Zirkonium

Synonyme

  • Zirconium [engl.]

Übersicht

Chemie

Allgemeine Eigenschaften

Formelzeichen Zr
Ordnungszahl 40
Isotope [%] 88Zr - künstlich (83,4 d -> 88Y)
89Zr - künstlich (78,41 h -> 89Y)
90Zr - 51,45
91Zr - 11,22
92Zr - 17,15
93Zr - künstlich (1,53 · 106 a -> 93Nb)
94Zr - 17,38
95Zr - künstlich (64,02 d -> 95Nb)
96Zr - 2,80 (3,9 · 1019 a -> 96Mo)

Chemische Eigenschaften

Elektronegativität nach Pauling (Oxidationsstufe) 1,33 (III)
Elektronenkonfiguration 1s22s22p63s23p63d104s24p64d25s2
Oxidationszahlen +4, +3, +2, +1
bevorzugt +4

Physikalische Eigenschaften

Mittlere Atommasse [u] 91,224 ± 2
Dichte [g/cm3] 6,508
Schmelztemperatur [°C] 1852
Siedetemperatur [°C] 4377
Härte [Mohs] 7 - 8
Atomradius [pm] 159
Ionenradius [pm] (bei Ladung bzw. Oxidationszahl) 72 (4+)
1. Ionisierungsenergie [kJ/mol] (bei 25 °C) 666

Sonstige Eigenschaften

  • Zirkonium ist ein stahlgraues, glänzendes, verhältnismäßig weiches, biegsames und hämmerbares Metall.
  • Es ist weitgehend beständig gegenüber Salzsäure, Salpetersäure und Schwefelsäure, von Königswasser und Flusssäure wird es hingegen gelöst.

Geschichtliches

  • Entdeckung durch M. H. Klaproth (Berlin, Deutschland) im Jahr 1789.
  • Der Name leitet sich vom Edelstein Zirkon ab.

Vorkommen

  • Die wichtigsten Minerale sind der Zirkon (ZrSiO4) und die Zirkonerde (ZrO2).

Verwendung

  • Werkstoff für hochbelastete Maschinenteile, z.B. Ventile, Brennkammern von Raketentriebwerken
  • Hüllmaterial für Kernbrennstoffe in Reaktoren

Herstellung

  • Durch Reduktion von Zirkoniumtetrafluorid, bzw. -tetrachlorid mit Natrium oder durch rein thermische Zersetzung von Zirkoniumtetraiodid.
 

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