Circonio | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Apariencia | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
blanco plateado | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
línea espectral | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Generalidad | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nombre, símbolo, número atómico | circonio, Zr, 40 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Serie | metales de transición | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Grupo , período , bloque | 4 , 5 , re | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Densidad | 6 511 kg/m³ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dureza | 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Configuración electrónica | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Término espectroscópico | 3 F 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propiedades atómicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Peso atomico | 91.224 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radio atómico (calc.) | 155 (206) horas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radio covalente | 148 horas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Configuración electrónica | [ Kr ] 4d 2 5s 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
y - por nivel de energía | 2, 8, 18, 10, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Estados de oxidación | 4 ( anfótero ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Estructura cristalina | hexagonal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propiedades físicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Estado de la materia | sólido | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
punto de fusión | 2 128 K (1 855 °C ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Punto de ebullición | 4 682 K (4 409 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volumen molar | 14,02 × 10 −6 m³/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Entalpía de vaporización | 58,2 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Calor de fusión | 16,9 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Presión de vapor | 1,68 mPa a 2 125 K. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Velocidad del sonido | 3 800 m/s a 293,15 K. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Otras propiedades | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
número CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electronegatividad | 1,33 ( escala de Pauling ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Calor especifico | 270 J / (kg·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Conductibilidad electrica | 2,36 × 10 6 / ( mΩ ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Conductividad térmica | 22,7 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energía de primera ionización | 640,1 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Segunda energía de ionización | 1 270 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tercera energía de ionización | 2 218 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energía de cuarta ionización | 3 313 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Quinta energía de ionización | 7 752 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energía de la sexta ionización | 9 500 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Isótopos más estables | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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iso: isótopo NA: abundancia en la naturaleza TD: vida media DM: modo de decaimiento DE: energía de decaimiento en MeV DP: producto de decaimiento |
El circonio es el elemento químico de número atómico 40 y su símbolo es Zr . Es un metal de transición duro, de color blanco grisáceo , cuya apariencia se asemeja a la del titanio . Está hecho principalmente de circón y es muy resistente a la corrosión . Las aleaciones metálicas de circonio son ampliamente utilizadas en plantas nucleares debido a su baja sección transversal de absorción de neutrones , tanto como recubrimiento de combustible nuclear y en estructuras de soporte del núcleo, como también por su resistencia a la corrosión en agua .
Es un metal de color blanco grisáceo, brillante y excepcionalmente resistente a la corrosión . El circonio es más ligero que el acero y tiene una dureza comparable a la del cobre . En forma de polvo puede encenderse espontáneamente si se expone a altas temperaturas. Conduce bien el calor y la electricidad, tiene una alta temperatura de fusión (aprox.1 800 °C ), sus propiedades dependen en gran medida de las impurezas que pueden volverlo quebradizo y difícil de trabajar (poco dúctil).
A temperaturas por debajo35 K la aleación de zinc -zirconio se vuelve magnética .
En sus compuestos, el circonio suele tener número de oxidación +2, +3 o +4.
El uso principal del zirconio es en forma de zircón (Zr Si O 4 ) para materiales refractarios, arena de fundición y opacificación de cerámica . El circón también se comercializa como una piedra preciosa, utilizada en joyería . El óxido de zirconio se puede tratar para producir una imitación de diamantes , en el campo dental el zirconio cúbico se usa para hacer prótesis dentales en zirconio con tecnología CAD-CAM. Otros usos:
Cuando se alea con niobio , el zirconio es superconductor a bajas temperaturas y se utiliza para construir imanes superconductores ; también es posible que los cables fabricados con este material se utilicen a gran escala en la producción y distribución de electricidad .
El circonio (del árabe zarkûn , a su vez derivado del persa zargûn , "similar al oro") fue descubierto en 1789 por Martin Heinrich Klaproth y aislado en 1824 por Jöns Jacob Berzelius . [1]
Los minerales de circonio, a saber, circón y zirconita , se conocían en la antigüedad y se mencionan en las escrituras bíblicas . Sin embargo, fue el análisis de Klaproth de un zafiro procedente de Sri Lanka , entonces Ceilán, el que reveló que este mineral contenía un elemento aún desconocido, al que bautizó como Zirkonertz.
El metal fue aislado en forma impura por Berzelius, quien lo preparó calentando una mezcla de potasio y fluoruro de circonio y potasio en un tubo de hierro, haciendo que se descompusiera. El circonio puro se obtuvo por primera vez en 1914 .
El circonio nunca se encuentra en la naturaleza como metal puro y su principal fuente comercial es el mineral de silicato de circonio, zircon (ZrSiO 4 ), que se encuentra en depósitos ubicados en Australia , Brasil , India , Rusia y Estados Unidos . Se extrae como un polvo oscuro con hollín o como una sustancia cristalina de color gris metálico. El circonio y el hafnio están contenidos en el circón en una proporción de 50 a 1 y son muy difíciles de separar. El circonio también es un subproducto de la minería y el procesamiento de arenas minerales como menaccanita , ilmenita y rutilo , o minerales de estaño . El circonio también se encuentra en otras 30 especies minerales conocidas, incluida la baddeleyita . El metal se obtiene comercialmente por reducción de tetracloruro con magnesio en el proceso de Kroll o por descomposición térmica en un filamento de tungsteno calentado a unos 1300 °C del tetrayoduro ( proceso van Arkel-de Boer ) y por otros métodos. El circonio de grado comercial todavía contiene de 1% a 3% de hafnio .
Este elemento también es abundante en estrellas de tipo S y ha sido detectado en el Sol y en meteoritos. Las muestras de rocas lunares traídas a la Tierra por las misiones Apolo tienen un contenido de óxido de circonio mucho más alto que las de la Tierra.
En la naturaleza, el circonio está compuesto por cuatro isótopos estables y uno débilmente radiactivo , con una vida extremadamente larga ( 96 Zr). El segundo radioisótopo más estable es el 93 Zr con una vida media de 1,53 millones de años. Se conocen otros dieciocho radioisótopos, la mayoría de los cuales tienen vidas medias inferiores a un día, excepto 95 Zr (64,02 días), 88 Zr (63,4 días) y 89 Zr (78,41 horas). El principal modo de decaimiento antes del 92 Zr es la captura de electrones y el principal después es el decaimiento beta .
Símbolos de peligro químico | |
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peligro | |
frases H | 260 - 250 - 251 [2] |
Frases R | R 15-17 |
consejo pag | 222 - 223 - 231 + 232 - 235 + 410 - 370 + 378 - 422 [3] [4] |
Frases S | T 2-7 / 8-43 |
Los productos químicos deben manipularse con precaución. | |
Advertencias |
El polvo de circonio, si no está estabilizado, es altamente inflamable (pirofórico).
Es bastante raro que la mayoría de las personas se encuentren con compuestos de circonio, que sin embargo tienen una toxicidad muy baja. El circonio no juega ningún papel en la biología .