämnet ingår.

Keramik

Zirkonium används eller studeras inom keramik. Den relevanta egenskapen beror på kemisk form, sammansättning och det material eller den process där grundämnet ingår.

Legeringar

Zirkonium används eller studeras inom legeringar. Den relevanta egenskapen beror på kemisk form, sammansättning och det material eller den process där grundämnet ingår.

Plats i periodiska systemet

Vad grannarna visar

Zirkonium ligger i period 5, grupp 4 och d-blocket. Det visade grannskapet omfattar bland annat Skandium, Titan, Vanadin, Yttrium. Jämförelser med dessa grundämnen gör det lättare att följa trender i atomstorlek, jonisationsenergi, elektronegativitet och bindning.

Referensdata

Fysikaliska och atomära egenskaper

Klassificeringövergångsmetall

Aggregationstillstånd vid rumstemperaturfast ämne

Elektronskal2 · 8 · 18 · 10 · 2

Densitet6.52 g/cm³

Smältpunkt2 128 K (1 855 °C)

Kokpunkt4 650 K (4 377 °C)

Pauling-elektronegativitet1.33

Första jonisationsenergi640.1 kJ/mol

Elektronaffinitet41.81 kJ/mol

Värdena beskriver grundämnet eller den neutrala atomen där det är relevant. Fysikaliska data kan bero på allotropi, tryck, renhet och mätförhållanden.

Historia

Upptäckt och identifiering

Upptäckten av zirkonium förknippas i denna historiska uppgift med Martin Heinrich Klaproth. Erkännande som grundämne, isolering av ett rent prov och den senare definitionen genom atomnummer skedde inte nödvändigtvis samtidigt.

Isotoper

Hur isotopsammansättningen påverkar talen

Standardatomvikten är 91.222(3). Värdet beskriver den naturliga isotopsammansättningen i terrestert material och är inte massan hos en enda bestämd atom.

Zirkonium har minst en stabil isotop. Isotoper har samma antal protoner och är därför samma grundämne, men de har olika antal neutroner och olika atommassa.

Säkerhet

Hantering och exponering

Risken med zirkonium beror på kemisk form, dos och exponeringsväg. Grundämnet, dess joner och dess föreningar kan ha mycket olika biologiska och miljömässiga effekter; säkerhetsdata måste därför bedömas för det konkreta ämnet.