זירקוניום

זירקוניום

ניאוביום - זירקוניום - איטריום
Ti Zr Hf       40 Zr                                                                                                                                                                                                                                                                                           הטבלה המחזורית
נתונים בסיסיים
מספר אטומי	40
סמל כימי	Zr
סדרה כימית	מתכות מעבר
מראה
לבן כסוף
תכונות אטומיות
משקל אטומי	91.224 u
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה	2, 8, 18, 10, 2
קונפיגורציה אלקטרונית	[Kr] 4d² 5s²
דרגות חמצון	4
תכונות פיזיקליות
צפיפות	6,511 kg/m3
מצב צבירה בטמפ' החדר	מוצק
נקודת רתיחה	4,683.15K (4,410°C)
נקודת התכה	2,123.15K (1,850°C)
לחץ אדים	0.00168Pa ב-2,125K
מהירות הקול	3,800 מטר לשנייה ב-293.15K
שונות
אלקטרושליליות	1.33
קיבול חום סגולי	0.27 J/(kg·K)
מוליכות חשמלית	2.36 106/m·Ω
מוליכות חום	22.7 W/(m·K)
אנרגיית יינון ראשונה	640.1 kJ/mol
היסטוריה
מגלה	מרטין היינריך קלפרות
תאריך גילוי	1789
נקרא על שם	זירקון

זירקוניום (Zirconium) הוא יסוד כימי שסמלו הכימי Zr ומספרו האטומי 40.

תכונות

זירקוניום הוא מתכת מעבר מבריקה בצבע אפור לבן. זירקוניום מושג בעיקר מזירקון. זירקוניום קל מפלדה והקשיות שלו דומה לנחושת. בצורת אבקה, הזירקוניום יכול להידלק באופן ספונטני באוויר, במיוחד בטמפרטורות גבוהות. בצורה של גוש מוצק, המתכת נוטה פחות להידלק. לסגסוגת זירקוניום ואבץ תכונות מגנטיות בטמפרטורה הנמוכה ממינוס 238 מעלות צלזיוס. דרגות החימצון של זירקוניום הן 4+, 3+, ו2+. והאיזוטופים שלו הם 4, שתי נקודות בצד ימין ושתי נקודות למעלה. מספר המסה שלו היא 91.224 מסה אטומית,

שימושים

השימושים העיקריים בזירקון (ZrSiO₄) הם תעשייתיים. בנוסף נסחר כאבן חן טבעית ומשובץ בתכשיטים כיהלום מלאכותי. שימושים נוספים:

• זירקוניום עמיד לקורוזיה ומפגין בליעת נייטרונים נמוכה, ולכן משמש בתור שכבת מגן למוטות הדלק בכורים גרעיניים. מעל 90% מהזירקוניום המתכתי שמופק מופנה לשימוש זה.^{[דרוש מקור]}
• מזירקוניום מייצרים צנרת עמידה בפני קורוזיה, בעיקר בתעשייה הכימית שם יש לכך צורך.
• בצבא משתמשים בזירקוניום בפצצות תבערה, מכיוון שהוא מתלקח באופן ספונטני באוויר.
• לזירקון שימוש בכורי היתוך במעבדות.
• רקמות אדם אינן נפגעות מזירקוניום ולכן יש לו תפקיד בשתלים מלאכותיים.
• זירקוניום דו-חמצני, המכונה זירקוניה, הוא חומר קרמי המשמש גם לייצור של שתל דנטלי.
• לזירקוניום תפקיד כסופח גזים (גטר) וממיר חום בשפופרות ריק.
• סגסוגת זירקוניום וניאוביום היא מוליך על בטמפרטורות נמוכות.
• קומפלקסים של זירקוניום משמשים כזרזים בפילמור אלקנים.
• זירקוניום ניטריד (ZrN) משמש בתור ציפוי לשימור על חדות של מקדחים ולהבים.
• אלומיניום זירקוניום ארבע-כלורי הוא מרכיב פעיל במגוון מוצרי קוסמטיקה (דאודורנט מסוג "סטיק", אודם, וכדומה).

היסטוריה

זירקוניום התגלה כיסוד חדש ב-1789 על ידי מרטין היינריך קלפרות', ובודד בשנת 1824 על ידי ינס יאקוב ברצליוס שחימם אשלגן מתכתי עם תרכובת אשלגן שש-פלואוריד זירקוניום..

צורה בטבע

זירקוניום לעולם לא נמצא בטבע בצורתו החופשית. המקור העיקרי לזירקוניום הוא המינרל זירקון שנמצא במרבצים באוסטרליה, ברזיל, הודו, רוסיה וארצות הברית. זירקוניום והפניום נמצאים בזירקון ביחס 50 ל-1 וקשה מאוד להפריד ביניהם. זירקוניום מופק בתגובה בין זירקוניום כלורי לבין מגנזיום בתהליך קרול, וקיימות שיטות נוספות. זירקוניום מסחרי מכיל בין 1%-3% הפניום.^{[דרוש מקור]}

אמצעי זהירות

לרוב תרכובות הזירקוניום יש רעילות נמוכה מכדי לגרום נזק. אבק מתכתי של זירקוניום יכול להתלקח באוויר ולגרום לשריפה. לזירקוניום אין תפקיד ביולוגי.

קישורים חיצוניים

• זירקוניום, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
• זירקוניום באתר Webelements (באנגלית)