Каталог
  

Элемент цирконий


Цирконий и его характеристики

Цирконий – довольно распространенный элемент: содержание его в земной коре составляет 0,025% (масс.). Однако цирконий очень распылен и сколько-нибудь значительные скопления его встречаются редко.

В свободном состоянии цирконий представляет собой блестящий металл (рис. 1) плотностью 6,45 г/см 3, плавящийся при 1855oС. Не содержащий примесей цирконий очень пластичен и легко поддается холодной и горячей обработке. Как и у титана механические свойства циркония резко ухудшаются при содержании в нем примесей неметаллов, особенно кислорода.

Рис. 1. Цирконий. Внешний вид.

Атомная и молекулярная масса циркония

Относительной молекулярная масса вещества (Mr) – это число, показывающее, во сколько раз масса данной молекулы больше 1/12 массы атома углерода, а относительная атомная масса элемента (Ar) — во сколько раз средняя масса атомов химического элемента больше 1/12 массы атома углерода.

Поскольку в свободном состоянии цирконий существует в виде одноатомных молекул Zr, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 91,224.

Изотопы циркония

Известно, что в природе цирконий может находиться в виде пяти стабильных изотопов, один из которых является радиоактивным (96Zr):90Zr, 91Zr,92Zr и 94Zr. Их массовые числа равны 90, 91, 92, 94 и 96 соответственно. Ядро атома изотопа рубидия 90Zr содержит сорок протонов и пятьдесят нейтронов, остальные изотопы отличаются от него только числом нейтронов.

Существуют искусственные нестабильные изотопы рубидия циркония с массовыми числами от 78-ми до 110-ти, среди которых наиболее долгоживущим является изотоп 93Zr с периодом полураспада равным 1,53 млн. лет.

Ионы циркония

На внешнем энергетическом уровне атома циркония имеется четыре электрона, которые являются валентным:

1s22s22p63s23p63d104s24p64d25s2.

В результате химического взаимодействия цирконий отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион:

Zr0 -1e → Zr+;

Zr0 -2e → Zr2+;

Zr0 -3e → Zr3+;

Zr0 -4e → Zr4+.

Молекула и атом циркония

В свободном состоянии цирконий существует в виде одноатомных молекул Zr. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу циркония:

Энергия ионизации атома, эВ

6,84

Относительная электроотрицательность

1,33

Радиус атома, нм

0,160

Сплавы циркония

Сплавы на основе циркония нашли широкое применение в качестве конструкционных материалов для энергетических атомных реакторов. К главным сплавам циркония относятся циркаллои – сплавы, содержащие небольшие количества олова, железа, хрома и никеля.

При производстве стали присадки циркония служат для удаления из нее кислорода, азота и серы. Кроме того, цирконий используется в качестве легирующего компонента некоторых броневых, нержавеющих и жаропрочных сталей.

Добавка циркония к меди значительно повышает ее прочность, почти не снижая электрическую проводимость. Сплав на основе магния с добавкой 4-5% цинка и 0,6 – 7% циркония вдвое прочнее чистого магния и не теряет прочности при 200oС.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

ru.solverbook.com

Цирконий: свойства

Цирконий - один из наиболее распространённых металлов, элемент с атомным номером 40 в периодической системе химических элементов таблицы Д.И. Менделеева. В земной коре его содержится 0,02%. Интересно, что сначала был получен окисел циркония. И только через 35 лет после этого удалось получить цирконий в чистом виде.

Цирконий – серебристо-белый блестящий металл. Химическая формула элемента циркония Zr.

Как был открыт цирконий

Циркон

Довольно часто цирконий путают с цирконом.

Циркон – это силикат циркония. Его химическая формула ZrSiO4. Циркон – один из самых старых минералов на Земле. Его название происходит от персидского слова «царгун», что означает «золотой камень». Благородный блеск циркона может соперничать даже  с блеском алмаза. Но алмаз бесцветен, а циркон имеет окраску. Он может быть коричневым, зелёным, жёлтым, чёрным, иногда красным. Всё зависит от примесей, которые и окрашивают его. Это могут быть железо, цинк, медь, кальций, титан, стронций, уран, некоторые редкоземельные элементы.

Ювелиры используют коричневый циркон. После того как его обжигают, он приобретает красивый голубой цвет. Циркон, имеющий оттенки от бледного жёлто-коричневого до красно-коричневого, называют гиацинтом. Этот минерал был привезен в Европу с Цейлона. В 1789 г. член Берлинской академии наук Мартин Генрих Клапрот  выделил из него вещество, которое он назвал «цирконовой землёй». Это вещество оказалось окислом нового элемента циркония. Его формула ZrO2. А сам элемент цирконий был получен только через 35 лет шведским химиком Йенсом-Якобом Берцелиусом.

