• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.基本简介
  • 4.历史沿革
  • 5.含量分布
  • 6.物理性质
  • 7.化学性质
  • 7.1.基本性质
  • 7.2.氧化锆
  • 7.3.硅酸锆
  • 7.4.锆指数
  • 8.同位素
  • 9.制取方法
  • 10.作用用途
  • 10.1.工业用途
  • 10.2.军事用途
  • 11.安全措施
  • 11.1.健康危害
  • 11.2.环境危害
  • 11.3.危害防治
  • 11.4.安全标志
  • 12.储存运输
  • 13.参考资料

化学元素

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。

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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

  • 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°

化学性质