- 英
- zirconium、Zr
WordNet
- a lustrous grey strong metallic element resembling titanium; it is used in nuclear reactors as a neutron absorber; it occurs in baddeleyite but is obtained chiefly from zircon (同)Zr, atomic number 40
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- ジルコニウム(金属元素;化学記号は Zr)
- zirconium の化学記号
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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2016/10/18 10:42:19」(JST)
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| 外見 |
銀白色
|
| 一般特性 |
| 名称, 記号, 番号 |
ジルコニウム, Zr, 40 |
| 分類 |
遷移金属 |
| 族, 周期, ブロック |
4, 5, d |
| 原子量 |
91.224 |
| 電子配置 |
[Kr] 5s2 4d2 |
| 電子殻 |
2, 8, 18, 10, 2（画像） |
| 物理特性 |
| 相 |
固体 |
| 密度（室温付近） |
6.52 g/cm3 |
| 融点での液体密度 |
5.8 g/cm3 |
| 融点 |
2128 K, 1855 °C, 3371 °F |
| 沸点 |
4682 K, 4409 °C, 7968 °F |
| 融解熱 |
14 kJ/mol |
| 蒸発熱 |
573 kJ/mol |
| 熱容量 |
(25 °C) 25.36 J/(mol·K) |
| 蒸気圧 |
| 圧力 (Pa) |
1 |
10 |
100 |
1 k |
10 k |
100 k |
| 温度 (K) |
2639 |
2891 |
3197 |
3575 |
4053 |
4678 |
|
| 原子特性 |
| 酸化数 |
4, 3, 2, 1,[1]
（両性酸化物） |
| 電気陰性度 |
1.33（ポーリングの値） |
| イオン化エネルギー |
第1： 640.1 kJ/mol |
| 第2： 1270 kJ/mol |
| 第3： 2218 kJ/mol |
| 原子半径 |
160 pm |
| 共有結合半径 |
175±7 pm |
| その他 |
| 結晶構造 |
六方最密充填 |
| 磁性 |
常磁性[2] |
| 電気抵抗率 |
(20 °C) 421 nΩ·m |
| 熱伝導率 |
(300 K) 22.6 W/(m·K) |
| 熱膨張率 |
(25 °C) 5.7 µm/(m·K) |
音の伝わる速さ
（微細ロッド） |
(20 °C) 3800 m/s |
| ヤング率 |
88 GPa |
| 剛性率 |
33 GPa |
| 体積弾性率 |
91.1 GPa |
| ポアソン比 |
0.34 |
| モース硬度 |
5.0 |
| ビッカース硬度 |
903 MPa |
| ブリネル硬度 |
650 MPa |
| CAS登録番号 |
7440-67-7 |
| 最安定同位体 |
| 詳細はジルコニウムの同位体を参照 |
| 同位体 |
NA |
半減期 |
DM |
DE (MeV) |
DP |
| 88Zr |
syn |
83.4 d |
ε |
- |
88Y |
| γ |
0.392 |
- |
| 89Zr |
syn |
78.4 h |
ε |
- |
89Y |
| β+ |
0.902 |
89Y |
| γ |
0.909 |
- |
| 90Zr |
51.45% |
中性子50個で安定 |
| 91Zr |
11.22% |
中性子51個で安定 |
| 92Zr |
17.15% |
中性子52個で安定 |
| 93Zr |
trace |
1.53×106 y |
β- |
0.060 |
93Nb |
| 94Zr |
17.38% |
> 1.1×1017 y |
β-β- |
1.144 |
94Mo |
| 96Zr |
2.8% |
2.0×1019 y[3] |
β-β- |
3.348 |
96Mo |
|
|
表示
|
ジルコニウム（ラテン語: zirconium[4]）は原子番号40の元素。元素記号は Zr。チタン族元素の1つ、遷移金属でもある。常温で安定な結晶構造は、六方最密充填構造 (HCP) のα型。862 °C以上で体心立方構造 (BCC) のβ型へ転移する。比重は6.5、融点は1852 °C。銀白色の金属で、常温で酸、アルカリに対して安定。耐食性があり、空気中では酸化被膜ができ内部が侵されにくくなる。高温では、酸素、窒素、水素、ハロゲンなどと反応して、多様な化合物を形成する。
目次
- 1 用途
- 2 歴史
- 3 ジルコニウムの化合物
- 4 同位体
- 5 国別の産出量ランキング
- 6 出典
- 7 外部リンク
用途
ジルコニウムは金属の中で熱中性子の吸収断面積が最小のため、ジルカロイと呼ばれるジルコニウム合金が原子炉の燃料棒の被覆材料（燃料被覆管）や沸騰水型原子炉用燃料集合体のチャンネルボックスの材料として利用される。燃料被覆管を形成する際には、原子炉に入れたときにα相（稠密六方格子）の底面に水素化物が析出しやすく、それが原因で被覆管が破損する可能性があるため、ロールダイスにより管を回転往復させながら圧延するピルガー式圧延法を用いる。沸騰水型軽水炉ではα領域内の高温 (580 °C) で最終焼鈍した再結晶材を使用し、加圧水型軽水炉では再結晶が生じていない450 °C程度で焼鈍を行った歪み取り焼鈍材を使用する。
酸化ジルコニウム(IV)は、白色顔料などに使われている他、圧電素子、コンデンサー、ガラス、差し歯や歯のブリッジなど、あるいは陽極酸化によって発色する特性を活かして宝飾品などに使われている。
歴史
元素名は、宝石のジルコン（アラビア語で金色を表す zarqun）が語源[5]。1798年、マルティン・ハインリヒ・クラプロートがジルコンから発見[5]。1824年にイェンス・ベルセリウスにより、フッ化カリウムジルコニウムをカリウムで還元することによって初めて金属分離された[5]。