Получение циркония

Йенс-Якоб Берцелиус

В 1824 г. Берцелиус восстановил фторцирконат калия металлическим натрием.

К2 ZrF6 + 4Na → Zr + 2NaF+2KF

Полученный металл цирконий имел серебристо-белый цвет. Но он содержал примеси и был хрупким.

Довольно долго учёные пытались получить цирконий без примесей. Но это удалось сделать только через 100 лет. В 1925 г. голландские учёные Антон ван Аркель и Ян де Бур изобрели иодный метод получения металлов высокой чистоты. В основе этого метода лежит способность металлов образовывать летучие соединения с йодом. Разлагая эти соединения, можно получить чистые металлы. В случае с цирконом летучий тетрайодид циркония ZrI4 подвергался термическому распаду в вакууме. Чистый цирконий откладывался на раскаленной нити вольфрама.

Очищенный цирконий оказался пластичным металлом. Его можно обрабатывать так же легко, как медь. Но пластичен цирконий только в случае, если содержание кислорода в нём не выше 0,7%. Если же содержание кислорода превышает это значение, цирконий становится хрупким. Хрупким цирконий делают и примеси азота, углерода, водорода.

Свойства циркония

Цирконий

Чистый цирконий, по внешнему виду напоминающий сталь, превосходит её по прочности. Поэтому цирконий используют как легирующий материал для стали. Он значительно улучшает свойства стали: твёрдость, прочность, свариваемость, коррозионную устойчивость. Сталь с добавлением циркония не перегревается даже при очень высоких температурах. Добавляют цирконий и к медным сплавам, и к алюминиевым, и к магниевоцинковым.

Вода, щёлочи, соляная и азотная кислоты даже при нагревании не действуют на цирконий. Растворяется цирконий только в горячей 60%-ной серной кислоте и в плавиковой кислоте.

Высокая устойчивость к коррозии делает цирконий незаменимым при изготовлении хирургических инструментов и даже нитей, используемых при нейрохирургических операциях.  Устойчив цирконий и в биологических средах. Поэтому его успешно применяют для изготовления зубных и костных протезов.

Цирконий плавится при температуре 1860°C. Кроме этого, он обладает высокой способностью задерживать и поглощать нейроны, препятствуя распространению цепной реакции. Поэтому его успешно используют для изготовления оболочек топливных элементов для ядерных реакторов.

ximik.biz

Цирконий

Цирконий (лат. Zirconium; обозначается символом Zr) — элемент побочной подгруппы четвёртой группы пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 40.

История открытия циркония

В 1789 г. член Берлинской академии наук Мартин Генрих Клапрот опубликовал результаты анализа драгоценного камня, привезенного с берегов Цейлона. В ходе этого анализа было выделено вещество, которое Клапрот назвал цирконовой землей. Происхождение этого названия объясняют по-разному. Одни находят его истоки в арабском слове «заркун», что значит минерал, другие считают, что слово «цирконий» произошло от двух персидских слов «цар» – золото и «гун» – цвет (из-за золотистой окраски драгоценной разновидности циркона – гиацинта).

Выделенное Клапротом вещество не было новым элементом, но было окислом нового элемента, который впоследствии занял в таблице Д.И. Менделеева сороковую клетку. Пользуясь современными символами, формулу вещества, полученного Клапротом, записывают так: ZrO2. Чистый цирконий удалось получить лишь спустя 35 лет, но об этом далее.

Нахождение циркония в природе

Соединения циркония широко распространены в литосфере. По разным данным содержание металла в земной коре от 170 до 250 г/т. Цирконий – литофильный элемент. В природе известны его соединения исключительно с кислородом в виде окислов и силикатов. Несмотря на то, что цирконий рассеянный элемент, насчитывается около 40 минералов, в которых цирконий присутствует в виде окислов или солей. В природе распространены главным образом циркон (ZrSiO4)(67,1% ZrO2), бадделеит (ZrO2) и различные сложные минералы (эвдиалит (Na, Ca)5(Zr, Fe, Mn)[O, OH, Cl][Si6O17] и др.). Во всех земных месторождениях цирконию сопутствует Hf, который входит в минералы циркона благодаря изоморфному замещению атома Zr.

