Цирконий, Zirconium, Zr. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Цирконий, Zirconium, Zr - хим. элемент IV группы периодич. системы элементов, ат. номер 40, ат. масса 91,224, переходный металл. В природе представлен 5 стабильными изотопами: ⁹⁰Zr - ⁹²Zr, ⁹⁴Zr и ⁹⁶Zr, наиб. распространён ⁹⁰Zr (51,47%), наименее -⁹⁶Zr (2,80%). Конфигурация внеш. электронных оболочек 4s²p⁶d²5s². Энергии последоват. ионизации (эВ): 6,837; 13,13; 22,98; 34,32; 82,3. Радиус атома Zr 160 пм, иона Zr⁴⁺ 82 пм. Значение электроотрицательности 1,4. Работа выхода электрона 3,9-4,1 эВ. Металлич. Ц. "прозрачен" для тепловых нейтронов (сечение захвата 0,18·10^-28 м²).

Светло-серый металл. Ниже 863 ⁰C устойчив a-Zr с гексагональной плотноупакованной кристаллич. структурой, параметры решётки: a = 322,3 пм, с = 514,7 пм; при более высоких темп-pax [до t_пл = (1852

1855) ⁰C] устойчив b-Zr с кубической объёмноцентрир. решёткой. t_кип = 3600- 3700 ⁰C. Плотность 6,50 кг/дм³. Уд. теплоёмкость с_р = = 25,3 ДжДмоль·К), уд. теплота плавл. 14,6 кДж/моль. Характеристич. темп-pa Дебая в пределах 237-310 К. Температурный коэф. линейного расширения 5,9·10^-6 К^-1(при 0-593 K). Парамагнитен, магн. восприимчивость c= +1,4·10^-9 (при 18 ⁰C). Уд. электрич. сопротивление 0,46 мкОм·м (при 300 К), температурный коэф. электрич. сопротивления 4,35·10^-3K^-1 (при 273-473 К). Чистый Ц. (особенно полученный термич. разложением иодида ZrI₄) высокопластичен, тв. иодидного прутка по Бринеллю 538-687 МПа, по Виккерсу-ок. 1 ГПа. Модуль нормальной упругости 96-99 ГПа.

В хим. соединениях обычно проявляет степень окисления + 4. Характеризуется высокой коррозионной стойкостью не только по отношению к воздуху, но и ко мн. агрессивным средам (как кислотным, так и щелочным).

Ц., тщательно очищенный от его ближайшего аналога - гафния (сильно поглощающего тепловые нейтроны), при-меняют в реакторостроении. Так, для изготовления оболочек тепловыделяющих элементов используют циркал-лой - сплав на основе Zr и Al. Ц. служит геттером, он - компонент MH. спец. сталей. Фторид ZrF₄ применяют в волоконной оптике. Тугоплавкие оксид ZrO₂ и карбид Ц.- перспективные керамич. материалы (керметы), обладающие высокой твёрдостью и стойкостью к агрессивным средам при высоких темп-pax. В качестве радиоакт. индикатора используют b^--радиоактивный ⁹⁵Zr (T_1/2 = 63,98 сут), при радиоакт. распаде к-рого образуется также b^--радиоактивный ⁹⁵Nb.

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.