Zirkonium
4d2 5s2 90 Zr 40
↓ Periodická tabulka ↓
Obecné
Název, značka, číslo	Zirkonium, Zr, 40
Cizojazyčné názvy	lat. zirconium
Skupina, perioda, blok	4. skupina, 5. perioda, blok d
Chemická skupina	Přechodné kovy
Koncentrace v zemské kůře	165 až 220 ppm
Koncentrace v mořské vodě	0,000022 mg/l
Vzhled	Šedý až stříbřitě bílý, kovový prvek
Identifikace
Registrační číslo CAS	7440-67-7
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost	91,224
Atomový poloměr	160 pm
Kovalentní poloměr	175 pm
Iontový poloměr	79 pm
Elektronová konfigurace	4d2 5s2
Oxidační čísla	II, IV
Elektronegativita (Paulingova stupnice)	1,33
Ionizační energie
První	640,1 KJ/mol
Druhá	1270 KJ/mol
Třetí	2218 KJ/mol
Látkové vlastnosti
Krystalografická soustava	Šesterečná
Molární objem	14,02×10−6 m3/mol
Mechanické vlastnosti
Hustota	6,52 g/cm3
Skupenství	Pevné
Tvrdost	5,0
Tlak syté páry	100 Pa při 3197K
Rychlost zvuku	3800 m/s
Termické vlastnosti
Tepelná vodivost	22,6 W⋅m−1⋅K−1
Termodynamické vlastnosti
Teplota tání	1854,85 °C (2 128 K)
Teplota varu	4408,85 °C (4 682 K)
Skupenské teplo tání	14 KJ/mol
Skupenské teplo varu	573 KJ/mol
Měrná tepelná kapacita	25,36 Jmol−1K−1
Elektromagnetické vlastnosti
Elektrická vodivost	2,36×106 S/m
Měrný elektrický odpor	421 nΩ·m
Standardní elektrodový potenciál	−1,53 V
Magnetické chování	Paramagnetický
Bezpečnost
GHS02 [1] Nebezpečí[1]
R-věty	R15, R17
S-věty	S2, S7/8, S43
Izotopy
I V (%) S T1/2 Z E (MeV) P 88Zr umělý 83,4 hodiny ε - 88Y γ 0,392 88Y 89Zr umělý 78,4 hodiny ε 89Y β+ 0,902 89Y γ 0,909 89Y 90Zr 51,45% je stabilní s 50 neutrony 91Zr 11,22% je stabilní s 51 neutrony 92Zr 17,15% je stabilní s 52 neutrony 93Zr stopy 1,53×106 let β− 0,060 93Nb 94Zr 17,38% 1,1×1017 let 2 × β− - 94Mo 95Zr 2,8% 2,0×1019 let 2 × β− 3,348 95Mo 96Zr 2,80% 2,0×1019 let 2 × β− - 96Mo
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Ti ⋏ Yttrium ≺ Zr ≻ Niob ⋎ Hf

Zirkonium (chemická značka Zr, latinsky zirconium) je šedý až stříbřitě bílý, kovový prvek, mimořádně odolný proti korozi. Hlavní uplatnění nalézá v jaderné energetice, protože vykazuje velmi nízký účinný průřez pro záchyt neutronů. Dále je složkou různých slitin a protikorozních ochranných vrstev.

Historie

Jako objevitel zirkonia je uváděn Martin Heinrich Klaproth v roce 1789. Nalezl jej rozkladem minerálu jargonu ze Srí Lanky, tehdejšího Ceylonu.

První úspěšný pokus o izolaci elementárního zirkonia provedl roku 1824 chemik Jöns Jacob Berzelius. Jeho produkt nebyl však dokonale čistý a skutečně čisté elementární zirkonium bylo získáno až v roce 1914.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti

Zirkonium je šedý až stříbřitě bílý, středně tvrdý a poměrně lehký kov.

Je supravodičem prvního  typu za teplot pod 0,70 K.

Vyznačuje se mimořádnou chemickou stálostí – je zcela netečné k působení vody a odolává působení většiny běžných minerálních kyselin i roztoků alkalických hydroxidů. Pro jeho rozpouštění je nejúčinnější kyselina fluorovodíková (HF) nebo její směsi s jinými minerálními kyselinami.

Zirkonium vykazuje velmi vysokou afinitu ke kyslíku. Jemně rozptýlený kov proto může na vzduchu samovolně vzplanout, zvláště za zvýšené teploty. V kusové podobě (slitky, plechy, dráty) je však na vzduchu naprosto stálé.

Ve sloučeninách se vyskytuje především v mocenství Zr⁺⁴, ale jsou známy i sloučeniny Zr⁺³ a Zr⁺².

Výskyt

Zirkonium je v zemské kůře poměrně hojně zastoupeno, jeho obsah se odhaduje na 165–220 mg/kg. V mořské vodě je díky své chemické stálosti přítomno pouze v koncentraci 0,000 022 mg/l. Ve vesmíru připadá jeden atom zirkonia na 1 miliardu atomů vodíku.

Zirkonium se v přírodě vyskytuje pouze ve formě sloučenin. Nalézáme jej v řadě minerálů, které jsou pro své vlastnosti (tvrdost a vzhledová podobnost s diamantem) známy a používány již od dávnověku. Mezi nejvýznamnější patří křemičitan zirkon, ZrSiO₄ a oxid zirkonia baddeleyit, ZrO₂. Dále jsou známy různé komplexní zirkonáty jako zirkelit, obsahující vápník, železo, titan a thorium nebo uhligit s obsahem vápníku, titanu a hliníku.

Mezi hlavní oblasti těžby minerálů a hornin s výrazným zastoupením zirkonia patří Austrálie, Brazílie, Indie, Rusko, a USA. Kromě toho jsou k získávání zirkonia často průmyslově využívány i rudy titanu jako ilmenit a rutil.

Výskyt zirkonia byl pomocí spektrální analýzy potvrzen i ve hvězdách podobných našemu Slunci, je složkou řady meteoritů a má významné zastoupení v měsíčních horninách.

Výroba

Průmyslová výroba čistého zirkonia je poměrně nákladná, protože podobně jako v případě titanu nelze použít běžné metalurgické postupy jako redukce uhlím nebo vodíkem. Navíc je většina přírodních surovin zirkonia kontaminována hafniem, které vykazuje velmi podobné chemické vlastnosti a separace těchto příbuzných prvků je značně obtížná.

V současné době se při průmyslové výrobě zirkonia používá především tzv. Krollův proces. Přitom se nejprve pyrolýzou baddeleyitu s uhlíkem a chlorem získává chlorid Zdroj:https://cs.wikipedia.org?pojem=Zirkonium
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.