Zr 40

Zirconium (Zr)

transition-metal
주기: 5 족: 4 블록: d

Solid

표준 원자량

91.224 u

전자 배치

[Kr] 5s2 4d2

녹는점

1854.85 °C

끓는점

4408.85 °C

밀도

6520 kg/m³

산화 상태

+1, +2, +3, +4

전기 음성도(Pauling)

1.33

제1 이온화 에너지

6.634126 eV

발견 연도

1789

원자 반지름

155 pm

상세 정보

이름의 유래 From the mineral, zircon.
발견 국가 Germany
발견자 Martin Klaproth

Zirconium is a lustrous transition metal in group 4, chemically close to hafnium and titanium. It occurs mainly in zircon and related heavy minerals, almost always with hafnium as a companion. The metal is valued for its very low thermal-neutron absorption and its stable, adherent oxide film, which give it a central role in nuclear reactor materials and in corrosion-resistant alloys.

Reactor-grade zirconium is essentially free of hafnium. Zircaloy(R) is an important alloy developed specifically for nuclear applications. Zirconium is exceptionally resistant to corrosion by many common acids and alkalis, by sea water, and by other agents. Alloyed with zinc, zirconium becomes magnetic at temperatures below 35°K.

The name derives from the Arabic zargun for "gold-like". It was discovered in zirconia by the German chemist Martin-Heinrich Klaproth in 1789. Zirconium was first isolated by Swedish chemist Jöns Jacob Berzelius in 1824 in an impure state, and finally by the chemists D. Lely, Jr. and L. Hamburger in a pure state in 1914.

Zirconium was discovered by Martin Heinrich Klaproth, a German chemist, while analyzing the composition of the mineral jargon (ZrSiO4) in 1789. Zirconium was isolated by Jöns Jacob Berzelius, a Swedish chemist, in 1824 and finally prepared in a pure form in 1914. Obtaining pure zirconium is very difficult because it is chemically similar to hafnium, an element which is always found mixed with deposits of zirconium. Today, most zirconium is obtained from the minerals zircon (ZrSiO4) and baddeleyite (ZrO2) through a process known as the Kroll Process.

From the Persian zargun, gold like. Zircon, the primary gemstone of zirconium, is also known as jargon, hyacinth, jacinth, or ligure. This mineral, or its variations, is mentioned in biblical writings. The mineral was not known to contain a new element until Klaproth, in 1789, analyzed a jargon from Ceylon and identified the new element, which Werner named zircon (silex circonius), and which Klaproth called Zirkonertz (zirconia). The impure metal was first isolated by Berzelius in 1824 by heating a mixture of potassium and potassium zirconium fluoride in a small decomposition process they developed.

이미지

특성

물리적 특성

원자 반지름(경험값)
155 pm 모든 원소의 원자 반지름(경험값) 비교 →
공유 결합 반지름
175 pm 모든 원소의 공유 결합 반지름 비교 →
반데르발스 반지름
186 pm 모든 원소의 반데르발스 반지름 비교 →
금속 반지름
145 pm 모든 원소의 금속 반지름 비교 →
밀도
6520 kg/m³ 모든 원소의 밀도 비교 →
몰 부피
0.0141 L/mol
STP에서의 상
고체 모든 원소의 STP에서의 상 비교 →
녹는점
1854.85 °C 모든 원소의 녹는점 비교 →
끓는점
4408.85 °C 모든 원소의 끓는점 비교 →
열전도율
22.7 W/(m·K) 모든 원소의 열전도율 비교 →
비열
0.278 J/(g·K) 모든 원소의 비열 비교 →
몰 열용량
25.36 J/(mol·K) 모든 원소의 몰 열용량 비교 →
결정 구조
육방 조밀 충전 모든 원소의 결정 구조 비교 →

