Цирконий

Цирконий (латын. Zіrconіum; Zr) — элементтердің периодтық жүйесінің ҚV тобындағы хим. элемент, ат. н. 40, ат. м. 91,22.

40 ИттрийЦирконийНиобий
Ti

Zr

Hf
СутегіГелийЛитийБериллийБор (элемент)КөміртекАзотОттекФторНеонНатрийМагнийАлюминийКремнийФосфорКүкіртХлорАргонКалийКальцийСкандийТитан (элемент)ВанадийХромМарганецТемірКобальтНикельМысМырышГаллийГерманийКүшәнСеленБромКриптонРубидийСтронцийИттрийЦирконийНиобийМолибденТехнецийРутенийРодийПалладийКүмісКадмийИндийҚалайыСүрмеТеллурИодКсенонЦезийБарийЛантанЦерийПразеодимНеодимПрометийСамарийЕуропийГадолинийТербийДиспрозийГольмийЭрбийТулийИттербийЛютецийГафнийТантал (элемент)ВольфрамРенийОсмийИридийПлатинаАлтынСынапТаллийҚорғасынВисмутПолонийАстатРадонФранцийРадийАктинийТорийПротактинийУранНептунийПлутонийАмерицийКюрийБерклийКалифорнийЭйнштейнийФермийМенделевийНобелийЛоуренсийРезерфордийДубнийСиборгийБорийХассийМейтнерийДармштадтийРентгенийКоперницийНихонийФлеровийМосковийЛиверморийТеннессинОганесонПериодическая система элементов
40Zr
Hexagonal.svg
Electron shell 040 Zirconium.svg
Жай заттың сыртқы бейнесі
Күміс-ақ металл
Zirconium crystal bar and 1cm3 cube.jpg
Атом қасиеті
Атауы, символ, нөмірі

Цирконий, 40

Топ типі

Ауыр металдар

Топ, период, блок

4, 5, d

Атомдық масса
(молярлық масса)

91.224(2) м. а. б. (г/моль)

Электрондық конфигурация

[Kr] 4d2 5s2

Қабықшалар бойынша электрондар

2, 8, 18, 10, 2

Атом радиусы

160 пм

Химиялық қасиеттері
Ковалентті радиус

175±7 пм

Ион радиусы

(+4e) 79 пм

Электртерістілігі

1,33 (Полинг шкаласы)

Электродты потенциал

0

Тотығу дәрежелері

−2, 0, +1, +2, +3, +4

Иондалу энергиясы

1-ші: 640.1 кДж/моль (эВ)
2-ші: 1270 кДж/моль (эВ)
3-ші: 2218 кДж/моль (эВ)

Жай заттың термодинамикалық қасиеттері
Термодинамикалық фаза

Қатты дене

Тығыздық (қ.ж.)

6,506 г/см³

Балқу температурасы

2125 K

Қайнау температурасы

4650 K

Балқу жылуы

19,2 кДж/моль

Булану жылуы

567 кДж/моль

Молярлық жылусыйымдылық

25,3 Дж/(K·моль)

Молярлық көлем

14,1 см³/моль

Қаныққан бу қысымы
P (Па) 1 10 100 1000 10 000 100 000
T (К) 2639 2891 3197 3575 4053 4678
Жай заттың кристаллдық торы
Тор құрылымы

алтыбұрышты

Тор параметрлері

a = 3,231, c = 5,148 Å

c/a қатынас

1,593

Дебай температурасы

291 K

Басқа да қасиеттері
Жылуөткізгіштік

(300 K) 22,7 Вт/(м·К)

Юнг модульі

88 ГПа

Жылжу модульі

33 ГПа

Пуассон коэффициенті

0.34

Моос қаттылығы

5.0

Виккерс қаттылығы

820–1800 МПа

Бринеллий қаттылығы

638–1880 МПа

CAS нөмірі

7440-67-7

Цирконий Zr

Табиғи тұрақты изотоптарыӨңдеу

90Zr (51,46), 91Zr (11,23), 92Zr (17,11), 94Zr (17,40), 96Zr(2,80).

 
Цирконий Zr

Физикалық қасиеттерӨңдеу

Жасанды жолмен алынған радиоактивті изотоптары 93Zr, 95Zr радиоактивті индикатор ретінде пайдаланылады. Цирконийді 1788 жылы неміс ғалымы М.Клапрот циркон минералын талдау нәтижесінде ашқан. Жер қыртысындағы салмақ мөлш. 2°10–2%. Табиғатта негізінен циркон, бадделеит және күрделі цирконсиликат (эвдиалит, эвколит) минералдары түрінде кең таралған. Цирконий — күміс түсті ақ метал, балқу t 1852 °C, қайнау t 3580 — 3700 °C. Таза күйінде Цирконий пластик. және оңай өңделеді. Цирконийдің ең бағалы қасиеті — коррозияға, хим. агрессивті ортаға тұрақтылығы. Қосылыстарындағы тотығу дәрежесі +4. Галогендермен әрекеттесіп галогениттер (ZrГ4), фосформен қосып қыздырғанда дифосфид ZrР2, бормен 1500°С-тан жоғары температурада боридтер түзеді.

Химикалық қасиеттерӨңдеу

Цирконий қосылыстарының маңыздысы — қос тотығы ZrO2. өнеркәсіпте Цирконийді көбіне циркон және бадделеит минералдарынан алады. Металл Цирконийді өзінің қос тотығын кальций немесе кальций гидридімен, Цирконий хлоридін магниймен, фторцирконат калийді натриймен тотықсыздандыру арқылы алады.

ҚолданысӨңдеу

Цирконий электрвакуумдық техникада, металлургияда, машина жасау өндірісінде, т.б. пайдаланылады. Цирконий қос тотығы және циркон отқа берік материалдар, шынының ерекше сорттарын дайындауда қолданылады.

CiлтемелерӨңдеу

"Қазақ Энциклопедиясы", 18 том