Taula

Generalitats

Propietats

Isòtops

Reactivitat

Obtenció, Usos i Toxicitat

 

Català

Español

English

Français

Símbol:

Zr

Nombre atòmic: 40

Zirconi

Circonio

Zirconium

Zirconium

Grup: 4

Període: 5

Família: Elements de transició

Configuració electrònica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d2

 

 

 

 

Generalitats

Descobridor/s: Martin Heinrich Klaproth

Nacionalitat: Alemanya

Any: 1789

Origen del nom: del àrab “zargun” que descriu el  color daurat de la pedra preciosa, ara coneguda com a zircó (ZrSiO4).

Una mica d’història: Fou descobert en 1789 pel químic alemany Martin Heinrich Klaproth i aïllat  de forma impura en 1824 pel químic suec Jöns Jacob Berzelius escalfant una barreja de potassi i fluorur de zirconi i potassi en un tub de ferro.

En 1925 A.E.van Arkel i J.H. de Boer el van preparar en estat pur.

Estat natural: No es troba lliure a la naturalesa sinó en minerals com la “badeleyita” (ZrO2 ), l’”elpidita”, l’”eudialita” i el “zircó” (ZrSiO4) , que també  conté hafni, del qual és difícil separar-lo.

Austràlia amb un 70% de la producció mundial, l’antiga URSS, Brasil, Índia, Malàisia i Estats Units en són els principals productors.

El zirconi s’ha trobat en els espectres d’estrelles de tipus S i s’ha identificat al Sol i en meteorits. Les mostres de roca lunars mostren un contingut d’òxid de zirconi sorprenentment alt en comparació amb roques de la Terra.

Estructura cristal·lina:

 

      Hexagonal

Abundància a l’ésser humà: 50 ppb (parts per bilió) en pes

 

Abundància a la Terra: ocupa el lloc 18è en la classificació dels elements més abundants en l’escorça terrestre.

Abundància al Sistema Solar: 50 ppb (parts per bilió) en pes

 

 

 

 

 

 

 

Propietats

Físiques

Massa atòmica (u)

Densitat (kg/m3)

Duresa (escala de Mohs)

Volum atòmic (cm3/mol)

91,224

6509

5

14,1

Tèrmiques

Estat d’agregació

a 298 K

Punt de fusió (K)

Punt d’ebullició (K)

 

sòlid

2125

4650

 

Radis

Radi atòmic (Å)

Radi iònic (Å)

Radi covalent (Å)

 

1,6

0,8 (Zr4+)

1,45

 

Ionització

Afinitat electrònica (KJ/mol)

1a energia ionització (KJ/mol)

2a energia ionització (KJ/mol)

3a energia ionització (KJ/mol)

Estats d’oxidació

41,1

660

1266,8

2218,2

  +1, +2, +3, +4

Elèctriques

Conductivitat elèctrica (mOhm.cm)-1

Electròniques

Electronegativitat (Pauling)

Polaritzabilitat (Å3)

 

25

1,33

17,9

 

Termodinàmiques

Calor d’atomització (KJ/mol d’àtoms)

Calor de fusió (KJ/mol)

Calor de vaporització (KJ/mol)

Calor específica

(J/kg K)

Conductivitat tèrmica (J/m s ºC)

609,0

23,0

582,0

275,88

22,70

Altres

Potencial normal de reducció (v)

Caràcter metàl·lic

Precaucions: Hi ha poques dades toxicològiques però sembla que la majoria dels composts no siguin inherentment tòxics.

Generalment no produeix conseqüències el contacte amb els seus compostos, encara que algunes persones són al·lèrgiques a ells; al·lèrgia que es manifesta amb l’aparició de grànuls no malignes.

La inhalació de certs compostos i pols metàl·liques de zirconi, té efecte inflamatori.  

La pols de metall s'hauria de tractar com a perill de foc i explosió.

El metall, finament dividit, pot encendre’s espontàniament en l’aire, especialment a elevades temperatures.

-1,55 Zr4+/Zr

 metall

Característiques:

 

En estat pur el zirconi existeix en dos formes, una cristal·lina, tova, de color blanc metàl·lic, dúctil i d’una altra amorfa que té l’aspecte d’una pols blava fosca. Ambdues formes són insolubles en aigua, lleugerament soluble en alcohol i completament soluble en àcid fluorhídric.

Algunes formes de zircó (ZrSiO4) tenen excel·lents qualitats com a pedres precioses.

 

 

 

 

 

 

 

Isòtops

Isòtop

Protons

Neutrons

Símbol

Vida mitjana

Abundància(%)

Altres

Zirconi-86

40

46

86Zr

16,5 hores

0,00

Radioactiu

Zirconi-87

40

47

87Zr

1,73 hores

0,00

Radioactiu

Zirconi-88

40

48

88Zr

83,4 dies

0,00

Radioactiu

Zirconi-89

40

49

89Zr

3,27 dies

0,00

Radioactiu

Zirconi-90

40

50

90Zr

Estable

51,45

 

Zirconi-91

40

51

91Zr

Estable

11,22

 

Zirconi-92

40

52

92Zr

Estable

17,15

 

Zirconi-93

40

53

93Zr

1,53 milions d’anys

0,00

Radioactiu

Zirconi-94

40

54

94Zr

Estable

17,38

 

Zirconi-95

40

55

95Zr

64,02 dies

0,00

Radioactiu

Zirconi-96

40

56

96Zr

Estable

2,8

 

Zirconi-97

40

57

97Zr

16,8 hores

0,00

Radioactiu

 

 

 

 

 

 

 

Reactivitat

Descripció

Químicament és molt similar al hafni.

És bastant resistent a l'acció  dels àcids i de les bases, no obstant es dissolt en àcid fluorhídric, segurament per a formar complexes fluorats.

En l’aire es cobreix amb una capa d’òxid que normalment el deix inactiu, però a 500ºC, crema amb una llum molt brillant i forma el diòxid de zirconi (IV): Zr (s) + O2 (g) à