Cyrkon (pierwiastek)

Cyrkon
	itr ← cyrkon → niob
	Wygląd
	srebrzystoszary
	; Widmo emisyjne cyrkonu
	Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	cyrkon, Zr, 40; (łac. zirconium)
Grupa, okres, blok	4 (IVB), 5, d
Stopień utlenienia	IV
Właściwości metaliczne	metal przejściowy
Właściwości tlenków	amfoteryczne
Masa atomowa	91,224 ± 0,002
Stan skupienia	stały
Gęstość	6511 kg/m³
Temperatura topnienia	1855 °C
Temperatura wrzenia	4409 °C
Numer CAS	7440-67-7
PubChem	23995
Właściwości atomowe
Promień; • atomowy; • walencyjny	; 155 (obl. 206) pm; 148 pm
Konfiguracja elektronowa	[Kr]4d25s2
Zapełnienie powłok	2, 8, 18, 10, 2; (wizualizacja powłok)
Elektroujemność; • w skali Paulinga; • w skali Allreda	; 1,33; 1,22
Potencjały jonizacyjne	I 640,1 kJ/mol; II 1270 kJ/mol; III 2218 kJ/mol
Właściwości fizyczne
Ciepło parowania	58,2 kJ/mol
Ciepło topnienia	16,9 kJ/mol
Ciśnienie pary nasyconej	1,68×10−3 Pa (2125 K)
Konduktywność	2,36×106 S/m
Ciepło właściwe	270 J/(kg·K)
Przewodność cieplna	22,7 W/(m·K)
Układ krystalograficzny	heksagonalny
Twardość; • w skali Mohsa	; 5
Prędkość dźwięku	3800 m/s
Objętość molowa	14,02×10−6 m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy
Niebezpieczeństwa
	Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2011-10-04]
	Globalnie zharmonizowany system; klasyfikacji i oznakowania chemikaliów
	Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI
Niebezpieczeństwo
Zwroty H	H250, H260
Zwroty P	P222, P223, P231+P232, P370+P378, P422
	NFPA 704
Na podstawie; podanego źródła	0 0 2
Numer RTECS	ZH7070000
	Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą; warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)
	Multimedia w Wikimedia Commons
	Hasło w Wikisłowniku

Cyrkon (Zr, łac. zirconium) – pierwiastek chemiczny, z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Nazwa pochodzi od minerału o tej samej nazwie – cyrkonu (ZrSiO₄). Innym minerałem tego pierwiastka jest baddeleit (ZrO₂).

Charakterystyka

Cyrkon występuje w skorupie ziemskiej w ilości 130 ppm wagowo (30 ppm atomów)^[6]. Przypomina właściwościami chemicznymi hafn znajdujący się bezpośrednio pod nim w układzie okresowym – rozdzielenie ich jest trudne.

Występuje w dwóch odmianach alotropowych: krystalicznej (miękki, biały, kowalny) i amorficznej (niebiesko-czarny proszek).

Historia odkrycia

W roku 1789 Martin Klaproth otrzymał z Cejlonu kilka próbek minerału o nazwie cyrkon (nazwa prawdopobonie z języka perskiego znaczy złocisty). Wydzielił z niego krzemionkę i nieznaną „ziemię” którą nazwał „cyrkonia”. Klaproth wykazał, że taki sam skład chemiczny ma inny minerał pochodzący z Cejlonu – hiacynt (oba te minerały są krzemianami cyrkonu, ZrSio
4). Wyniki Klaprotha potwierdzili w 1797 r. francuscy chemicy, Guyton de Morveau i Louis Vauqueliin. Opisali oni też inny minerał cyrkonu, badeleit, ZrO
2^[7]. Wolny pierwiastek wyizolował jednak dopiero Jöns Jacob Berzelius w 1824 roku, po 11 latach badań, ogrzewając sześciofluorocyrkonian potasu z metalicznym potasem^[7]:

K
2ZrF
6 + 4K → 6KF + Zr

Zastosowanie

Ma bardzo niski przekrój czynny na wychwyt neutronów, w postaci stopu zircaloy stosuje się go więc jako składnik koszulek paliwowych paliwa jądrowego reaktorów jądrowych^[8]. Do tego celu należy go jednak oczyścić z hafnu, wykazującego dla odmiany wysoki przekrój czynny na wychwyt neutronów.

