|
|
|
|
|
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 |