ジルコニウム

ジルコニウムは 、精製された金属状態では銀白色の金属であり、不純で展性があり延性のある状態では銀灰色です。 1789 年にクラプロスによって、ジルコン、ZnSiO ₄ として知られる鉱石から発見されました。その名前は、前述の鉱石の色による黄金色を意味するペルシャ語の 「ザルガム」 に由来しています。その後、1824 年にベルゼリウスによって単離されました。存在する 15 個の同位体の中で最も安定な 同位体 であるため、原子番号 40、相対原子質量 91.22 u、融点 1852 ℃、沸点 4377 ℃、 電子配置は 1s ² 2s です。 ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ² 。 チタン に似た性質を持つ金属で、 周期表 のIVB族に属する 遷移金属 で、元素記号は Zr です。

化学的には、ジルコニウムは CNTP の耐食特性を備えたチタンに似た金属であり、ほとんどの酸には侵されず、いかなる濃度の フッ化水素酸 によってのみ侵されます。金属の耐腐食性は、大気に触れるとすぐに形成される不活性酸化物層によるもので、粉末の状態では空気に触れると発火します。通常、自然界では ケイ酸塩 や金属酸化物の形で存在します。これは、鉱石を塩化物に変換し、その後金属 マグネシウム の存在下で還元することからなる クロールプロセス を通じて得られます。

クロールプロセス:

ジルコニウムは比較的反応性が低い金属であり、常温では窒化物、酸化物、ケイ酸塩、ハロゲン化物などの化合物をほとんど生成しません。これらが一般的に知られており、最も使用されている化合物です。

CNTPの化学反応性は低いにもかかわらず、この金属は工業的に広く使用されており、 中性子 吸収能力が低いため、核燃料の無駄を避けるために原子炉の内部をコーティングするためにその金属が使用されるため、その最大の用途は 原子力発電所 に集中している。 、中性子の移動を促進します。

研磨後のジルコニウムはダイヤモンドに似ているため、宝飾品の製造にも使用されます。また、形成された半透明で不活性な酸化物によってもたらされる抵抗に加えて、セラミックの製造や実験室での耐火材料としても使用されます。ガラス製品や 有機合成 の 触媒 として。写真用 フラッシュ の製造に使用されることに加えて、極低温媒体中で ニオブ と超電導合金を形成し、窒化物がもたらす機械的抵抗により工具の製造にも使用されます。 医療分野では、ジルコニウムは歯のインプラントや医薬品原料の製造に使用されています。研究者らによると、月の岩石の分析で化学組成中にジルコニウムが多く含まれていることが判明したため、地球外にはジルコニウムが豊富に存在するという。

現在、 リチウム とジルコニウムの合金が大気から 二酸化炭素 を吸収し、それを貯蔵して別の場所に輸送し、その合金を新しい処置に再利用できることを示す研究が行われている。つまり、これは環境問題の一部を解決することを意味します。

自然界では元素の状態では存在せず、鉱石の形でのみ存在します。最も一般的なのは、鉱石の中でもジルコン ZrSiO ₄ (ケイ酸ジルコニウム) とバデライト ZrO ₂ (酸化ジルコニウム) です。ジルコニウム鉱石には通常、 ハフニウム の一部も含まれています。

参考文献:
マハン、BM 化学: 大学のコース 。第4版サンパウロ：エドガルド・ブリュッヒャー、2003年。

デュワード・シュライバー。アトキンス、ピーター。 無機化学 – 第 4 版。ポルトアレグレ、ブックマン、2008年。

リー、JD。それほど簡潔ではない無機化学 – サンパウロ、Edgard Blücher、1996 年の英語版の翻訳。