Циркон является самым распространенным циркониевым минералом. Он встречается во всех типах пород, но главным образом в гранитах и сиенитах. В графстве Гиндерсон (шт. Северная Каролина) в пегматитах были найдены кристаллы циркона длиной в несколько сантиметров, а на Мадагаскаре были обнаружены кристаллы, вес которых исчисляется килограммами.

Бадделеит был найден Юссаком в 1892 г в Бразилии. Основное месторождение находится в районе Посус-ди-Калдас (Бразилия). Там была найдена глыба бадделеита весом около 30 т, а в водных потоках и вдоль обрыва бадделеит встречается в виде аллювиальной гальки диаметром до 7,5 мм, известной под названием фавас (от португальского fava — боб). Фавас обычно содержит свыше 90 % двуокиси циркония. Несмотря на то, что цирконий рассеянный элемент, насчитывается около 40 минералов, в которых цирконий присутствует в виде окислов или солей. Основные промышленные минералы: циркон ZrSiO4 , 4% HfO2), , бадделеит ZrO2 (до 73,9% Zr, 4 – 6% HfO2).

Получение циркония

Через 35 лет после опытов первооткрывателя металла Клапрота, известнейшему шведскому химику Йенсу Якобу Берцелиусу удалось получить металлический цирконий. Берцелиус восстановил фторцирконат калия металлическим натрием:

К2[ZrF6] + 4Na → Zr + 2KF + 2NaF

и получил серебристо-серый металл.

Цирконий, образовавшийся в результате этой реакции, был хрупким из-за значительного содержания примесей. Металл не поддавался обработке и не смог найти практического применения. Но можно было предположить, что очищенный цирконий, подобно многим другим металлам, окажется достаточно пластичным.

В XIX и начале XX в. многие ученые пытались получить чистый цирконий, но все попытки долгое время заканчивались неудачей. Не помог испытанный алюмотермический метод, не привели к цели опыты, авторы которых стремились получить металлический цирконий из растворов его солей. Последнее объясняется в первую очередь высоким химическим сродством циркония к кислороду.

Для того чтобы можно было получить какой-либо металл электролизом из раствора его соли, этот металл должен образовывать одноатомные ионы. А цирконий таких ионов не образует. Сульфат циркония Zr(SO4)2, например, существует только в концентрированной серной кислоте, а при разбавлении начинаются реакции гидролиза и комплексообразования. В конечном счете получается:

Zr(SO4)2 + Н2О → (ZrO)SO4 + h3SO4.

В водном растворе гидролизуется и хлористый цирконий:

ZrCl4 + Н2О → ZrOCl2 + 2HCl.

Некоторые исследователи считали, что им удалось-таки получить цирконий электролизом растворов, но они были введены в заблуждение видом продуктов, осевших на электродах. В одних случаях это были действительно металлы, но не цирконий, а никель или медь, примеси которых содержались в циркониевом сырье; в других — внешне похожая на металл гидроокись циркония.

Лишь в 20-х годах нашего столетия (через 100 лет после того, как Берцелиус получил первые образцы циркония!) был разработан первый промышленный способ получения этого металла.

Это метод «наращивания», разработанный голландскими учеными ван Аркелем и де Буром. Суть его заключается в том, что летучее соединение (в данном случае тетрайодид циркония ZrI4) подвергается термическому распаду в вакууме и на раскаленной нити вольфрама откладывается чистый металл.

Этим способом был получен металлический цирконий, поддающийся обработке — ковке, вальцовке, прокатке — примерно так же легко, как медь.

Позже металлурги обнаружили, что пластические свойства циркония зависят главным образом от содержания в нем кислорода. Если в расплавленный цирконий проникнет свыше 0,7% кислорода, то металл будет хрупким из-за образования твердых растворов кислорода в цирконии, свойства которых сильно отличаются от свойств чистого металла.

Метод наращивания получил сначала некоторое распространение, но высокая стоимость циркония, полученного этим методом, сильно ограничивала области его применения. А свойства циркония оказались интересными. (О них ниже.) Назрела необходимость в разработке нового, более дешевого способа получения циркония. Таким методом стал усовершенствованный метод Кролля.

Метод Кролля позволяет получать цирконий при вдвое меньших затратах, чем по методу наращивания. Схема этого производства предусматривает две основные стадии: двуокись циркония хлорируется, а полученный четыреххлористый цирконий восстанавливается металлическим магнием под слоем расплавленного металла. Конечный продукт — циркониевая губка переплавляется в прутки и в таком виде направляется потребителю.

