Zirconium
Zirconium, häufig auch Zirkonium, ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Zr und der Ordnungszahl 40. Sein Name leitet sich vom Zirkon, dem häufigsten Zirconium-Mineral, ab. Im Periodensystem steht es in der 5. Periode; es ist das zweite Element der 4. Gruppe (veraltet 4. Nebengruppe) oder Titangruppe. Zirconium ist ein sehr korrosionsbeständiges Metall. Biologische Funktionen sind nicht bekannt; es kommt in geringen Mengen (4 mg/kg) im menschlichen Organismus vor und ist nicht toxisch. Aufgrund des geringen Wirkungsquerschnitts für Neutroneneinfang ist Zirconium der Hauptbestandteil der Hüllrohre von Kernbrennstoff. Hierbei ist die Trennung von Zirconium und dem chemisch sehr ähnlichen Hafnium nötig, welche für andere Anwendungen nicht erforderlich ist.
| Eigenschaften | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Allgemein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Name, Symbol, Ordnungszahl | Zirconium, Zr, 40 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elementkategorie | Übergangsmetalle | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gruppe, Periode, Block | 4, 5, d | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aussehen | silbrig weiß | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS-Nummer | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| EG-Nummer | 231-176-9 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ECHA-InfoCard | 100.028.342 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Massenanteil an der Erdhülle | 0,021 % (20. Rang) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atommasse | 91,224(2) u | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomradius (berechnet) | 155 (206) pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalenter Radius | 148 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronenkonfiguration | [Kr] 4d2 5s2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1. Ionisierungsenergie | 6.634126(5) eV ≈ 640.1 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2. Ionisierungsenergie | 13.13 eV ≈ 1267 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3. Ionisierungsenergie | 23.170(4) eV ≈ 2236 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4. Ionisierungsenergie | 34.41836(6) eV ≈ 3320.87 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5. Ionisierungsenergie | 80.348(7) eV ≈ 7752 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Physikalisch | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aggregatzustand | fest | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Modifikationen | zwei (α-/β-Zr) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristallstruktur | hexagonal; | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dichte | 6,501 g/cm3 (25 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mohshärte | 5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Magnetismus | paramagnetisch (χm = 1,1 · 10−4) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | 2128 K (1855 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Siedepunkt | 4650 K (4377 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molares Volumen | 14,02 · 10−6 m3·mol−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verdampfungsenthalpie | 591 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzenthalpie | 16,9 kJ·mol−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dampfdruck | 0,00168 Pa bei 2125 K | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schallgeschwindigkeit | 4650 (long.), 2250 (trans.) m·s−1 bei 293,15 K | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Spezifische Wärmekapazität | 270,0 J·kg−1·K−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektrische Leitfähigkeit | 2,36 · 106 S·m−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wärmeleitfähigkeit | 22,7 W·m−1·K−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chemisch | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidationszustände | 4, 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Normalpotential | −1,553 V (ZrO2 + 4 H+ + 4 e− → Zr + 2 H2O) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativität | 1,33 (Pauling-Skala) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotope | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Weitere Isotope siehe Liste der Isotope | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| NMR-Eigenschaften | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||