화학적 특성

전기 음성도(Pauling)
1.33 모든 원소의 전기 음성도(Pauling) 비교 →
전기 음성도(Allen)
1.32
전자 친화도
0.426 eV
제1 이온화 에너지
6.634126 eV 모든 원소의 제1 이온화 에너지 비교 →
제2 이온화 에너지
13.130045 eV 모든 원소의 제2 이온화 에너지 비교 →
제3 이온화 에너지
23.17008 eV 모든 원소의 제3 이온화 에너지 비교 →
제4 이온화 에너지
34.418478 eV 모든 원소의 제4 이온화 에너지 비교 →
제5 이온화 에너지
80.348277 eV 모든 원소의 제5 이온화 에너지 비교 →
산화 상태
+1, +2, +3, +4 모든 원소의 산화 상태 비교 →
원자가 전자
4 모든 원소의 원자가 전자 비교 →
전자 배치
[Kr] 5s2 4d2

열역학적 특성

융해열
0.17515676 eV 모든 원소의 융해열 비교 →
기화열
5.938747 eV 모든 원소의 기화열 비교 →
승화열
6.311862 eV
원자화열
6.311862 eV
원자화 엔탈피
6.322226 eV

핵 특성

양성자 수
40 모든 원소의 양성자 수 비교 →
중성자 수
50 모든 원소의 중성자 수 비교 →
알려진 동위원소 수
37 모든 원소의 알려진 동위원소 수 비교 →
안정 동위원소 수
3 모든 원소의 안정 동위원소 수 비교 →
가장 안정한 동위원소
Zr-90
발견 연도
1789

존재비

존재비(지각)
165 mg/kg 모든 원소의 존재비(지각) 비교 →
존재비(해양)
3 × 10−5 mg/L 모든 원소의 존재비(해양) 비교 →

결정 구조

격자 상수 a
323 pm

전자 구조

전자껍질별 전자 수
2, 8, 18, 10, 2 모든 원소의 전자껍질별 전자 수 비교 →

식별자

CAS 등록 번호
7440-67-7 모든 원소의 CAS 등록 번호 비교 →
항 기호
3F2
InChI
InChI=1S/Zr
InChI 키
QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N

전자 배치 측정값

이온 전하
양성자 40
전자 40
전하 중성
배치 Zr: 4d² 5s²
전자 배치
측정값
[Kr] 4d² 5s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d² 5s²
오비탈 도표
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
10/10
4p
6/6
5s
2/2
4d
2/10 2↑
총 전자 수: 40 홀전자: 2 ?

원자 모형

양성자 40
중성자 50
전자 40
질량수 90
안정성 안정

동위원소에 따라 중성자 수, 질량, 안정성은 달라지지만, 중성 원자의 전자 배치는 달라지지 않습니다.

개략적인 원자 모형이며 실제 비율과 다릅니다.

원자 지문

방출 / 흡수 스펙트럼

25 / 51 (50 세기 정보가 있는 선 50개)
측정값
방출 가시광선: 380–750 nm

동위원소 분포

9051.4500%9217.1500%9111.2200%질량수천연 존재비(%)
질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기
90 안정89.9046977 ± 0.00000251.4500%안정
91 안정90.9056396 ± 0.00000211.2200%안정
92 안정91.9050347 ± 0.00000217.1500%안정
측정값

상 / 상태

1 atm / 101.325 kPa
고체 25 °C (298.15 K)

이유: 녹는점(1854.85 °C)보다 1829.8 °C 낮음

녹는점 1854.85 °C
끓는점 4408.85 °C
녹는점 미달 온도 1829.8 °C
0 K 현재 온도: 25 °C 6000 K
상 변화 도표

개략도이며 실제 비율과 다름

고체
액체
기체
녹는점
끓는점
25°C
고체
액체
기체
현재

상전이점

녹는점 문헌값
1854.85 °C
끓는점 문헌값
4408.85 °C
현재 상 계산값
고체

전이 에너지

융해열 문헌값
0.17515676 eV

녹는점에서 1 mol을 녹이는 데 필요한 에너지

기화열 문헌값
5.938747 eV

끓는점에서 1 mol을 기화시키는 데 필요한 에너지

승화열 문헌값
6.311862 eV

승화점에서 1 mol을 승화시키는 데 필요한 에너지

밀도

기준 밀도 문헌값
6520 kg/m³

표준 조건에서

현재 밀도 계산값
6520 kg/m³

표준 조건에서

원자 스펙트럼

전체 40개 중 10개를 표시합니다. 이온 전하순으로 정렬되었습니다(오름차순).

