الزركونيوم هو معدن رمادي يتميز بكونه رمز العنصر الأخير ، أبجديًا ، للجدول الدوري. يجد هذا العنصر استخدامًا في السبائك ، خاصة في التطبيقات النووية. وهنا المزيد من الحقائق عنصر الزركونيوم:
حقائق الزركونيوم الأساسية
العدد الذري: 40
رمز: Zr
الوزن الذري: 91.224
اكتشاف: مارتن كلابروث 1789 (ألمانيا) ؛ يذكر الزركون المعدنية في النصوص التوراتية.
التوزيع الإلكترون: [كر] 4D2 5S2
أصل الكلمة: سميت الزركون المعدنية. اللغة الفارسية zargun: يشبه الذهب ، الذي يصف لون الأحجار الكريمة المعروفة باسم الزركون أو المصطلحات أو الزنابق أو الياقوت أو الجير.
النظائر: يتكون الزركونيوم الطبيعي من 5 نظائر. 28 نظائر إضافية تم تميزها. النظير الطبيعي الأكثر شيوعا هو 90Zr ، والذي يمثل 51.45 في المئة من العنصر. من النظائر المشعة ، 93يتمتع Zr بأطول عمر افتراضي وهو 1.53 × 106 سنوات.
الخصائص: الزركونيوم معدن أبيض رمادي لامع. العنصر النقي مرن وقوي ، ولكن يصبح المعدن صلبًا وهشًا عندما يحتوي على شوائب. يقاوم الزركونيوم التآكل من الأحماض والقلويات والماء والملح ، ولكنه يذوب في حمض الهيدروكلوريك أو الكبريت. قد ينفجر المعدن المنقسّم جيدًا تلقائيًا في الهواء ، خاصة في درجات الحرارة المرتفعة ، لكن المعدن الصلب مستقر نسبيًا. يوجد الهفنيوم في خامات الزركونيوم ويصعب فصله عن الزركونيوم. يحتوي الزركونيوم من الدرجة التجارية على 1٪ إلى 3٪ من الهفنيوم. الزركونيوم المستخدم في المفاعل خالي من الهفنيوم.
الاستخدامات: Zircaloy (صاد) هو سبيكة مهمة للتطبيقات النووية. يحتوي الزركونيوم على مقطع عرضي منخفض الامتصاص للنيوترونات ، وبالتالي يستخدم لتطبيقات الطاقة النووية ، مثل عناصر الوقود الكسوة. الزركونيوم مقاوم بشكل استثنائي للتآكل بمياه البحر و العديد من الأحماض الشائعة والقلويات ، لذلك يتم استخدامه على نطاق واسع من قبل الصناعة الكيميائية حيث يتم استخدام العوامل المسببة للتآكل. يستخدم الزركونيوم كعامل صناعة السبائك في الصلب ، وحاصل في الأنابيب المفرغة ، وكعنصر في الأجهزة الجراحية ، ومصابيح photoflash ، وأجهزة الاشعال المتفجرة ، و spinnerets rayon ، وخيوط المصباح ، إلخ. يستخدم كربونات الزركونيوم في مرطبات اللبلاب السام لتتحد مع اليوريشيول. الزركونيوم المخلوط بالزنك يصبح مغناطيسيًا عند درجات حرارة أقل من 35 درجة مئوية. يستخدم الزركونيوم مع النيوبيوم في صناعة مغنطيسات فائقة الحرارة منخفضة الحرارة. يحتوي أكسيد الزركونيوم (الزركون) على نسبة عالية من الانكسار ويستخدم كحجارة كريمة. يستخدم أكسيد النجس ، الزركونيا لبوتقات المختبر التي سوف تحمل صدمة الحرارة ، لبطانات الفرن ، والصناعات الزجاجية والسيراميك كمادة مقاومة للحرارة.
حادثة: لا يوجد الزركونيوم كعنصر حر ، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى تفاعله مع الماء. يحتوي المعدن على تركيز حوالي 130 مجم / كجم في قشرة الأرض و 0.026 ميكروغرام / لتر في مياه البحر. تم العثور على الزركونيوم في النجوم من نوع S ، الشمس ، والنيازك. تحتوي الصخور القمرية على تركيز أكسيد الزركونيوم يشبه تركيز الصخور الأرضية. المصدر التجاري الرئيسي للزركونيوم هو الزركون السليكات المعدنية (ZrSiO)4) ، والذي يحدث في البرازيل وأستراليا وروسيا وجنوب إفريقيا والهند والولايات المتحدة وبكميات أقل في أماكن أخرى من العالم.
الآثار الصحية: يحتوي الجسم البشري المتوسط على حوالي 250 ملليغرام من الزركونيوم ، لكن العنصر لا يخدم أي وظيفة بيولوجية معروفة. تشمل المصادر الغذائية للزركونيوم القمح الكامل والأرز البني والسبانخ والبيض ولحم البقر. تم العثور على الزركونيوم في مضادات التعرق وأنظمة تنقية المياه. تم إيقاف استخدامه ككربونات لعلاج اللبلاب السام لأن بعض الأشخاص تعرضوا لردود فعل جلدية. على الرغم من أن التعرض للزركونيوم يعتبر آمنًا بشكل عام ، فإن التعرض لمسحوق المعادن يمكن أن يسبب تهيج الجلد. لا يعتبر العنصر إما سام وراثي أو مسرطن.
هيكل الكريستال: يحتوي الزركونيوم على مرحلة ألفا ومرحلة بيتا. في درجة حرارة الغرفة ، تشكل الذرات سداسية الشكل α-Zr. عند 863 درجة مئوية ، ينتقل الهيكل إلى β-Zr المتمحور حول الجسم.
البيانات الفيزيائية الزركونيوم
تصنيف العنصر:معدن إنتقالي
الكثافة (جم / سم مكعب): 6.506
نقطة الانصهار (ك): 2125
نقطة الغليان (ك): 4650
مظهر خارجي: أبيض رمادي ، لامع ، مقاوم للتآكل
نصف القطر الذري (مساء): 160
الحجم الذري (سم مكعب / مول): 14.1
دائرة نصف قطرها التساهمية (مساء): 145
دائرة نصف قطرها الأيونية: 79 (+ 4e)
حرارة نوعية (@ 20 درجة مئوية J / جم مول): 0.281
الانصهار الحرارة (kJ / mol): 19.2
حرارة التبخر (كج / مول): 567
درجة حرارة ديباي (ك): 250.00
بولينج رقم السلبية: 1.33
الطاقة المؤينة الأولى (kJ / mol): 659.7
الأكسدة: 4
بنية شعرية: سداسي الشكل
شعرية ثابت (Å): 3.230
معدل C / A شعرية: 1.593
المراجع
- امسلي ، جون (2001). اللبنات الطبيعة. أوكسفورد: مطبعة جامعة أكسفورد. ص. 506–510. ISBN 0-19-850341-5.
- Lide ، ديفيد ر. (2007–2008). "الزركونيوم". CRC كتيب الكيمياء والفيزياء. 4. نيويورك: مطبعة CRC. ص. 42. ISBN 978-0-8493-0488-0.
- Meija ، ياء ؛ وآخرون. (2016). "الأوزان الذرية للعناصر 2013 (تقرير IUPAC الفني)". الكيمياء البحتة والتطبيقية. 88 (3): 265–91. Doi: 10.1515 / pac-2015-0305
العودة إلى الجدول الدوري