Związki cyrkonu znalazły zastosowanie w kosmetyce (kremy, antyperspiranty, dezodoranty), zakazane jednak zostały przy produkcji kosmetyków w aerozolu w USA. Ponadto znajduje się na kanadyjskiej liście niezalecanych składników. Toksyczny dla układu oddechowego w przypadku inhalacji, uznany za bezpieczny w produktach, które nie są w aerozolu. Może wywoływać kontaktowe reakcje alergiczne^{[potrzebny przypis]}.

Tlenek cyrkonu(IV), ZrO₂, wykorzystywany jest do produkcji cyrkonii – syntetycznych kamieni ozdobnych.

Cyrkon-95

Nietrwały izotop cyrkonu emitujący promieniowanie beta o energiach 365 keV (54,7%) i 398 keV (44,6%). Stanowi produkt rozszczepienia uranu. Występuje w równowadze promieniotwórczej z niobem-95. Wysoce radiotoksyczny. Skażenie dopuszczalne wynosi 740 kBq^[8].

Uwagi

↑ Znane są próbki geologiczne, w których pierwiastek ten ma skład izotopowy odbiegający od występującego w większości źródeł naturalnych. Masa atomowa pierwiastka w tych próbkach może więc różnić się od podanej w stopniu większym niż wskazana niepewność. Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.

Przypisy

↑ ^a ^b David R.D.R. Lide David R.D.R. (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-42, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).
↑ zirconium, [w:] Classification and Labelling Inventory, Europejska Agencja Chemikaliów [dostęp 2015-04-10] (ang.).
↑ Zirconium (nr 267694) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-04]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
↑ ThomasT. Prohaska ThomasT. i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI: 10.1515/pac-2019-0603 (ang.).
↑ Cyrkon (nr 267694) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Polski. [dostęp 2011-10-04]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
↑ Zirconium: geological information. WebElements. [dostęp 2013-11-28].
↑ ^a ^b IgnacyI. Eichstaedt IgnacyI., Księga Pierwiastków, JerzyJ. Kuryłowicz (red.), Wiedza Powszechna, 1973, s. 269-270 .
↑ ^a ^b Ryszard Szepke: 1000 słów o atomie i technice jądrowej. Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982. ISBN 83-11-06723-6. (pol.).

[4] Znane są próbki geologiczne, w których pierwiastek ten ma skład izotopowy odbiegający od występującego w większości źródeł naturalnych. Masa atomowa pierwiastka w tych próbkach może więc różnić się od podanej w stopniu większym niż wskazana niepewność. Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.

[CRC-1] David R.D.R. Lide David R.D.R. (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-42, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).

[CLI-2] zirconium, [w:] Classification and Labelling Inventory, Europejska Agencja Chemikaliów [dostęp 2015-04-10] (ang.).

[Aldrich-US-3] Zirconium (nr 267694) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-04]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)

[CIAAW-5] ThomasT. Prohaska ThomasT. i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI: 10.1515/pac-2019-0603 (ang.).

[Aldrich-6] Cyrkon (nr 267694) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Polski. [dostęp 2011-10-04]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)

[WebElements-7] Zirconium: geological information. WebElements. [dostęp 2013-11-28].

[:0-8] IgnacyI. Eichstaedt IgnacyI., Księga Pierwiastków, JerzyJ. Kuryłowicz (red.), Wiedza Powszechna, 1973, s. 269-270 .

[1000slow-9] Ryszard Szepke: 1000 słów o atomie i technice jądrowej. Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982. ISBN 83-11-06723-6. (pol.).

[10] Alternatywnie do skandowców zalicza się często nie lutet i lorens, lecz lantan, aktyn oraz hipotetyczny unbiun.

[11] Budowa 8. okresu jest przedmiotem badań teoretycznych i dokładne umiejscowienie pierwiastków tego okresu w ramach układu okresowego jest niepewne.

[a]

[4]

[1]

[2]

[5]

[3]

[6]

[7]

[8]

[i]

[ii]