보유 스펙트럼선 데이터 ?

이온전하총 스펙트럼선 수전이 확률준위 표기
Zr I 045900
Zr II +120700
Zr III +2490490490
Zr IV +376076
Zr V +410400
Zr VI +5427427427
NIST 보유 스펙트럼선 데이터 →

보유 에너지 준위 데이터 ?

이온전하준위
Zr I 0262
Zr II +1136
Zr III +2140
Zr IV +335
Zr V +4102
Zr VI +597
Zr VII +62
Zr VIII +72
Zr IX +82
Zr X +92
NIST 보유 에너지 준위 데이터 →
40 Zr 91.224

Zirconium — 원자 오비탈 시각화 도구

[Kr]5s24d2
에너지 준위 2 8 18 10 2
산화 상태 +1, +2, +3, +4
HOMO 4d n=4 · l=2 · m=-2
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Three.js는 요청할 때만 불러옵니다
40 Zr 91.224

Zirconium — 결정 구조 시각화 도구

원시 육방 · 피어슨 기호 hP2
실험 기반
피어슨 기호 hP2
배위수 12
충전율 75.514%
Zirconium — 결정 구조 시각화 도구 미리보기
Three.js는 요청할 때만 불러옵니다

이온 반지름

전하배위스핀반지름
+44해당 없음59 pm
+45해당 없음66 pm
+46해당 없음72 pm
+47해당 없음78 pm
+48해당 없음84 pm
+49해당 없음89 pm

화합물

Zr
91.220 u
Zr+4
91.220 u
Zr
88.909 u
Zr
94.908 u
Zr
92.906 u
Zr
87.910 u
Zr
96.911 u
Zr
85.916 u
Zr
89.905 u
Zr+2
91.220 u
Zr+3
91.220 u
Zr+4
88.909 u
Zr+4
93.906 u
Zr
93.906 u
Zr+4
89.905 u
Zr
90.906 u
Zr
91.905 u
Zr
95.908 u

동위원소 (3)

Naturally occurring zirconium contains five isotopes. Fifteen other isotopes are known to exist. Zircon, ZrSiO4, the principal ore, is pure ZrO2 in crystalline form having a hafnium content of about 1%. Zirconium also occurs in some 30 other recognized mineral species. Zirconium is produced commercially by reduction of chloride with magnesium (the Kroll Process), and by other methods. It is a grayish-white lustrous metal. When finely divided, the metal may ignite spontaneously in air, especially at elevated temperatures. The solid metal is much more difficult to ignite. The inherent toxicity of zirconium compounds is low. Hafnium is invariably found in zirconium ores, and the separation is difficult.

질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기붕괴 방식
90 안정89.9046977 ± 0.00000251.4500% ± 0.4000%안정
stable
91 안정90.9056396 ± 0.00000211.2200% ± 0.0500%안정
stable
92 안정91.9050347 ± 0.00000217.1500% ± 0.0800%안정
stable
90 안정
원자 질량(u) 89.9046977 ± 0.000002
천연 존재비 51.4500% ± 0.4000%
반감기 안정
붕괴 방식
stable
91 안정
원자 질량(u) 90.9056396 ± 0.000002
천연 존재비 11.2200% ± 0.0500%
반감기 안정
붕괴 방식
stable
92 안정
원자 질량(u) 91.9050347 ± 0.000002
천연 존재비 17.1500% ± 0.0800%
반감기 안정
붕괴 방식
stable

