锆 (Zr)
| 原子序数 | 40 |
|---|---|
| 原子质量 | 91.2242 u |
| 类别 | 过渡金属 |
| 电子排布 | [Kr] 4d² 5s² |
| 外观 | 银白色 |
| 密度(STP) | 6511 g/L |
| 熔点 | 2128 K |
| 沸点 | 4650 K |
| 电负性 | 1.33 (鲍林标度) |
| 电离能 | 640.1 kJ/mol |
| 原子半径 | 155 pm |
| 晶体结构 | 简单六方 |
| 发现者 | 马丁·海因里希·克拉普罗特 (1789) |
简介
锆(Zr)是一种有光泽、灰白色、强度高且有延展性的过渡金属,极耐腐蚀。它主要用于核工业和化工领域。以下是关于锆(Zr)的主要信息:
用途:广泛用于核反应堆(由于中子吸收低且耐腐蚀而用作燃料包壳)、化工设备(耐酸碱)、高性能泵和阀门、氧化锆陶瓷(刀片、牙冠、热障材料),以及立方氧化锆(珠宝中的钻石仿制品)。
生产/提取:通过克罗尔法或其他还原方法从锆英砂(硅酸锆)中提取。由于化学性质相似,与铪的分离极其困难。澳大利亚、南非和中国是主要生产国。
历史:1789年由马丁·海因里希·克拉普罗特在锆石中确认为一种元素。1824年永斯·雅各布·贝采利乌斯首次将其分离。名称源自阿拉伯语“zargun”(金色),指锆石宝石。随着核反应堆的发展,无铪锆变得至关重要。
健康影响与安全:一般认为无毒且生物惰性。由于生物相容性好,被用于外科植入物。锆粉有火灾危险。锆化合物是安全的;氧化锆被用于除臭剂。
价格/市场:价格中等至较高;核级(无铪)锆更贵。需求由核电行业驱动。地缘政治因素影响供应链。
性质:耐腐蚀性优异(形成保护性氧化层),熔点高(1855°C),中子吸收截面小(对核应用至关重要),强度高且有延展性,化学性质与铪极为相似。