锆的化学、物理性质

锆zirconium

   化学符号Zr，原子序数40，原子量91.224，属周期系ⅣB族。1789年德意志M.H.克拉普罗特在分析锆石时发现一种新元素的氧化物，新元素被命名为zirc-onium，该字来源于zircon（锆石）。1824年瑞典J.J.贝采利乌斯用金属钾还原锆氟酸钾，制得了金属锆。锆在地壳中的含量为0.025％，锆的主要矿物有锆石（ZrSiO4）和二氧化锆矿（ZrO2），锆石与钛铁矿、金红石、独居石共生，也可在海滩砂石中找到。

   锆是银灰色有光泽的金属，外观像钢，熔点1852±2℃，沸点4377℃ ，密度6.49克／厘米3 。锆的化学性质不活泼，致密的金属锆在空气中比较稳定，加热时，表面形成氧化物覆盖层，失去金属光泽。粉末状的锆容易在空气中燃烧，细的锆丝可用火柴点燃。锆对氧具有很强的亲和力，它能夺去氧化镁、氧化铍和氧化钍中的氧，本身成为二氧化锆。锆有强烈的吸氢性能，最大吸氢量相当于ZrH，可用作储氢材料。高温下锆还能与氮作用。锆不与稀盐酸、稀硫酸和强碱溶液作用，但容易溶解在氢氟酸和王水中。锆的氧化态为＋2 、＋3、＋4，其中＋4价化合物最稳定。

    锆石加入适量的石油焦，在1000℃通入氯气，可得四氯化锆，它的蒸气与熔融的金属镁接触，即被还原为金属锆。高纯度金属锆可用碘化物热分解法制取。锆合金的热中子吸收截面小，耐腐蚀性能好，用作核反应堆的堆芯结构材料。锆还用于生产防弹合金钢。

主要化合物

    氧化物—锆的氧化物是白色的ZrO2，能耐高温熔点达2700℃，且化学性质稳定，热胀系数较小，因此是很好的耐高温材料，ZrO2被用来制造耐火砖及耐火坩埚。

    氢化物—ZrH2在高温核反应堆中作减速剂，反射剂或屏蔽剂。

    硼化物——ZrB2由于是极高硬度，化学惰性的难熔物质，可作水轮机涡轮燃烧室衬套，火箭喷嘴等。