شرح تصویر:
مصریان باستان از سنگ‌های قیمتی زیرکون در ساخت جواهرات استفاده می‌کردند. برای آنها سوسک سرگین غلتان (که در تصویر نشان داده شده) نماد نوزایش و خلقت بود که مفاهیم دگرگونی، تجدیدحیات و رستاخیز را می‌رساند.
شکل ظاهری:
زیرکونیم فلزی سخت و نقره‌فام و نسبت به خوردگی بسیار مقاوم است.
کاربردها:
زیرکونیم نوترون‌ها را جذب نمی‌کند؛ به همین دلیل ماده‌ای ایده‌ال برای کاربرد در نیروگاه‌های برق هسته‌ای است و بیش از ۹۰ درصد از زیرکونیم به این منظور استفاده می‌شود. رآکتورهای هسته‌ای بیش از ۱۰۰ هزار متر لوله از جنس آلیاژهای زیرکونیم دارند. زیرکونیم همراه با نئوبیم در دماهای کم ابررسانا است و برای ساختن آهنرباهای ابرسانا به‌کار می‌رود.
فلز زیرکونیم با لایۀ نازکی از اکسید محافظت می‌شود و این لایه آن را در برابر خوردگی با اسیدها، مواد قلیایی و آب دریا بسیار مقاوم می‌کند. به همین دلیل در صنایع شیمیایی به‌طور وسیع از آن استفاده می‌شود.
زیرکونیم(IV) اکسید در ساخت سرامیک‌های بسیار محکم کاربرد دارد. همچنین می‌توان در ساخت بوته‌های آهنگری مقاوم در برابر شوک گرمایی، پوشش کوره‌ها، آجرهای ریخته‌گری، مواد ساینده و در صنایع شیشه و سرامیک از آن استفاده کرد. این ماده به‌قدری محکم است که حتی می‌توان از آن قیچی و چاقو ساخت. علاوه بر آن، در مواد آرایشی، ضدتعریق، بسته‌بندی غذا و فیلترهای ریزموج نیز به کار می‌رود.
زیرکون (زیرکونیم سیلیکات) یک سنگ طبیعی نیمه‌قیمتی است که در رنگ‌های متنوعی پیدا می‌شود. پرطرفدارترین نوع آن طلایی رنگ است. عنصر زیرکونیم نیز اولین بار در این سنگ طلایی‌رنگ پیدا شد و به همین دلیل نیز بر اساس واژه فارسی زرگون نام‌گذاری شد. زیرکونیا (زیرکونیم اکسید) مکعبی یک سنگ قیمتی مصنوعی است. این سنگ‌ها بی‌رنگ‌اند و پس از برش شبیه الماس به نظر می‌رسند.
زیرکون مخلوط شده با وانادیم یا پرازئودیمییم رنگدانه‌های آبی و زرد می‌سازد که در لعاب ظروف سفالی کاربرد دارد.
نقش زیست‌شناختی:
زیرکونیم نقش زیست‌شناختی شناخته‌شده‌ای ندارد و به مقدار کمی سمّی است.
فراوانی طبیعی:
زیرکونیم در حدود ۳۰ گونه کانی پیدا می‌شود که اصلی‌ترین آنها زیرکون و بادلیت است. هرساله بیش از ۱/۵ میلیون تن زیرکون، عمدتاً در استرالیا و آفریقای جنوبی، استخراج می‌شود و بادلیت بیشتر در برزیل به‌دست می‌آید.
فلز زیرکونیم در صنعت با تبدیل زیرکون به زیرکونیم کلرید و س‍پس احیای کلرید با استفاده از منیزیم تهیه می‌شود.
سنگ‌های قیمتی زیرکونیم‌دار در دوران باستان با نام زیرکون شناخته‌شده بودند. در سال ۱۷۸۹ میلادی، شیمی‌دان آلمانی مارتین کلاپروت یک نمونه زیرکون را بررسی کرد و زیرکونیم را به شکل «خاک» زیرکونیا، یعنی اکسید ZrO2 از آن جدا کرد.
کلاپروت نتوانست خود فلز خالص را جدا کند و همفری دیوی نیز وقتی در سال ۱۸۰۸ میلادی برقکافت را امتحان کرد موفق نشد. سرانجام در سال ۱۸۲۴ میلادی، شیمی‌دان سوئدی یونز یاکوب برزلیوس با حرارت دادن پتاسیم هگزافلوئوروزیرکونات (K2ZrF6) با فلز پتاسیم توانست مقداری زیرکونیم به شکل پودری سیاه‌رنگ به‌دست آورد.
زیرکونیم کاملاً خالص را در سال ۱۹۲۵ میلادی دو شیمی‌دان هلندی به نام آنتون ادوارد ون آرکِل و یان هندریک دبوئر از تجزیه زیرکونیم تترایدید (ZrI4) تولید کردند. امروزه تولید این فلز در مقیاس زیاد با حرارت دادن زیرکونیم تتراکلرید (ZrCl4) با منیزیم انجام می‌شود.
|
| ||||
|
|
| انرژی‌های یونش | اول | دوم | سوم | چهارم | پنجم | ششم | هفتم | هشتم |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| kJ/mol | ۶۴۰/۰۷۴ | ۱۲۶۴ | ۲۲۱۸/۲ | ۳۳۱۳/۳۱ | ۷۷۵۲/۴۰۴ | - | - | - |
حالت‌های اُکسایش معمول: ۴
ایزوتوپ‌ها:
| ایزوتوپ | جرم اتمی | فراوانی طبیعی (٪) | نیمه‌عمر | شیوه واپاشی |
|---|---|---|---|---|
| 90Zr | ۸۹/۹۰۵ | ۵۱/۴۵ | - | - |
| 91Zr | ۹۰/۹۰۶ | ۱۱/۲۲ | - | - |
| 92Zr | ۹۱/۹۰۵ | ۱۷/۱۵ | - | - |
| 94Zr | ۹۳/۹۰۶ | ۱۷/۳۸ | ۱۰۱۷ < سال | -β-β |
| 96Zr | ۹۵/۹۰۸ | ۲/۸ | ۱۰۱۹×۲/۳ سال | -β-β |
| 96Zr | ۹۵/۹۰۸ | ۲/۸ | ۱۰۱۸×۱/۷ < سال | -β |
داده‌ها:
W. M. Haynes, ed., CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, 95th Edition, Internet Version 2015, accessed December 2014
Tables of Physical & Chemical Constants, Kaye & Laby Online, 16th edition, 1995. Version 1.0 (2005), accessed December 2014
J. S. Coursey, D. J. Schwab, J. J. Tsai, and R. A. Dragoset, Atomic Weights and Isotopic Compositions (version 4.1), 2015, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, accessed November 2016
خواص و کاربردها:
John Emsley, Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements, Oxford University Press, New York, 2nd Edition, 2011
Thomas Jefferson National Accelerator Facility - Office of Science Education, It’s Elemental - The Periodic Table of Elements, accessed December 2014
تاریخچه:
Elements 1-112, 114, 116 and 117 © John Emsley 2012. Elements 113, 115, 117 and 118 © Royal Society of Chemistry 2017
همه عنصرها