스펙트럼선

파장(nm)세기이온화 단계유형전이정확도출처
382.0196 nm5Zr IIIemission4d.4f 3G* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[7/2]측정값NIST
382.4611 nm250Zr IIIemission4d.4f 3H* → 4d.(2D<3/2>).5g 2[9/2]측정값NIST
382.7722 nm300Zr IIIemission4d.4f 3F* → 4d.(2D<3/2>).5g 2[7/2]측정값NIST
382.923 nm600Zr IIIemission4d.4f 3H* → 4d.(2D<3/2>).5g 2[11/2]측정값NIST
383.0087 nm250Zr IIIemission4d.4f 1D* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[7/2]측정값NIST
383.7038 nm10Zr IIIemission4d.4f 3G* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[9/2]측정값NIST
384.2399 nm270Zr IIIemission4d.4f 3F* → 4d.(2D<3/2>).5g 2[9/2]측정값NIST
390.7626 nm5Zr IIIemission4d.4f 3G* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[7/2]측정값NIST
391.0786 nm3Zr IIIemission4d.4f 3G* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[13/2]측정값NIST
391.6928 nm100Zr IIIemission4d.4f 3F* → 4d.(2D<3/2>).5g 2[9/2]측정값NIST
392.0624 nm400Zr IIIemission4d.4f 3G* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[11/2]측정값NIST
392.5804 nm200Zr IIIemission4d.4f 3G* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[9/2]측정값NIST
392.694 nm120Zr IIIemission4d.4f 3G* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[9/2]측정값NIST
393.1478 nm100Zr IIIemission5s.5p 3P* → 4d.5d 3S측정값NIST
396.3178 nm500Zr IIIemission4d.4f 3G* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[11/2]측정값NIST
396.5231 nm10Zr IIIemission4d.4f 3G* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[11/2]측정값NIST
397.1691 nm200Zr IIIemission4d.4f 3G* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[9/2]측정값NIST
397.3984 nm220Zr IIIemission4d.4f 1D* → 4d.(2D<3/2>).5g 2[5/2]측정값NIST
398.854 nm10Zr IIIemission4d.4f 3D* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[5/2]측정값NIST
401.632 nm20Zr IIIemission4d.4f 3G* → 4d.(2D<3/2>).5g 2[7/2]측정값NIST
401.6949 nm35Zr IIIemission4d.4f 3G* → 4d.(2D<3/2>).5g 2[7/2]측정값NIST
401.7561 nm3Zr IIIemission4d.4f 1F* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[7/2]측정값NIST
401.8142 nm140Zr IIIemission4d.4f 1F* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[7/2]측정값NIST
403.2482 nm400Zr IIIemission4d.4f 3G* → 4d.(2D<3/2>).5g 2[9/2]측정값NIST
403.3591 nm180Zr IIIemission4d.4f 3D* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[7/2]측정값NIST
403.6779 nm200Zr IIIemission4d.4f 1F* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[9/2]측정값NIST
408.0264 nm5Zr IIIemission4d.4f 3G* → 4d.(2D<3/2>).5g 2[11/2]측정값NIST
408.7114 nm150Zr IIIemission4d.4f 3D* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[5/2]측정값NIST
412.5432 nm200Zr IIIemission4d.4f 3G* → 4d.(2D<3/2>).5g 2[11/2]측정값NIST
412.6379 nm400Zr IIIemission4d.4f 3D* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[7/2]측정값NIST
413.2087 nm200Zr IIIemission4d.4f 3G* → 4d.(2D<3/2>).5g 2[9/2]측정값NIST
413.7442 nm500Zr IVemission4p6.5d 2D → 4p6.6p 2P*측정값NIST
414.6654 nm20Zr IIIemission4d.4f 3D* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[9/2]측정값NIST
415.3368 nm2Zr IIIemission4d.4f 3P* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[3/2]측정값NIST
416.0827 nm250Zr IIIemission4d.4f 3D* → 4d.(2D<3/2>).5g 2[5/2]측정값NIST
416.5293 nm15Zr IIIemission4d.4f 3P* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[5/2]측정값NIST
417.1353 nm20Zr IIIemission4d.4f 3P* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[3/2]측정값NIST
417.2872 nm300Zr IIIemission4d.4f 3P* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[5/2]측정값NIST
419.3504 nm275Zr IIIemission4d.4f 3D* → 4d.(2D<3/2>).5g 2[5/2]측정값NIST
419.7309 nm15Zr IIIemission4d.4f 3P* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[3/2]측정값NIST
419.8266 nm3000Zr IVemission4p6.5d 2D → 4p6.6p 2P*측정값NIST
420.3546 nm200Zr IIIemission4d.4f 3P* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[5/2]측정값NIST
423.5695 nm275Zr IIIemission4d.4f 1F* → 4d.(2D<3/2>).5g 2[7/2]측정값NIST
431.7077 nm2000Zr IVemission4p6.5d 2D → 4p6.6p 2P*측정값NIST
434.2686 nm400Zr IIIemission4d.4f 1H* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[13/2]측정값NIST
440.7385 nm20Zr IIIemission4d.4f 1H* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[11/2]측정값NIST
456.1637 nm50Zr IIIemission4d.4f 1P* → 4d.(2D<5/2>).5g 2[3/2]측정값NIST
456.922 nm1800Zr IVemission4p6.5g 2G → 4p6.6h 2H*측정값NIST
456.927 nm1800Zr IVemission4p6.5g 2G → 4p6.6h 2H*측정값NIST
460.8973 nm60Zr IIIemission4d.4f 1H* → 4d.(2D<3/2>).5g 2[11/2]측정값NIST
500.71 nm해당 없음ID 803emission2p 2P* → 2s 2S측정값NIST

