【试剂课堂】元素周期表-锆

简介　　

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，但是溶于氢氟酸和王水；高温时，可与非金属元素和许多金属元素反应，生成固体溶液化合物。锆的可塑性好，易于加工成板、丝等。锆在加热时能大量地吸收氧、氢、氮等气体，可用作贮氢材料。锆的耐蚀性比钛好，接近铌、钽。锆与铪是化学性质相似、又共生在一起的两个金属，且含有放射性物质。地壳中锆的含量居第20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。

历史　　

1789年，化学家克拉普罗特从锡兰锆石中抽取了一种新的氧化物，首次提纯锆的氧化物；不久，法国化学家德毛沃和沃克兰两人都证实克拉普罗特的分析是正确的。锆的存在被肯定，得到命名。


　　1824年，贝采利乌斯用金属钾还原该氧化物分离出锆单质。


　　1914年，荷兰一家金属白热电灯制造厂的两位研究人员列里和汉保格将四氯化锆和金属钠作用，取得纯金属锆，锆的生产进入工业化。


　　1820年中国矿物学家许文来在乌宝石中提炼时发现了一物质并分离出锆石。

理化参数　　

体积

　　4.1立方厘米/摩尔


　　

含量(ppm)

　　太阳中的含量：0.04


　　海水中的含量：0.000009（微量元素）


　　地壳中含量：190（微量元素）


　　

周期表参数

　　


　　相对原子质量^[1]：91.224（2）


　　原子序数：40


　　质子数：40


　　中子数：见“同位素”


　　所属周期：5


　　所属族数：IVB


　　电子排布：[kr]4d^2 5s^2

同位素

　　

　　

硬度

　　莫氏硬度：5

　　

氧化态

　　主氧化态：+4

　　其它：0、+1、 +2、 +3

　　

晶包参数

　　锆为六方晶胞

　　

溶沸点

　　熔点： 1852℃

　　沸点： 4377℃

　　

密度

　　密度： 6.49克/立方厘米



天然矿石

　　含锆的天然硅酸盐矿石被成为锆石（zircon）或风信子石（hyacinth），广泛分布在自然界中。它们颜色美丽，被称为宝石。而目前生产锆的原料主要是锆英砂。

生产与产量

　　

制法

　　工业上用四氧化锆用镁还原制纯锆

　　

生产

　　锆产品的主要原料是锆英砂，全球90％的氧氯化锆（初级产品）的生产能力在中国。目前，国内锆的加工能力12万吨/年，实际产量在8万吨/年，85％以上出口，目前全球锆市场供不应求，目前锆的价格大约每吨12000元，而且价格仍在不断上涨。