Kimyasal element · referans sayfası

40Zr

Zirkonyum

Zirkonyum, atom numarası 40 ve sembolü Zr olan kimyasal elementtir. Periyot 5, grup 4, d bloğunda yer alır. Oda sıcaklığında referans hâli katıdır. Elektron dizilimi [Kr] 4d2 5s2 biçimindedir.

Atom numarası40

Standart atom ağırlığı91.222(3)

Grup4

Periyot5

Blokd

Elektron dizilimi[Kr] 4d2 5s2

Elektronik yapı

Kimyasını ne belirler?

Zirkonyum, d-bloku elementleri arasındadır. d ve s elektronlarının yakın enerjileri birden çok yükseltgenme basamağına ve çok çeşitli koordinasyon bileşiklerine olanak verir.

[Kr] 4d2 5s2 dizilimi yükseltgenme basamağıyla birlikte düşünülmelidir; elektron kaybı d orbitallerinin doluluğunu değiştirerek renk, manyetizma, bağlanma ve tepkime özelliklerini etkileyebilir.

Kimyasal biçimler

Bileşikler, iyonlar ve malzemeler

Zirkonyum için önemli kimyasal biçimler metal ve alaşımlar, oksitler, halojenürler ve koordinasyon bileşikleridir. Birden fazla yükseltgenme basamağının mümkün olması kısmen s ve d elektronlarının yakın enerjilerinden kaynaklanır.

Fiziksel davranış

Hâl ve faz değişimleri

Oda sıcaklığında referans hâli katıdır. Verilen yoğunluk 6.52 g/cm³. Erime noktası 2 128 K (1 855 °C). Kaynama noktası 4 650 K (4 377 °C). Basınç, saflık ve kristal yapı ölçülen fiziksel değerleri etkileyebilir.

Bulunuş ve kullanım

Zirkonyum nerede bulunur ve nasıl kullanılır?

Pratikte Zirkonyum özellikle şu alanlarla ilişkilidir: Nükleer reaktörler, Seramikler ve Alaşımlar. Kullanımın ayrıntısı elementin kimyasal biçimine, saflığına ve gerekli özelliğe bağlıdır.

Pratikte

Gerçek kullanım örnekleri

Nükleer reaktörler

Zirkonyum, uygun izotop veya bileşik biçiminde nükleer tepkimeler, radyasyon, nötron davranışı ya da radyokimya ile ilgili özel uygulamalarda kullanılır.

Seramikler

Zirkonyum veya bileşikleri malzemenin sertlik, renk, ısıl genleşme, dayanıklılık, optik özellik veya kimyasal direnç gibi özelliklerini ayarlamak için kullanılır.

Alaşımlar

Zirkonyum, alaşımın dayanımını, korozyon direncini, erime davranışını, manyetik özelliğini veya yüksek sıcaklık performansını değiştirmek için kullanılabilir.

Periyodik konum

Komşu elementler ne anlatır?

Zirkonyum, periyot 5 ve grup 4 içinde, d bloğunda yer alır ve geçiş metali olarak sınıflandırılır. Aynı gruptaki komşular değerlik elektron düzeni ve yaygın tepkime türleri açısından karşılaştırma sağlar. Periyotta yatay karşılaştırma ise atom yarıçapı, iyonlaşma enerjisi, elektronegatiflik ve bağlanmadaki düzenli değişimleri gösterir.

Referans verileri

Fiziksel ve atomik özellikler

Sınıflandırmageçiş metali

Oda sıcaklığındaki hâlikatı

Elektron katmanları2 · 8 · 18 · 10 · 2

Yoğunluk6.52 g/cm³

Erime noktası2 128 K (1 855 °C)

Kaynama noktası4 650 K (4 377 °C)

Pauling elektronegatifliği1.33

Birinci iyonlaşma enerjisi640.1 kJ/mol

Elektron ilgisi41.81 kJ/mol

Değerler, uygun olduğu yerde elementi veya nötr atomu tanımlar. Fiziksel veriler allotropa, basınca, saflığa ve ölçüm koşullarına bağlı olarak değişebilir.

Tarihçe

Keşif ve tanımlama

Zirkonyum elementinin keşfi Martin Heinrich Klaproth ile ilişkilendirilir. Elementin fark edilmesi, saf örneğinin ayrılması ve modern atom numarasının belirlenmesi her zaman aynı tarihte gerçekleşmemiştir.

İzotoplar ve atom ağırlığı

İzotop bileşimi sayıları nasıl değiştirir?

Standart atom ağırlığı 91.222(3) değeridir. Bu sayı tek bir atomun kütlesini değil, doğal karasal maddede görülen tipik izotop bileşiminin ağırlıklı ortalamasını temsil eder.

Zirkonyum en az bir kararlı izotopa sahiptir. İzotopların proton sayısı ve dolayısıyla element kimliği aynıdır; nötron sayıları ve atom kütleleri farklıdır.

Güvenlik

Kullanım ve maruziyet

Zirkonyum ile ilgili tehlikeler kimyasal biçime, doza ve maruziyet yoluna bağlıdır. Saf element, iyonlar ve bileşikler biyolojik ve çevresel olarak çok farklı davranabilir; bu nedenle somut maddenin güvenlik verileri esas alınmalıdır.