цирконий

ЦИРКОНИЙ (лат. Zirconium), Zr,- хим. элемент IV группы периодич. системы элементов, ат. номер 40, ат. масса 91,224, переходный металл. В природе представлен 5 стабильными изотопами: ⁹⁰Zr - ⁹²Zr, ⁹⁴Zr и ⁹⁶Zr, наиб. распространён ⁹⁰Zr (51,47%), наименее -⁹⁶Zr (2,80%). Конфигурация внеш. электронных оболочек 4s²p⁶d²5s². Энергии последоват. ионизации (эВ): 6,837; 13,13; 22,98; 34,32; 82,3. Радиус атома Zr 160 пм, иона Zr⁴⁺ 82 пм. Значение электроотрицательности 1,4. Работа выхода электрона 3,9-4,1 эВ. Металлич. Ц. "прозрачен" для тепловых нейтронов (сечение захвата 0,18·10^-28 м²).

Светло-серый металл. Ниже 863 ⁰C устойчив a-Zr с гексагональной плотноупакованной кристаллич. структурой, параметры решётки: a = 322,3 пм, с = 514,7 пм; при более высоких темп-pax [до t_пл = (18521855) ⁰C] устойчив b-Zr с кубической объёмноцентрир. решёткой. t_кип = 3600- 3700 ⁰C. Плотность 6,50 кг/дм³. Уд. теплоёмкость с_р = = 25,3 ДжДмоль·К), уд. теплота плавл. 14,6 кДж/моль. Характеристич. темп-pa Дебая в пределах 237-310 К. Температурный коэф. линейного расширения 5,9·10^-6 К^-1 (при 0-593 K). Парамагнитен, магн. восприимчивость c= +1,4·10^-9 (при 18 ⁰C). Уд. электрич. сопротивление 0,46 мкОм·м (при 300 К), температурный коэф. электрич. сопротивления 4,35·10^-3K^-1 (при 273-473 К). Чистый Ц. (особенно полученный термич. разложением иодида ZrI₄) высокопластичен, тв. иодидного прутка по Бринеллю 538-687 МПа, по Виккерсу-ок. 1 ГПа. Модуль нормальной упругости 96-99 ГПа.

В хим. соединениях обычно проявляет степень окисления + 4. Характеризуется высокой коррозионной стойкостью не только по отношению к воздуху, но и ко мн. агрессивным средам (как кислотным, так и щелочным).

Ц., тщательно очищенный от его ближайшего аналога - гафния (сильно поглощающего тепловые нейтроны), при-меняют в реакторостроении. Так, для изготовления оболочек тепловыделяющих элементов используют циркал-лой - сплав на основе Zr и Al. Ц. служит геттером, он - компонент MH. спец. сталей. Фторид ZrF₄ применяют в волоконной оптике. Тугоплавкие оксид ZrO₂ и карбид Ц.- перспективные керамич. материалы (керметы), обладающие высокой твёрдостью и стойкостью к агрессивным средам при высоких темп-pax. В качестве радиоакт. индикатора используют b^--радиоактивный ⁹⁵Zr (T_1/2 = 63,98 сут), при радиоакт. распаде к-рого образуется также b^--радиоактивный ⁹⁵Nb. С. С. Бердоносов.

   <<      Предметный указатель      >>