040 Zr Цирконий
Страница 1

Цирконий

ЦИРКОНИЙ (лат. Zirconium), Zr (читается «цирконий»), химический элемент с атомным номером 40, атомная масса 91,224. Расположен в группе IVB, в 4 периоде периодической системы. Является смесью пяти стабильных нуклидов с массовыми числами 90 (51,46%), 91 (11,23%), 92 (17,11%), 94 (17,40%) и 96 (2,80%). Значение эффективного сечения захвата тепловых нейтронов 1,8·10-29 м2. Конфигурация внешнего электронного слоя атома 4s2p6d25s2. Проявляет степени окисления +4 (валентность IV), +3, +2 и +1 (валентности III, II и I; кластеры малоустойчивы). Радиус атома Zr 0,139 нм, радиус иона Zr4+ 0,073 нм (координационное число 4), 0,086 нм (координационное число 6) и 0,098 нм (координационное число 8). Энергии последовательной ионизации атома циркония — 6,837, 13,13, 22,98, 34,32 и 82,3 эВ. Электроотрицательность по Полингу 1,4.

История открытия

В 1789 М. Г. Клапрот выделил из драгоценного камня циркона (перс. «циркон» — золотистый) оксид нового элемента. Элемент цирконий получил в 1829 швед Й. Я. Берцелиус, восстанавливая фторцирконат калия K2[ZrF6] металлическим натрием:

K2[ZrF6] + 4Na = Zr + 2KF + 4NaF

Этот цирконий имел много примесей. Чистый цирконий был получен в 1925 А. ван Аркелем.

Нахождение в природе

Содержание в земной коре 0,02% по массе. В свободном виде не встречается. Образует более 30 минералов, из которых важнейшими являются циркон ZrSiO4, бадделеит ZrO2 и эвдиалит (Na,Ca)6ZrOH(Si3O9)2(OH,C1)2.

Получение

Обогащенную циркониевую руду спекают при 600-700°C с фторсиликатом калия K2SiF6 (фторидный способ):

K2SiF6 + ZrSiO4 = K2ZrF6 + 2SiO2

Далее фторцирконат калия K2ZrF6 (вместе с фторцирконатом гафния K2HfF6) выщелачивают водой, подвергают дробной кристаллизации (для очистки от примеси гафния). Затем в расплаве цирконий восстанавливают электролизом. При хлоридном способе руду хлорируют в присутствии кокса, полученный тетрахлорид циркония ZrCl4 очищают сублимационно-десублимационным методом, затем восстанавливают магнием:

Другие статьи из раздела

Полые микро- / наноструктуры: синтез и применение

В работе (перевод обзора) рассматриваются синтез и применение полых микро- и наноструктур. Рассмотрены четыре основных метода получения структур, а также такие области их применения,как катализаторы, противопреломляющие покрытия для поверхностей, аккумуляторные батареи.


Очистка воды с помощью переработки битого стекла

На сегодняшний день мир заполняют катастрофы, одни из которых – загрязнение воды и переработка мусора, в частности битого стекла. Поэтому ученые постоянно работают над этими столь важными, для продолжения жизни на земле, вопросами.


Колыбельная - пережиток прошлого или необходимость?

... даже кормить необузданных детишек всякой химией (как в Америке), чтобы хоть чуток перевести дух от их проделок. Особенно тяжко приходится родителям вечером, когда после рабочего дня силы на исходе, хочется покоя, хочется посвятить немного времени...