الزركونيوم
الزركونيوم عنصر كيميائي له الرمز Zr والعدد الذري 40 في الجدول الدوري للعناصر.
يوجد عنصر الزركونيوم بشكل واسع في الطبيعة بنسبة توافر تبلغ 28من الالف في المائة ويحتل المرتبة ال11 في التواجد في الطبيعة قيل عناصر اخر كثيرة مشهورة يتواجد في الطبيعة في شكل معدنين رئيسين وهما الزركون(Zr,Hf) SiO4 واكسيد الزركونيوم (Zr,Hf)O2 يستخدم بشكل أساسي في المفاعلات النووية بسبب ان له مساحة مقطع صغيرة للتفاعل مع النيترونات
المظهر |
رمادي فلزي
|
الخصائص العامة |
الاسم، الرقم، الرمز | زركونيوم، 40، Zr |
تصنيف العنصر | فلز انتقالي |
المجموعة، الدورة، المستوى الفرعي | 4، 5، d |
الكتلة الذرية | 91.224غ·مول−1 |
توزيع إلكتروني | Kr]; 5s2 4d2] |
توزيع الإلكترونات لكل غلاف تكافؤ | 2, 8, 18, 10, 2 |
الخصائص الفيزيائية |
الطور | صلب |
الكثافة (عند درجة حرارة الغرفة) | 6.52 غ·سم−3 |
كثافة السائل عند نقطة الانصهار | 5.8 غ·سم−3 |
نقطة الانصهار | 2128 ك، 1855 °س، 3371 °ف |
نقطة الغليان | 4682 ك، 4409 °س، 7968 °ف |
حرارة الانصهار | 14 كيلوجول·مول−1 |
حرارة التبخر | 573 كيلوجول·مول−1 |
السعة الحرارية | (25 °س) 25.36 جول·مول−1·كلفن−1 |
ضغط البخار |
P (باسكال) | 1 | 10 | 100 | 1 كيلو | 10 كيلو | 100 كيلو |
عند T (كلفن) | 2639 | 2891 | 3197 | 3575 | 4053 | 4678 |
|
الخصائص الذرية |
أرقام الأكسدة | 4, 3, 2, 1
(أكاسيده مذبذبة) |
الكهرسلبية | 1.33 (مقياس باولنغ) |
طاقات التأين | الأول: 640.1 كيلوجول·مول−1 |
الثاني: 1270 كيلوجول·مول−1 |
الثالث: 2218 كيلوجول·مول−1 |
نصف قطر ذري | 160 بيكومتر |
نصف قطر تساهمي | 7±175 بيكومتر |
خصائص أخرى |
البنية البلورية | نظام بلوري سداسي مرصوص |
المغناطيسية | مغناطيسية مسايرة |
مقاومة كهربائية | 421 نانوأوم·متر (20 °س) |
الناقلية الحرارية | 22.6 واط·متر−1·كلفن−1 (300 كلفن) |
التمدد الحراري | 5.7 ميكرومتر·متر−1·كلفن−1 (25 °س) |
سرعة الصوت (سلك رفيع) | 3800 متر/ثانية (20 °س) |
معامل يونغ | 88 غيغاباسكال |
معامل القص | 33 غيغاباسكال |
معامل الحجم | 91.1 غيغاباسكال |
نسبة بواسون | 0.34 |
صلادة موس | 5.0 |
صلادة فيكرز | 903 ميغاباسكال |
صلادة برينل | 650 ميغاباسكال |
رقم الكاس | 7440-67-7 |
النظائر الأكثر ثباتاً |
|
النظائر | توافر طبيعي | عمر النصف | نمط الاضمحلال | طاقة الاضمحلال (ميغا إلكترون فولت) | ناتج الاضمحلال |
88Zr | مصطنع | 83.4 يوم | ε | - | 88Y |
γ | 0.392 | - |
89Zr | مصطنع | 78.4 ساعة | ε | - | 89Y |
β+ | 0.902 | 89Y |
γ | 0.909 | - |
90Zr | 51.45% | 90Zr هو نظير مستقر وله 50 نيوترون |
91Zr | 11.22% | 91Zr هو نظير مستقر وله 51 نيوترون |
92Zr | 17.15% | 92Zr هو نظير مستقر وله 52 نيوترون |
93Zr | نادر | 1.53×106 سنة | β− | 0.060 | 93Nb |
94Zr | 17.38% | 1.1×1017 سنة | β−β− | - | 94Mo |
96Zr | 2.8% | 2.0×1019 سنة | β−β− | 3.348 | 96Mo |
|
|
أكتشف الزركونيوم عام 1789 من قبل مارتين هينريك كلابروث ( ألمانيا ). أصل الاسم مشتق من الكلمة العربية الزرجن و معناها لون ذهبي .الزركونيوم عنصر فلزي لونه ابيض رصاصي لامع يقوم التآكل . الأسطح المكشوفة منه تكون طبقة أكسيدية واقية . يوجد الزركونيوم في العديد من المعادن مثل الزركون و الباديلايت . تستعمل سبيكة الزركالوي في المفاعلات النووية حيث لا تمتص النيوترونات بسرعة كما يدخل الزركونيوم في صناعة المضخات و الصمامات عالية الجودة . ما يعتبر الحجر زركون الصافي حجر كريم شائع .
النظائر
يوجد للمعدن عدة نظائر مهمة أهمها 91Zr و 92Zr و 93Zr و 94Zr و90Zr
سبائك الزركونيوم
يمكن إضافة معادن أخرى إلى الزركونيوم مثل Snو Crو Fe و Niو Nb وذلك لتحسين خواصه الميكانيكية ومقاومته للتآكل والصدأ
أشهر هذه السبائك
زالكوري 2 Zircaloy 2 وتتكون من النيكل والكروم والحديد والقصدير وزالكوري 4.