Zirkonium, Zr, je kov s velice vysokou odolností vůči korozi, v práškovém stavu je pyroforické. Za zvýšené teploty se slučuje s většinou nekovů. Nejběžnější oxidační stupeň je IV.
| Atomové číslo | 40 | Počet stabilních izotopů | 4 |
| Atomová hmotnost | 91,224 | Elektronová konfigurace | [Kr] 4d2 5s2 |
| Teplota tání [°C] | 1854,85 | Teplota varu [°C] | 4409 |
| Elektronegativita | 1,33 | Hustota [g.cm-3] | 6,52 |
Izotopy zirkonia
Přírodní zirkonium se skládá z šesti izotopů, z nichž jsou čtyři stabilní. Dále známe více než třicet radioizotopů a šest jaderných izomerů.
| Izotop | Poločas přeměny | Zastoupení [%] |
| 90Zr | stabilní | 51,5 |
| 91Zr | stabilní | 11,2 |
| 92Zr | stabilní | 17,1 |
| 93Zr | 1,53×106 let | stopové |
| 94Zr | stabilní | 17,4 |
| 96Zr | 2,0×1019 let | 2,80 |
89Zr
Radioizotop 89Zr má poločas přeměny 78,41 hodin. Pozitronovou emisí se přeměňuje na 89Y.[3]
$$^{89}_{40}\textrm{Zr}\ \rightarrow\ ^{89}_{39}\textrm{Y}\ +\ \textrm{e}^+$$
Připravuje se ozařováním yttria protony nebo deuterony:
$$^{89}_{39}\textrm{Y}\ +\ ^1_1\textrm{p}\ \rightarrow\ ^{89}_{40}\textrm{Zr}\ +\ ^1_0\textrm{n} \\
^{89}_{39}\textrm{Y}\ +\ ^2_1\textrm{H}\ \rightarrow\ ^{89}_{40}\textrm{Zr}\ +\ 2\ ^1_0\textrm{n}$$
Využívá se pro diagnostiku nádorů pomocí pozitronové emisní tomografie (PET).
Výskyt a výroba
Hlavními minerály zirkonia jsou zirkon ZrSiO4 a baddeleyt ZrO2. Oba nerosty obvykle obsahují i malý podíl hafnia. Zirkonium se vyrábí Krollovým způsobem, tzn. zahříváním rudy s uhlíkem v proudu chloru a následné redukci vzniklého chloridu hořčíkem.
ZrO2 + 2 Cl2 + 2 C → ZrCl4 + 2 CO
ZrCl4 + 2 Mg → Zr + 2 MgCl2
Vysoce čisté zirkonium beze stop kyslíku a dusíku se vyrábí tzv van Arkel–de Boerovou metodou. Surové zirkonium se zahřívá s parami jodu na teplotu 200 °C, vzniklý jodid zirkoničitý je následně rozložen na žhaveném wolframovém nebo zirkoniovém vlákně (1300 °C).
Zr + 2 I2 → ZrI4
ZrI4 → Zr + 2 I2
NMR
Zirkonium se využívá především v MAS NMR, tzn. měření pevných vzorků. Standardem je Zr(C6H5)2Cl2.
| 91Zr | |
| Spin | 5/2 |
| Zastoupení v přírodě [%] | 11,23 % |
| Citlivost vzhledem k 1H | 1,24×10-3 |
| Rezonanční frekvence v poli 1 T | 3,9748 |
| Jaderný magnetický moment | -1,30362 |
K měření NMR v pevné fázi se nejčastěji využívají keramické rotory, velice často jsou vyrobeny z oxidu zirkoničitého, ZrO2.
Odkazy
- Zirkonium na české wikipedii
- Zirkonium na anglické wikipedii
- HÁLA, Jiří. Radioaktivní izotopy. Tišnov: Sursum, 2013. ISBN 978-80-7323-248-1. S. 167
Navigace
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
| H | He | ||||||||||||||||
| Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||
| Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||
| K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr |
| Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe |
| Cs | Ba | La | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn |
| Fr | Ra | Ac | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
| Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu |
| Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr |
2 Replies to “Zirkonium”