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锆(Zirconium)是化学元素,化学符号是Zr,原子序数是40,是银白色的过渡金属。
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锆   40Zr




外觀
银白色
概況
名稱·符號·序數 锆(zirconium)·Zr·40
元素類別 过渡金属
·週期· 4·5·d
標準原子質量 91.224(2)
電子排布

[Kr] 4d2 5s2
2, 8, 18, 10, 2

歷史
發現 马丁·克拉普罗特(1789年)
分離 永斯·贝采利乌斯(1824年)
物理性質
物態 固体
密度 (接近室温
6.52 g·cm−3
熔點時液體密度 5.8 g·cm−3
熔點 2128 K,1855 °C,3371 °F
沸點 4650 K,4377 °C,7911 °F
熔化熱 14 kJ·mol−1
汽化熱 591 kJ·mol−1
比熱容 25.36 J·mol−1·K−1

蒸汽壓

壓/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
溫/K 2639 2891 3197 3575 4053 4678
原子性質
氧化態 4, 3, 2, 1, −2
两性氧化物)
電負性 1.33(鲍林标度)
電離能

第一:640.1 kJ·mol−1
第二:1270 kJ·mol−1

第三:2218 kJ·mol−1
原子半徑 160 pm
共價半徑 175±7 pm
雜項
晶體結構 六方密堆積
磁序 顺磁性
電阻率 (20 °C)421 nΩ·m
熱導率 22.6 W·m−1·K−1
膨脹係數 (25 °C)5.7 µm·m−1·K−1
聲速(細棒) (20 °C)3800 m·s−1
楊氏模量 88 GPa
剪切模量 33 GPa
體積模量 91.1 GPa
泊松比 0.34
莫氏硬度 5.0
維氏硬度 820–1800 MPa
布氏硬度 638–1880 MPa
CAS號 7440-67-7
最穩定同位素

主条目:锆的同位素

同位素 豐度 半衰期 方式 能量MeV 產物
88Zr syn 83.4 天 ε 88Y
γ 0.392D
89Zr syn 78.4 小時 ε 89Y
β+ 0.902 89Y
γ 0.909D
90Zr 51.45% 穩定,带50个中子
91Zr 11.22% 穩定,带51个中子
92Zr 17.15% 穩定,带52个中子
93Zr 痕量 1.53×106 年 β 0.060 93Nb
94Zr 17.38% 1.1×1017 年 ββ 1.144 94Mo
96Zr 2.8% 2.0×1019 年[1] ββ 3.348 96Mo
β 96Nb

(Zirconium)是化学元素化学符号Zr原子序数是40,是银白色的过渡金属

字源

中文發音‘ㄍㄠˋ’、‘gào’。

其元素名稱來自鋯石(德語:Zirkon),鋯石的字源來自波斯語زرگون‎‎(zargun),字面意思為「金色之光」。

發現

1787年,利用來自斯里蘭卡的黃鋯石,克拉普羅特(Martin Heinrich Klaproth)抽取出一種新的氧化物,根據鋯石的名稱,命名為德語:Zirkonerde。1824年貝采利烏斯用金屬,還原該氧化物,分離出鋯金屬。

用途

锆不易腐蚀,主要在核子反应堆用作燃料棒的護套材料,以及用作抗腐蚀的合金。由于锆的中子截面积非常小,中子几乎可以完全透过锆,因此锆合金在核裂变反应堆中可以作为核燃料的包覆管结构材料,如锆2和锆4合金。唯一的壞處是到攝氏1260度以上時會跟水蒸汽反應產生氫氣,造成氫爆。

鋯也用在X光繞射儀器,當使用的為靶時,則利用鋯以過濾其他不需要的頻率。

在有机化学,锆是过渡金属参与的有机合成方法学研究中比较新颖的一种金属,锆可以和形成五元环或者六元环,然后被其他基团进攻而离去,从而构筑有机物的骨架。利用锆化学的方法可以合成很多新奇的化合物,比如中國科學院上海有机所刘元红研究组曾经通过锆化学的方法合成和分离出连五烯结构的化合物立方氧化锆莫氏硬度可达8.5。

鋯合金常用於金屬之切割,白色的二氧化鋯陶瓷刀的主要成分,非常硬,但不耐摔,一摔即碎。



  1. ^ Pritychenko, Boris; Tretyak, V. Adopted Double Beta Decay Data. National Nuclear Data Center. [2008-02-11]. 

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