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

Люминесцентные материалы: не только красиво, но и полезно

Цикл лекций в рамках XI Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям для всех желающих – школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых, учителей и преподавателей: Люминесцентные материалы: не только красиво, но и полезно. Валентина Владимировна Уточникова, к.х.н., Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова.


В Таиланде приступили к реализации третьего этапа программы развития нефтехимической отрасли

Правительство Таиланда уже завершило два этапа программы развития нефтехимической отрасли. Первым этапом было образование компании National Petrochemical Plc. стоимостью в 1,1 млрд долларов. Второй этап заключался в создании компаний Thai...


Исследование свидетельствует: клонирование человека опасно

Новое исследование, которое проводил Rudolf Jaenish, профессор Массачусетского технологического института, позволило ответить на вопрос, почему клонированные зародыши часто умирает до рождения. Оказывается, они не могут правильно прочитать свой собственный генетический...