Физические свойства циркония

Компактный металлический цирконий внешне очень похож на сталь. Он ничем не проявляет своей химической активности и в обычных условиях по отношению к атмосферным газам ведет себя исключительно инертно. Кажущаяся химическая пассивность циркония объясняется довольно традиционно: на его поверхности всегда есть невидимая окисная пленка, предохраняющая металл от дальнейшего окисления. Чтобы полностью окислить цирконий, надо повысить температуру до 700°C. Только тогда окисная пленка частично разрушится, а частично растворится в металле.

Итак, 700°C — тот температурный предел, за которым кончается химическая стойкость циркония. К сожалению, и эта цифра слишком оптимистична. Уже при 300°C цирконий начинает более активно взаимодействовать с кислородом и другими компонентами атмосферы: водяными парами (образуя двуокись и гидрид), с углекислым газом (образуя карбид и двуокись), с азотом (продукт реакции — нитрид циркония). Но при температурах ниже 300°C окисная пленка — надежный щит, гарантирующий высокую химическую стойкость циркония.

Иначе, чем компактный металлический цирконий, ведут себя на воздухе его порошок и стружка. Это пирофорные вещества, которые легко самовозгораются на воздухе даже при комнатной температуре. При этом выделяется много тепла. Циркониевая пыль в смеси с воздухом способна даже взрываться.

Интересно отношение циркония к воде. Явные признаки взаимодействия металла с водой долгое время не видны. Но на поверхности смоченного водой циркония происходит не совсем обычный для металлов процесс. Как известно, многие металлы под действием воды подвергаются гальванической коррозии, которая заключается в переходе их катионов в воду. Цирконий же и под действием воды окисляется и покрывается защитной пленкой, которая в воде не растворяется и предотвращает дальнейшее окисление металла.

Перевести ионы циркония в воду проще всего растворением некоторых его солей. Химическое поведение четырехвалентного иона циркония в водных растворах очень сложно. Оно зависит от множества химических факторов и процессов, протекающих в водных растворах.

Химические свойства циркония

Цирконий существует в двух кристаллических модификациях: a-формы с гексагональной плотноупакованной решёткой (а = 3,228 ; с = 5,120 ) и b-формы с кубической объёмноцентрированной решёткой (а = 3,61 ). Переход a -> b происходит при 862 °C. Плотность a-циркония (20 °C) 6,45 г/см3; tпл 1825 ? 10 °C; tкип 3580–3700 °C; удельная теплоёмкость (25–100 °C) 0,291 кдж/(кг×К) [0,0693 кал/(г×°C)], коэффициент теплопроводности (50 °C) 20,96 вт/(м×К) [0,050 кал/(см×сек×°C)]; температурный коэффициент линейного расширения (20–400 °C) 6,9×10–6; удельное электрическое сопротивление циркония высокой степени чистоты (20°C) 44,1 мком×см. температура перехода в состояние сверхпроводимости 0,7 К. цирконий парамагнитен; удельная магнитная восприимчивость увеличивается при нагревании и при -73 °C равна 1,28×10–6, а при 327 °C — 1,41×10–6. Сечение захвата тепловых нейтронов (0,18 ? 0,004)×10–28 м2, примесь гафния увеличивает это значение. Чистый цирконий пластичен, легко поддаётся холодной и горячей обработке (прокатке, ковке, штамповке). Наличие растворённых в металле малых количеств кислорода, азота, водорода и углерода (или соединений этих элементов с цирконием) вызывает хрупкость циркония Модуль упругости (20 °C) 97 Гн/м2 (9700 кгс /мм2); предел прочности при растяжении 253 Мн/м2 (25,3 кгс/мм2); твёрдость по Бринеллю 640–670 Мн/м2 (64–67 кгс/мм2); на твёрдость очень сильное влияние оказывает содержание кислорода: при концентрации более 0,2% цирконий не поддаётся холодной обработке давлением.

