Cirkónium

40 Ittrium ← cirkónium → nióbium Ti ↑ Zr ↓ Hf 40 Zr Periódusos rendszer
Általános
Név, vegyjel, rendszám	cirkónium, Zr, 40
Latin megnevezés	zirconium
Elemi sorozat	átmenetifémek
Csoport, periódus, mező	4, 5, d
Megjelenés	ezüstfehér
Atomtömeg	91,224(2)  g/mol
Elektronszerkezet	[Kr] 4d² 5s²
Elektronok héjanként	2, 8, 18, 10, 2
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot	szilárd
Sűrűség (szobahőm.)	6,52 g/cm³
Sűrűség (folyadék) az o.p.-on	5,8 g/cm³
Olvadáspont	2128 K (1855 °C, 3371 °F)
Forráspont	4682 K (4409 °C, 7968 °F)
Olvadáshő$\Delta _{fus}{H}^{\ominus }$	14 kJ/mol
Párolgáshő $\Delta _{vap}{H}^{\ominus }$	573 kJ/mol
Moláris hőkapacitás	(25 °C) 25,36 J/(mol·K)
Gőznyomás P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 2639 2891 3197 3575 4053 4678
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet	hexagonális
Oxidációs szám	4 (amfoter oxid)
Elektronegativitás	1,33 (Pauling-skála)
Ionizációs energia	1.: 640,1 kJ/mol
	2.: 1270 kJ/mol
	3.: 2218 kJ/mol
Atomsugár	155 pm
Atomsugár (számított)	206 pm
Kovalens sugár	148 pm
Egyebek
Mágnesség	nincs adat
Fajlagos ellenállás	(20 °C) 421 nΩ·m
Hővezetési tényező	(300 K) 22,6 W/(m·K)
Hőtágulási együttható	(25 °C) 5,7 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd)	(20 °C) 3800 m/s
Young-modulus	68 GPa
Nyírási modulus	33 GPa
Poisson-tényező	0,34
Mohs-keménység	5,0
Vickers-keménység	903 MPa
Brinell-keménység	650 HB
CAS-szám	7440-67-7
Fontosabb izotópok
Fő cikk: A cirkónium izotópjai izotóp természetes előfordulás felezési idő bomlás mód energia (MeV) termék 88Zr mest. 83,4 d ε - 88Y γ 0,392D - 89Zr mest. 78,4 h ε - 89Y β+ 0,902 89Y γ 0,909D - 90Zr 51,45% Zr stabil 50 neutronnal 91Zr 11,22% Zr stabil 51 neutronnal 92Zr 17,15% Zr stabil 52 neutronnal 93Zr mest. 1,53·106 y β- 0,060 93Nb 94Zr 17,38% Zr stabil 54 neutronnal 88Zr mest. 83,4 d β− 0,368, 0,400 88Y γ 0,724, 0,756 - 96Zr 2,8% >3,9·1020 y β−β− ? 96Mo
Hivatkozások

A cirkónium az átmenetifémek közé tartozó kémiai elem. Rendszáma 40, vegyjele Zr, nyelvújításkori neve jácany. Ezüstfehér színű, jól alakítható, nagy szilárdságú fém, az olvadáspontja 1857 °C. Kémiailag ellenálló. Főként ötvözőelemként használják, például acélötvözetek készítésére. A vegyületeiben főként +4 oxidációs számmal található meg.

Neve arab eredetű: zargun = aranyszínű. Ez a cirkondrágakő elnevezése, amelyben Martin Heinrich Klaproth az elemet felfedezte 1789-ben. Elemi állapotban Jöns Jakob Berzelius állította elő 1824-ben.

Kémiai tulajdonságai

A tömör cirkónium ellenáll a levegő oxigénjének, drót formájában azonban meggyújtható. Égésekor cirkónium-dioxid keletkezik. Kémiailag ellenálló alacsonyabb hőmérsékleteken. A sósav, a kénsav és a salétromsav még magasabb hőmérsékleten is alig oldja. Királyvízben, illetve a hidrogén-fluorid oldatában viszont könnyen feloldódik.

Előfordulása a természetben

A természetben rendkívül szétszórtan található meg, gyakorlatilag minden szilikátkőzetben előfordul. A legfontosabb ásványa a cirkon (ZrSiO₄).

Előállítása

Az előállítás során természetes alapanyagokból indulnak ki. Cirkónium-dioxidot a legfontosabb ásványaiból, a cirkonhomokból és a cirkonföldből nyerik. A magas minőségű végtermék szempontjából a megfelelő szemcseméret és az anyag tisztasága nélkülözhetetlen.

Felhasználása

Cirkóniumrúd

• Atomerőművekben reaktorszerkezeti anyag. Az acélnál sokkal kevésbé nyeli el a neutronokat, jól bírja a reaktor magjában uralkodó viszonyokat. A gyújtóbombák és nyomjelző lövedékek köpenye is cirkóniumból készül. A cirkónium-oxid a csiszolótárcsák, dörzspapírok bevonata.
• A cirkónium-dioxid a kerámiához hasonló tulajdonságokkal bíró de azzal nem összetévesztendő anyag. A fogászatban és a különlegesen nagy hajlítószilárdságot igénylő esetekben használják.
• Cirkóniummal dezoxidálják az acélolvadékot acélgyártás során.

Források

• Erdey-Grúz Tibor: Vegyszerismeret. 3. kiadás. Budapest: Műszaki Könyvkiadó. 1963. 113. o.  
• Kis kémiai szótár. Fordította Hársing Lászlóné. Budapest: Gondolat. 1972. 72. o.  
• Hans Breuer: Atlasz – Kémia. Fordította Ungvárai János és Ungvárainé dr. Nagy Zsuzsanna. Harmadik, javított kiadás. Budapest: Athenaeum 2000 Kiadó Kft. 2003. 232. o. ISBN 963-9471-35-6  
• Dr. Otto – Albrecht Neumüller: Römpp vegyészeti lexikon. Budapest: Műszaki Könyvkiadó. 1981. 1 kötet., 514–516. o. ISBN 963-10-3269-8  
• N. N. Greenwood – A. Earnshaw: Az elemek kémiája. Budapest: Nemzeti Tankönyvkiadó. 2004. 3 kötet., 1311., 1326 és 1329. o. ISBN 963-19-5255-X  

További információk

A Wikimédia Commons tartalmaz Cirkónium témájú médiaállományokat.

• Képek cirkónium vázas fogpótlásokról Archiválva 2007. március 8-i dátummal a Wayback Machine-ben

Kapcsolódó szócikkek

• Cirkónia