元素的基本信息
元素符号：Zr
原子序数：40
中文名称及拼音：锆 gào
英文名称：Zirconium
相对原子质量：91.224(2)
原子核外电子排布式：[Kr]4d25s2
重要的同位素及其天然丰度：90Zr 51.4540%， 91Zr 11.225% ，
92Zr 17.158% ， 94Zr 17.3828%， 96Zr 2.809%
常见的同素异形体：—
地壳中的含量(mg·kg-1)：1.65×102
海洋中的含量(mg·L-1)： 3×10–5
是否生命必需元素：否
人体中的含量(g，按照体重70kg计)：—
人体中含量占体重百分数(%)：—
常见氧化态：0，+2，+3，+4
元素电负性：1.33
原子半径(pm)：160
离子半径(pm)：59(Zr4+，CN=4)，72(Zr4+，CN=6)，
84(Zr4+，CN=8)，89(Zr4+，CN=11)
元素第一电离能(kJ·mol-1)：640.07
元素第一电子亲和能(kJ·mol-1)：41.103
原子序数：40
中文名称及拼音：锆 gào
英文名称：Zirconium
相对原子质量：91.224(2)
原子核外电子排布式：[Kr]4d25s2
重要的同位素及其天然丰度：90Zr 51.4540%， 91Zr 11.225% ，
92Zr 17.158% ， 94Zr 17.3828%， 96Zr 2.809%
常见的同素异形体：—
地壳中的含量(mg·kg-1)：1.65×102
海洋中的含量(mg·L-1)： 3×10–5
是否生命必需元素：否
人体中的含量(g，按照体重70kg计)：—
人体中含量占体重百分数(%)：—
常见氧化态：0，+2，+3，+4
元素电负性：1.33
原子半径(pm)：160
离子半径(pm)：59(Zr4+，CN=4)，72(Zr4+，CN=6)，
84(Zr4+，CN=8)，89(Zr4+，CN=11)
元素第一电离能(kJ·mol-1)：640.07
元素第一电子亲和能(kJ·mol-1)：41.103
单质的基本物理量
化学式：Zr
熔点(°C)：1854
沸点(°C)：4406
密度(g·cm-3)：6.52
比热容298.15K(mol-1·K-1)：25.4
熔化热(kJ·mol-1)：21.00
汽化热(kJ·mol-1)：—
原子化焓(kJ·mol-1)：610.0±8.4
熔点(°C)：1854
沸点(°C)：4406
密度(g·cm-3)：6.52
比热容298.15K(mol-1·K-1)：25.4
熔化热(kJ·mol-1)：21.00
汽化热(kJ·mol-1)：—
原子化焓(kJ·mol-1)：610.0±8.4
单质的热力学数据
化学式：Zr
标准摩尔生成焓(kJ·mol-1)：
0(s)，608.8(g)
标准摩尔生成吉布斯自由能(kJ·mol-1)：
0(s)，566.5(g)
标准摩尔熵(J·mol-1·K-1)：
39.0(s)，181.4(g)
标准摩尔生成焓(kJ·mol-1)：
0(s)，608.8(g)
标准摩尔生成吉布斯自由能(kJ·mol-1)：
0(s)，566.5(g)
标准摩尔熵(J·mol-1·K-1)：
39.0(s)，181.4(g)
元素在自然界的存在形式
常见的存在形式：锆英石、斜锆石。
常见存在形式的化学式：ZrSiO4，ZrO2
主要存在地：美国佛罗里达州、南卡罗莱纳州，澳大利亚，南非，巴西等。
常见存在形式的化学式：ZrSiO4，ZrO2
主要存在地：美国佛罗里达州、南卡罗莱纳州，澳大利亚，南非，巴西等。
其他
电极反应与标准电极电势：
某些化合物沉淀K⊖sp:
某些配位化合物K⊖稳:
| 电极反应 | E ⊖/V |
|---|---|
|
ZrO2 + 4H+ + 4e- ⇌ Zr + 2H2O |
-1.553 |
|
ZrO(OH)2 + H2O + 4e- ⇌ Zr + 4OH- |
-2.36 |
|
Zr4+ + 4e- ⇌ Zr |
-1.45 |
某些化合物沉淀K⊖sp:
| 金属离子 | 阴离子 | K⊖sp | |||
|---|---|---|---|---|---|
| ZrO2+ | OH- | 6.3×10-49 | |||
| Zr4+ | PO3-4 | 1×10-132 |
某些配位化合物K⊖稳:
| 金属离子 | 配体 | log K1 | log K2 | log K3 | log K4 | log K5 | log K6 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
Cl- | 0.9 | 1.3 | 1.5 | 1.2 |
|
|
|
|
F- |
8.80 | 16.12 | 21.94 |
|
|
|
|
Zr4+ |
OH- |
14.3 | 28.3 | 41.9 | 55.3 |
|
|
|
|
P2O4-7 |
|
6.5 |
|
|
|
|
|
|
SO2-4 |
3.79 | 6.64 | 7.77 |
|
|
|
| ZrO2+ | NO-3 | 1.91 | 3.54 |
元素发现简史
发现时间、发现者：
1798年 德国化学家克拉普罗斯(Martin Heinrich Klaproth)
命名时间、命名者：1798年 德国化学家克拉普罗斯(Martin Heinrich Klaproth)
命名的意思：源于zircon(锆石)。zircon源于阿拉伯语zargun(金色)，因为一些锆石珠宝的颜色很夺目(其实锆石具有从橙到红的各种美丽的颜色)。
发现简史：
含有锆的宝石(天然硅酸盐ZrSiO4)在古代西方被称为zircon(锆石)。1789年，德国化学家克拉普罗斯(Martin Heinrich Klaproth)从一种锆石中分离出了锆的氧化物，其形式为氧化锆(ZrO2)。
克拉普罗斯未能分离出纯金属锆，而英国化学家戴维在1808年尝试电解时也失败了。直到1824年，瑞典化学家贝采里乌斯用金属钾加热还原六氟锆酸钾(K2ZrF6)时，才制得了含有杂质的金属锆。
1925年，荷兰化学家Anton Eduard van Arkel和Jan Hendrik de Boer通过四碘化锆(ZrI4)的分解制备出了完全纯的金属锆。现今一般采用镁热还原四氯化锆(ZrCl4)的方法来大量生产金属锆。
参考文献
[1] [2019-11-01]. http://www.rsc.org/periodic-table/history.
[2] N.N.格林伍德，A.厄肖恩. 元素化学(下册). 王曾隽，张庆芳，林蕴和，等译. 北京：高等教育出版社，1996: 65.
[3] 申泮文，车云霞. 无机化学丛书(第八卷 钛分族). 北京：科学出版社，1998: 67.
[1] [2019-11-01]. http://www.rsc.org/periodic-table/history.
[2] N.N.格林伍德，A.厄肖恩. 元素化学(下册). 王曾隽，张庆芳，林蕴和，等译. 北京：高等教育出版社，1996: 65.
[3] 申泮文，车云霞. 无机化学丛书(第八卷 钛分族). 北京：科学出版社，1998: 67.