鋯

　　一種化學元素，化學符號Zr，原子序數40，原子量91.224，屬週期系ⅣB族。

　　發現　1789年德意志化學傢M.H.克拉普羅特在鋯石中發現鋯的氧化物，並命名為zirconium，它來源於鋯石的英文名zircon。1824年瑞典化學傢J.J.貝采利烏斯用金屬鉀還原K₂ZrF_>6，首次制得不純的金屬鋯。1925年荷蘭科學傢 A.E.van阿克爾和J.H.德博爾制得有延展性的塊狀金屬鋯。

　　存在　鋯在地殼中的含量為0.025％，比銅、鉛、鋅等常見金屬的總量還多，但分佈非常分散。比較重要的礦物有鋯石ZrSiO₄和二氧化鋯礦ZrO₂兩種。鋯石可在許多地方的海灘砂石中找到。天然存在的鋯穩定同位素有5種：鋯90、鋯91、鋯92、鋯94、鋯96，其中鋯90含量最大。

　　物理性質　鋯為銀灰色金屬，外觀似鋼，有金屬光澤；熔點1852±2℃，沸點4377℃，密度6.49克／厘米³。金屬鋯有兩種晶型：α鋯為六方密堆積(＜863℃)；β鋯為立方體心(＞863℃)。在此轉變溫度前後，鋯的許多物理性質發生明顯的變化。例如，其電阻率降低約15％。鋯的熱中子俘獲截面較小，可做反應堆中鈾棒的外套材料。

　　化學性質　鋯的電子構型為(Kr)4d²5s²，氧化態有+2、+3、+4。鋯的許多性質常受雜質元素的影響。例如，金屬鋯容易吸收氫、氮和氧氣，它們都對鋯的性質有明顯的影響。此外，鋯礦石中往往同時存在性質與它相似的鉿，鋯和鉿比較難分離，在一般的金屬鋯中總是含有少量鉿。鉿對鋯的許多性質影響不大，但不利於鋯用作反應堆的結構材料。

　　緊密狀態的鋯在空氣中比較穩定，加熱時，表面會失去光澤，在非常高的溫度下會燃燒。粉末狀的鋯容易在空氣中燃燒，細的鋯絲可用火柴點燃。鋯對氧具有很強的親和力，1000℃時，氧氣溶於鋯中能使體積顯著增加，如果超出溶解限度，鋯就與氧化合成二氧化鋯。鋯還能奪取氧化鎂、氧化鈹和氧化釷等坩堝材料中的氧，因此鋯隻能在金屬坩堝中熔融。高溫時，鋯可與氮和氫氣直接化合。

　　制法　四氯化鋯蒸氣與熔融態的鎂接觸，即還原為金屬鋯：

ZrCl₄+2Mg─→Zr+2MgCl₂

高純度的鋯可用熱分解四碘化鋯來制備。

　　應用　鋯比鈦軟，主要用於制造防彈合金鋼。在鋁合金中加鋯，能增加抗腐蝕能力。鋯還可做反應堆中鈾燃料的包覆合金。鋯在高溫時容易發射電子，還具有吸收電子管中殘留氣體的能力。鋯還少量用於制外科刀具。