Внешняя электронная конфигурация атома Zr 4d25s2. Для циркония характерна степень окисления +4. Более низкие степени окисления +2 и +3 известны для циркония только в его соединениях с хлором, бромом и йодом. Компактный цирконий медленно начинает окисляться в пределах 200–400 °C, покрываясь плёнкой циркония двуокиси ZrO2; выше 800 °C энергично взаимодействует с кислородом воздуха. Порошкообразный металл пирофорен — может воспламеняться на воздухе при обычной температуре. Цирконий активно поглощает водород уже при 300 °C, образуя твёрдый раствор и гидриды ZrH и Zrh3; при 1200–1300 °C в вакууме гидриды диссоциируют и весь водород может быть удалён из металла. С азотом цирконий образует при 700–800 °C нитрид ZrN. цирконий взаимодействует с углеродом при температуре выше 900 °C с образованием карбида ZrC. Карбид и нитрид циркония — твёрдые тугоплавкие соединения; карбид циркония — полупродукт для получения ZrCl4. Цирконий вступает в реакцию с фтором при обычной температуре, а с хлором, бромом и иодом при температуре выше 200 °C, образуя высшие галогениды ZrX4 (где Х — галоген). Цирконий устойчив в воде и водяных парах до 300 °C, не реагирует с соляной и серной (до 50%) кислотами, а также с растворами щелочей (Цирконий — единственный металл, стойкий в щелочах, содержащих аммиак). С азотной кислотой и царской водкой взаимодействует при температуре выше 100 °C. Растворяется в плавиковой и горячей концентрированной (выше 50%) серной кислотах. Из кислых растворов могут быть выделены соли соответствующих кислот разного состава, зависящего от концентрации кислоты. Так, из концентрированных сернокислых растворов циркония осаждается кристаллогидрат Zr (SO4)2×4h3O; из разбавленных растворов — основные сульфаты общей формулы xZrO2×ySO3×zh3O (где х: y > 1). Сульфаты циркония при 800–900 °C полностью разлагаются с образованием двуокиси циркония Из азотнокислых растворов кристаллизуется Zr (NO3)4×5h3O или ZrO (NO3)2×xh3O (где х =? 2–6), из солянокислых растворов — ZrOCl2×8h3O, который обезвоживается при 180–200 °C

Биологическая роль циркония и его физиологическое действие

Цирконий не играет биологической роли в организме. Жителям России памятны пресловутые циркониевые браслеты, якобы снижающие артериальное давление, но не оказывающие реального терапевтического действия.

О воздействии соединений циркония на организм ничего не известно. Согласно письму Министерства здравоохранения РФ браслеты из циркония в качестве медицинских изделий не представлялись и к применению в медицинских целях не разрешались. Сведениями о терапевтических свойствах браслетов Минздрав России не располагает.

Добыча и потребление циркония

Потребление

Мировое потребление цирконового концентрата в середине 90-х гг. оценивалось в 920 тыс. т. В последующие годы оно постепенно росло и в 2001 г. составило 1,07 млн т. Основные потребители цирконового концентрата — страны Западной Европы (Италия, Испания, Германия и др.) — 366 тыс. т в 2001 г., а также Китай — 150–170 тыс. т, США — 120–130 тыс. т, Япония — 110–120 тыс. т и страны Юго-Восточной Азии.

Большая часть цирконового концентрата используется в керамике (500 тыс. т/год), литейном производ- стве (170 тыс. т/год) и огнеупорах (155 тыс. т/год), а также в производстве диоксида циркония и других химических соединений (94 тыс. т). Структура потребления цирконового концентрата в различных странах неодинакова. В США наибольшее его количество используют в производстве литейных смесей, в Японии — огнеупоров, в Италии, Испании и Китае — строительной и сантехнической керамики.

В последнее время потребление огнеупоров из циркона сократилось, что связано с ростом спроса на высококачественные легированные стали, производство которых не требует использования цирконовых огнеупоров. Постепенно уменьшается и потребление циркона в литейном производстве из-за появления более экономичных заменителей.

Однако в мире в целом это сокращение с лихвой было компенсировано ростом спроса на циркон в производстве керамики и общим ростом потребления в Китае (с 10 до 160 тыс. т в период 1989–2001 гг.). На производство керамических изделий теперь приходится около половины мирового потребления циркона (в 1980 г. всего 25 %).

Прирост потребления циркона в производстве керамики в 2001 г. составил 9 %, тогда как в целом его использование увеличилось на 5 %. Интенсивно росло потребление в производстве экранов мониторов и телевизоров (8 %), а также химических соединений циркония (7 %).

Потребление диоксида циркония активно растет. В конце 90-х гг. оно составляло 36 тыс. т, из которьк половина использовалась в производстве огнеупоров, по 6 тыс. т — керамических пигментов, металла и химических соединений, остальное — в абразивах, электронике, катализаторах, конструкционной керамике и других областях. В 2000–2001 гг. наблюдался значительный рост потребления стабилизированного иттрием оксида циркония для тонкой керамики при производстве оптоволоконного кабеля и других высокотехнологичных продуктов, используемых в коммуникационных сетях, а также порошка оксида циркония для электронной промышленности.

