Цирконий

Физические свойства

Атомный номер - 40.
Атомная масса - 91.22 г/моль-1, или 91.224 а.е.м.

Серебристо-белый металл с характерным блеском. Известно пять природных изотопов циркония: ⁹⁰Zr (51,46%), ⁹¹Zr (11,23%), ⁹²Zr(17,11%) ⁹⁴Zr (17,4%), ⁹⁶Zr (2,8%).

Химические свойства

Для Циркония характерна степень окисления +4. Более низкие степени окисления +2 и +3 известны для Циркония только в его соединениях с хлором, бромом и йодом. Компактный Цирконий медленно начинает окисляться в пределах 200-400 ^oС, покрываясь плёнкой циркония двуокиси ZrO₂; выше 800 ^oС энергично взаимодействует с кислородом воздуха. Порошкообразный металл пирофорен - может воспламеняться на воздухе при обычной температуре. Цирконий активно поглощает водород уже при 300 ^oС, образуя твёрдый раствор и гидриды ZrH и ZrH₂; при 1200-1300 ^oС в вакууме гидриды диссоциируют и весь водород может быть удалён из металла. С азотом Цирконий образует при 700-800 ^oС нитрид ZrN. Цирконий взаимодействует с углеродом при температуре выше 900 ^oС с образованием карбида ZrC. Карбид и нитрид Циркония - это твёрдые тугоплавкие соединения; карбид Циркония - полупродукт для получения ZrCl₄. Цирконий устойчив в воде и водяных парах до 300 ^oС, не реагирует с соляной и серной (до 50%) кислотами, а также с растворами щелочей (Цирконий - это единственный металл, стойкий в щелочах, содержащих аммиак). С азотной кислотой и царской водкой взаимодействует при температуре выше 100 ^oС. Растворяется в плавиковой и горячей концентрированной (выше 50%) серной кислотах. Из кислых растворов могут быть выделены соли соответствующих кислот разного состава, зависящего от концентрации кислоты.

Применение

Сплавы на основе циркония, очищенного от гафния, применяют преимущественно в качестве конструкционных материалов в ядерных реакторах, что обусловлено малым сечением захвата тепловых нейтронов. цирконий входит в состав ряда сплавов (на основе магния, титана, никеля, молибдена, ниобия и др. металлов), используемых как конструкционные материалы, например, для ракет и др. летательных аппаратов. Из сплавов цирконий с ниобием делают обмотки магнитов сверхпроводящих. В литейном производстве применяют цирконистые огнеупоры. К числу наиболее распространённых пьезокерамических материалов (пьезокерамики) относится группа цирконата - титаната свинца (например, ЦТС-23). В металлокерамических материалах (керметах) металлическим составляющим является цирконий, а керамическим - его двуокись ZrO₂. При производстве генераторных ламп проволока из циркония служит геттером.

Биологическая роль

Биологическая роль отсутствует

БСЭ

Свойства