锆
锆(Zirconium)是一种化学元素,元素符号Zr1,呈浅灰色,密度6.49g/cm³,熔点1852±2.001℃,沸点4377℃,化合价+2、+3和+4。
锆的表面易形成一层氧化膜,具有耐腐蚀性,可溶于氢氟酸和王水。其处高温时,可与非金属元素和许多金属元素反应,生成固体溶液化合物。
基本信息
- 中文名
锆
- 化学式
Zr
- 分子量
91
- CAS登录号
7440-67-7
- 熔点
1852
基本简介
锆(Zirconium)是一种化学元素,元素符号Zr原子序数是40,单质是一种高熔点金属,呈浅灰色。锆的表面易形成一层氧化膜,具有光泽,故外观与钢相似。有耐腐蚀性,可溶于氢氟酸和王水,高温时,可与非金属元素和许多金属元素反应,生成固溶体。
历史沿革
含锆的天然硅酸盐ZrSiO4称为锆石 (Zircon)或风信子石(hyacinth)广泛分布于自然界中,具有从橙到红的各种美丽的颜色,自古以来被认为是宝石,据说Zircon一词来自阿拉伯文Zarqūn,是朱砂,又说是来自波斯文Zargun,是金色,hyacinth则来自希腊文的“百合花”一词,印度洋中的岛国斯里兰卡盛产锆石。包含锆的宝石作为锆石的形式在古代就已知了。
1789年德国人M.H.Klaproth对锆石进行研究时发现,将它与氢氧化钠共熔,用盐酸溶解冷却物,在溶液中添加碳酸钾,沉淀,过滤并清洗沉淀物,再将沉淀物与硫酸共煮,然后滤去硅的氧化物,在滤液中检查钙、镁、铝的氧化物,均未发现,在溶液中添加碳酸钾后出现沉淀,这个沉淀物不像 氧化铝那样溶于碱液,也不像镁的氧化物那样和酸作用,Klaproth认为这个沉淀物和以前所知的氧化物都不一样,是由Zirkonerde(锆土,德文)构成的,不久,法国化学家de Morueau和Vauquelin两人都证实M.H.Klaproth的分析是正确的,该元素拉丁名为Zirconium,符号认为Zr,中国译成锆。
1808年,英国的H.Davy利用电流分解锆的化合物,没有成功,1824年 瑞典的J.J.Berzelius首先用钾还原K 2ZrF 6时制得金属锆,但不够纯,反应式为:K 2ZrF 6+4K=Zr+6KF,该反应也可用Na作 还原剂,直到1914年,荷兰一家金属白热电灯制造厂的两位研究人员Lely和Ham bruger用无水四氯化锆和过量金属钠同盛入一空球中,利用电流加热500℃,取得了纯金属锆。
完全纯净的锆在1925年才被荷兰化学家Anton Eduard van Arkel和Jan Hendrik de Boer,由分解四碘化锆(ZrI 4)制取。现在这种金属由镁加热四氯化锆来大量生产。3
含量分布
地壳中锆的含量居第19位,几乎与铬相等。自然界中具有工业价值的含锆矿物,主要有 锆英石及 斜锆石。世界锆资源主要赋存于海滨砂矿矿床中,只有少部分赋于积矿砂和原生矿中。世界锆英砂储量约4000万吨,其中85%分布在澳大利亚、南非、美国、印度和前苏联。我国锆矿储量居世界第九位,总储量为200 余万吨,主要集中在广东、海南、广西和四川,而云南主要是岩矿,其它如湖南、湖北、安徽、福建、江西、辽宁等,也有一些锆资源。4
元素在太阳中的含量(ppm) | 0.04 |
元素在海水中的含量(ppm) | 0.000009 |
地壳中含量(ppm) | 190 |
物理性质
锆,原子序数40,原子量91.224,为银灰色金属,外观似钢,有光泽,熔点1852°C,沸点4377°C,密度6.49克/立方厘米。2
原子序数 | 40 |
质子数 | 40 |
莫氏硬度 | 4.5 |
熔点 | 1852℃ |
沸点 | 4377℃ |
晶体结构:晶胞为密排六方晶胞。
晶胞参数:
a = 323.2 pm | α = 90° |
b = 323.2 pm | β = 90° |
c = 514.7 pm | γ = 120° |