ジルコニウムの化合物
- ジルコン (ZrSiO4)
- 酸化ジルコニウム(IV) (ZrO2) - 白色顔料、皮膚炎の治療薬の原料
- タングステン酸ジルコニウム(IV)（英語版） (Zr(WO4)2) - 負の熱膨張率を示す物質
- 塩化ジルコニウム(III) (ZrCl3) - 反磁性物質
- 塩化ジルコニウム(IV) (ZrCl4) - 種々のジルコニウム錯体合成の出発物質
酸化反応
高温での酸化反応、および陽極酸化反応は次式で表される。
同位体
「ジルコニウムの同位体」を参照
国別の産出量ランキング
2011年における国別の産出量は以下の通りである(2011)[6]。
| 順位 |
国 |
ジルコニウム鉱の産出量(千トン) |
全世界での割合(%) |
| 1 |
オーストラリア |
762.0 |
47.0 |
| 2 |
南アフリカ共和国 |
383.0 |
23.6 |
| 3 |
中華人民共和国 |
150.0 |
9.3 |
| 4 |
インドネシア |
130.0 |
8.0 |
| 5 |
モザンビーク |
43.6 |
2.7 |
出典
- ^ “Zirconium: zirconium(I) fluoride compound data”. OpenMOPAC.net. 2007年12月10日閲覧。
- ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
- ^ Pritychenko, Boris; V. Tretyak. “Adopted Double Beta Decay Data”. National Nuclear Data Center. 2008年2月11日閲覧。
- ^ http://www.encyclo.co.uk/webster/Z/4 http://www.encyclo.co.uk/define/zirconium
- ^ a b c 桜井弘 『元素111の新知識』 講談社、1998年、200頁。ISBN 4-06-257192-7。
- ^ 地理 統計要覧 2014年版 ISBN978-4-8176-0382-1 P,96
外部リンク
- 国際化学物質安全性カード ジルコニウム - 国立医薬品食品衛生研究所
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ウィキメディア・コモンズには、ジルコニウムに関連するメディアがあります。 |
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周期表（未発見元素を含む） |
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15 |
16 |
17 |
18
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| 1 |
H |
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He |
| 2 |
Li |
Be |
|
B |
C |
N |
O |
F |
Ne |
| 3 |
Na |
Mg |
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Al |
Si |
P |
S |
Cl |
Ar |
| 4 |
K |
Ca |
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Sc |
Ti |
V |
Cr |
Mn |
Fe |
Co |
Ni |
Cu |
Zn |
Ga |
Ge |
As |
Se |
Br |
Kr |
| 5 |
Rb |
Sr |
|
Y |
Zr |
Nb |
Mo |
Tc |
Ru |
Rh |
Pd |
Ag |
Cd |
In |
Sn |
Sb |
Te |
I |
Xe |
| 6 |
Cs |
Ba |
La |
Ce |
Pr |
Nd |
Pm |
Sm |
Eu |
Gd |
Tb |
Dy |
Ho |
Er |
Tm |
Yb |
Lu |
Hf |
Ta |
W |
Re |
Os |
Ir |
Pt |
Au |
Hg |
Tl |
Pb |
Bi |
Po |
At |
Rn |
| 7 |
Fr |
Ra |
Ac |
Th |
Pa |
U |
Np |
Pu |
Am |
Cm |
Bk |
Cf |
Es |
Fm |
Md |
No |
Lr |
Rf |
Db |
Sg |
Bh |
Hs |
Mt |
Ds |
Rg |
Cn |
Uut
(Nh) |
Fl |
Uup
(Mc) |
Lv |
Uus
(Ts) |
Uuo
(Og) |
| アルカリ金属 |
アルカリ土類金属 |
ランタノイド |
アクチノイド |
遷移金属 |
その他の金属 |
半金属元素 （半導体元素） |
その他の非金属 |
ハロゲン |
希ガス |
不明 |
|
|
ジルコニウムの化合物 |
| 二元化合物 |
ZrB2 · ZrBr2 · ZrBr3 · ZrBr4 · ZrC · ZrCl2 · ZrCl3 · ZrCl4 · ZrF2 · ZrF3 · ZrF4 · ZrH2 · ZrI2 · ZrI3 · ZrI4 · ZrN · ZrO2 · ZrS2 · ZrSi2
|
| 多元化合物 |
Zr(C5H5)2 · Zr(C5H5)2Cl2 · Zr(CH3COO)4 · ZrCl2O · Zr(NO3)4 · Zr(OH)4 · Zr(SO4)2 · Zr(WO4)2
|
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- 私の原子力とジルコニウムの事始めとその後の60年 (創立60周年記念号) -- (創立60周年記念 第18回新金属協会特別功労賞受賞に寄せて)
- アルミニウムの化成処理 : アルミニウム缶を中心に
- 塗装工学 = Journal of Japan Coating Technology Association 51(3), 72-77, 2016
- NAID 40020767994
- ジルコニウムのサプライチェーン : 安定供給上の課題
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