Потребление металлического циркония в мире стабильно и составляет 4–5 тыс. т. 

В России в условиях экономической стабильности до начала 90-х гг. потребление цирконовых концентратов (65 % ZrO2) составляло 40–45 тыс. т и при этом потребность удовлетворялась лишь на 50 %. В структуре потребления циркона до 1991 г. основную роль играли огнеупоры (около 40 %) и формовочные смеси для литейного производства (24 %); по 12 % расходовалось для производства металлического циркония и его соединений, строительной керамики и в прочих областях (радиоэлектроника, легкая промышленность и т.д.).

Добыча и производство

Основной товарной циркониевой продукцией служит цирконовый концентрат, на который приходится более 97 % добычи, в небольшом объеме используются бадделеитовый и калдаситовый концентраты.

Производство цирконового концентрата из комплексных циркон-рутил-ильменитовых прибрежно-морских россыпей возрастает, перемежаясь периодами незначительных спадов. Только за 90-е гг. оно увеличилось на 20 % (1,07 млн т концентрата в 2001 г.).

Добыча титансодержащих минералов (к которым относится и цирконий) в мире в 2007 г., по оценке Геологической службы США, составила 6,1 млн. т (в пересчете на диоксид титана), увеличившись по сравнению с 2006 г. на 5%. Мировым лидером в добыче титана стабильно выступает Австралия, располагающая огромными ресурсами т.н. тяжелых песков, содержащих титан и цирконий, и обеспечивающая четверть мировой добычи - 1,55 млн. т в 2007 г. Второе место также прочно занимает ЮАР, добывшая в 2007 г. почти 1,2 млн. т титана, третье - Канада, с объемом добычи порядка 0,8 млн. т в год.

Производство циркониевых концентратов в мире в 2007 г., по оценке Геологической службы США, увеличилось по сравнению с 2006 г. на 5% - до 1,24 млн. т. Основной прирост обеспечила Австралия, крупнейший продуцент циркония, благодаря чему ее удельный вес в мировом показателе возрос на 3 процентных пункта - до 44,5%. Также несколько увеличился выпуск циркониевых концентратов в ЮАР (на 2%), в остальных крупных продуцентах (в Китае, на Украине, в Бразилии, Индии), согласно оценкам Геологической службы США, объёмы производства не изменились.

Состояние МСБ циркония Российской Федерации на 1.01.2008 г., млн т ZrO2

Прогнозные ресурсы

Р1

Р2

Р3

количество

10,57

17,0

34,35

доля распределённого фонда*, %

18,4

0,4

0

Запасы

АВС1

C2

количество

5,39

4,17

изменение по отношению к запасам на 1.01.2007 г.

0,94

0,18

доля распределённого фонда, %

60,1

67,9

* по состоянию на 1.01.2007 г.

Цены на циркониевый концентрат составлял 400$ в 1997 году, 360$ в 2003 году, 780$ в 2008 году.

www.protown.ru

Строение атома циркония (Zr), схема и примеры

Онлайн калькуляторы

На нашем сайте собрано более 100 бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике.

Справочник

Основные формулы, таблицы и теоремы для учащихся. Все что нужно, чтобы сделать домашнее задание!

Заказать решение

Не можете решить контрольную?! Мы поможем! Более 20 000 авторов выполнят вашу работу от 100 руб!

Относится к элементам d-семейства. Металл. Обозначение – Zr. Порядковый номер – 40. Относительная атомная масса – 91,22 а.е.м.

Электронное строение атома циркония

Атом циркония состоит из положительно заряженного ядра (+40), внутри которого есть 40 протонов и 51 нейтрона, а вокруг, по пяти орбитам движутся 40 электронов.

Рис.1. Схематическое строение атома циркония.

Распределение электронов по орбиталям выглядит следующим образом:

+40Zr)2)8)18)10)2;

1s22s22p63s23p63d104s24p64d25s2.

Внешний энергетический уровень атома циркония содержит 4 электрона, которые являются валентными. Энергетическая диаграмма основного состояния принимает следующий вид:

Валентные электроны атома циркония можно охарактеризовать набором из четырех квантовых чисел: n (главное квантовое), l (орбитальное), ml (магнитное) и s (спиновое):

Подуровень

n

l

ml

s

s

5

0

0

+1/2

s

5

0

0

-1/2

d

4

2

-2

+1/2

d

4

2

-1

+1/2

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

ru.solverbook.com


Смотрите также