확장 특성

공유 결합 반지름(확장)

공유 결합 반지름(Pyykkö)
154 pm
공유 결합 반지름(Pyykkö, 이중 결합)
127 pm
공유 결합 반지름(Pyykkö, 삼중 결합)
121 pm

반데르발스 반지름

Batsanov
230 pm
Alvarez
252 pm
UFF
312.4 pm
MM3
254 pm

원자 및 금속 반지름

원자 반지름(Rahm)
269 pm
금속 반지름(C12)
160 pm

번호 척도

Mendeleev
44
Pettifor
49
Glawe
49

전기 음성도 척도

Ghosh
0
Miedema
3
Gunnarsson–Lundqvist
5
Robles–Bartolotti
4

분극률 및 분산

쌍극자 분극률
112 a.u.
쌍극자 분극률(불확도)
13 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
1360 Ha·Bohr6

미데마 매개변수

미데마 몰 부피
14 cm3/mol
미데마 전자 밀도
3

공급 위험 및 경제성

생산 집중도
39
상대적 공급 위험
6
매장량 분포
40
정치적 안정성(최대 생산국)
75
정치적 안정성(최대 매장국)
75

상전이 및 동소체

녹는점2127.15 K
끓는점4679.15 K

산화 상태 분류

+4 main
+2 extended
+3 extended
+1 extended

심화 참고 데이터

차폐 상수 (10)
n오비탈σ
1s0.841
2p4.0072
2s10.6262
3d14.4331
3p16.1545
3s15.6385
4d26.9284
4p26.54
4s25.0984
5s33.5545
결정 반지름 상세 정보 (6)
전하CN스핀rcrystal (pm)기원
4IV73from r^3 vs V plots,
4V80calculated,
4VI86from r^3 vs V plots,
4VII92
4VIII98
4IX103
동위원소 붕괴 방식 (56)
동위원소모드세기
77B+—
77B+p—
77p—
78B+—
78B+p—
79B+100%
79B+p—
80B+100%
81B+100%
81B+p0.1%
X선 산란 인자 (724)
에너지 (eV)f₁f₂
1—0.18706
1.0149—0.19051
1.0299—0.19402
1.0452—0.1976
1.0608—0.20124
1.0765—0.20499
1.0925—0.20885
1.1087—0.21277
1.1252—0.21677
1.142—0.22085

추가 데이터

Sources

Sources of this element.

Zirconium is produced from the mineral zircon (ZrSiO4). It is found in abundance in S-type stars, and has been identified in the sun and meteorites. Analysis of lunar rock samples obtained during the various Apollo missions to the moon show a surprisingly high zirconium oxide content, compared with terrestrial rocks.

참고 문헌 (1)

참고 문헌

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2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Zr

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Zirconium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

라이선스 안내: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Zirconium

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

라이선스 안내: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Zirconium

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Zirconium

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Zirconium

This section provides all form of data related to element Zirconium.

9 PubChem Elements
Zirconium

The element property data was retrieved from publications.

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