ジルコニウム は原子番号 40、元素記号 Zr の周期表の元素です。融点と沸点が高く、延性があり展性のある銀遷移金属です。純粋な要素に遭遇することはないかもしれませんが、制汗剤、キュービックジルコニアの宝石、セラミック、歯科インプラントなどの身近な製品に含まれています.これは、その特性、用途、およびソースを含む、ジルコニウムの事実のコレクションです.
ジルコニウムの基本情報
名前 ：ジルコニウム
シンボル :Zr
原子番号 バー:40
アトミ c 重量:91.224
グループ :グループ 4 (遷移金属)
期間 :ピリオド 5
ブロック :d-ブロック
電子配置 :[Kr] 4d 5s
シェルあたりの電子数 :2, 8, 18, 10, 2
発見 :Martin Klaproth は 1785 年に鉱物の専門用語からジルコニウムを発見しました。Berzelius は 1824 年に最初に金属を精製しました。
名前の由来 :この元素は、鉱物のジルコンにちなんで名付けられました。ジルコンという言葉は、ペルシア語の zargun に由来します。 、「黄金」を意味します。
同位体 :天然ジルコニウムは5つの同位体で構成されています。これらの同位体のうち 4 つは安定しており、1 つは放射性です。最も一般的な同位体はジルコニウム 90 で、元素の 51.45% を占める安定同位体です。追加の 28 の同位体が合成されました。
生物学的役割と毒性 :ジルコニウムは、ヒトにおいて既知の生物学的役割を果たしていませんが、害も引き起こしません.人間の体には約 250 ミリグラムの元素が含まれています。ジルコニウムの食事源には、玄米、全粒小麦、ほうれん草、卵、牛肉が含まれます.ジルコニウムは一般的に安全で無毒ですが、金属粉末と一部の化合物は皮膚を刺激します.この金属は発がん性も遺伝毒性もありません。
用途 :ジルコニウム化合物はジルコニウム金属よりも一般的です。酸化ジルコニウムは、研磨剤、セラミック、歯科用インプラントと歯冠、およびセラミックとして使用されます。ジルコンとキュービックジルコニアはジュエリーの宝石です。純粋なジルコニウムの最も一般的な用途は、耐熱金属としてです。最も一般的な合金は、原子炉燃料の被覆に使用されるジルカロイです。酸化ジルコニウムと金属ジルコニウムは、宇宙船、ジェット エンジン、ガス タービン ブレード、燃焼器などの高温用途に役立ちます。ジルコニウムは尿素と結合するため、慢性腎臓病の管理に役立ちます。炭酸ジルコニウムはツタウルシを治療します。ジルコニウムとアルミニウムを含む化合物 (AZG) は、皮膚の毛穴をブロックすることによって機能する一般的な制汗剤です。ジルコニウムのその他の用途には、浄水、高カリウム血症治療、膝と股関節の置換、フラッシュバルブ、線香花火、超電導磁石などがあります。
ソース :要素は純粋な形式では発生しません。その濃度は、地球の地殻で約 130 mg/kg、海水で 0.026 μg/L です。ほとんどのジルコニウムはジルコン (ZrSiO4 ）またはチタンおよびスズ鉱物の採掘の副産物として。ジルコンの供給源には、ブラジル、ロシア、オーストラリア、インド、南アフリカ、および米国が含まれます。少量のジルコニウムに富む鉱物が世界中に存在します。
物理データ
要素の分類: 遷移金属
密度 (g/cc): 6.52
融点: 2125 K (1852 °C, 3365 °F)
沸点: 4650 K (4377 °C、 7911 °F)
外観: 灰白色、光沢のある、耐腐食性の金属
比熱 (@20°C J/g mol): 0.281
核融合熱 (kJ/mol): 14
蒸発熱 (kJ/mol): 591
デバイ温度 (K): 250.00
モル熱容量 :25.36 J/(mol・K)
格子構造: 六角
格子定数 (Å): 3.230
ラティス C/A レシオ: 1.593
遷移金属について
ジルコニウムは、元素の遷移金属グループのメンバーです。この大きな要素グループの詳細をご覧ください。
原子データ
原子半径 (pm): 175
原子体積 (cc/mol): 14.1
共有半径 (pm): 145
イオン半径: 79 (+4e)
ポーリング電気陰性度: 1.33
第一イオン化エネルギー (kJ/mol): 659.7
酸化状態: -2、0、+1、+2、+3、+4
興味深いジルコニウムの事実
- ジルコニウムは、地球以外の宇宙にも存在します。太陽、S 型星、隕石の中にあります。月の岩石には、地球の岩石とほぼ同じ量の酸化ジルコニウムが含まれています。
- ジルコニウムは、アルファ相 (α-Zr) とベータ相 (β-Zr) と呼ばれる 2 つの結晶構造のいずれかを取ります。室温では、原子は最密六方晶 α-Zr を形成します。 863 °C で、構造は体心 β-Zr に遷移します。
- 多くの金属と同様に、微粉末ジルコニウムは非常に可燃性です。
- ジルコニウムは耐食性がありますが、塩酸または硫酸に溶けます。
- ジルコニウムと亜鉛の合金は、35 K 以下の温度で磁性を持ちます。
- 火工品では、ジルコニウムを燃やすと真っ白な火花ができます。
- ジルコニウムは有機金属化合物を形成します。有機ジルコニウムは、ポリプロピレン (プラスチック) 製造における重要な触媒です。
- タングステン酸ジルコニウム化合物は、加熱すると収縮する珍しい特性を示します。
- ジルコニウム塩は通常、燃焼試験で淡い赤色の炎で燃焼します。
参考文献
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