锆

　　[拼音]gao

　　[外文]zirconium

　　一种化学元素，化学符号Zr，原子序数40，原子量91.224，属周期系ⅣB族。

　　发现

　　1789年德意志化学家M.H.克拉普罗特在锆石中发现锆的氧化物，并命名为zirconium，它来源于锆石的英文名zircon。1824年瑞典化学家J.J.贝采利乌斯用金属钾还原K2ZrF6， 制得不纯的金属锆。1925年荷兰科学家 A.E.van阿克尔和J.H.德博尔制得有延展性的块状金属锆。

　　存在

　　锆在地壳中的含量为0.025％，比铜、铅、锌等常见金属的总量还多，但分布非常分散。比较重要的矿物有锆石ZrSiO4和二氧化锆矿ZrO2两种。锆石可在许多地方的海滩砂石中找到。天然存在的锆稳定同位素有5种锆90、锆91、锆92、锆94、锆96，其中锆90含量最大。

　　物理性质

　　锆为银灰色金属，外观似钢，有金属光泽；熔点1852±2℃， 沸点4377℃， 密度6.49克／厘米3。金属锆有两种晶型:α锆为六方密堆积(＜863℃);β锆为立方体心(＞863℃)。在此转变温度前后，锆的许多物理性质发生明显的变化。例如，其电阻率降低约15％。锆的热中子俘获截面较小，可做反应堆中铀棒的外套材料。

　　化学性质

　　锆的电子构型为(Kr)4d25s2，氧化态有+2、+3、+4。锆的许多性质常受杂质元素的影响。例如，金属锆容易吸收氢、氮和氧气，它们都对锆的性质有明显的影响。，锆矿石中往往存在性质与它相似的铪，锆和铪比较难分离，在一般的金属锆中总是含有少量铪。铪对锆的许多性质影响不大，但不利于锆用作反应堆的结构材料。

　　紧密状态的锆在空气中比较稳定，加热时，表面会失去光泽，在非常高的温度下会燃烧。粉末状的锆容易在空气中燃烧，细的锆丝可用火柴点燃。锆对氧具有很强的亲和力，1 000℃时，氧气溶于锆中能使体积显著增加，如果超出溶解限度，锆就与氧化合成二氧化锆。锆还能夺取氧化镁、氧化铍和氧化钍等坩埚材料中的氧，锆只能在金属坩埚中熔融。高温时，锆可与氮和氢气直接化合。

　　制法

　　四氯化锆蒸气与熔融态的镁接触，即还原为金属锆

　　ZrCl4+2Mg─→Zr+2MgCl2

　　高纯度的锆可用热分解四碘化锆来制备。

　　应用

　　锆比钛软，主要用于制造防弹合金钢。在铝合金中加锆，能增加抗腐蚀能力。锆还可做反应堆中铀燃料的包覆合金。锆在高温时容易发射电子，还具有吸收电子管中残留气体的能力。锆还少量用于制外科刀具。

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