Zirconium

Zirconium
Image illustrative de l’article Zirconium
YttriumZirconiumNiobium
Ti
  Structure cristalline hexagonale compacte
 
40
Zr
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
                                           
Zr
Hf
Tableau completTableau étendu
Position dans le tableau périodique
Symbole Zr
Nom Zirconium
Numéro atomique 40
Groupe 4
Période 5e période
Bloc Bloc d
Famille d'éléments Métal de transition
Configuration électronique [Kr] 4d2 5s2
Électrons par niveau d’énergie 2, 8, 18, 10, 2
Propriétés atomiques de l'élément
Masse atomique 91,224 ± 0,002 u[1]
Rayon atomique (calc) 155 pm (206 pm)
Rayon de covalence 175 ± 7 pm[2]
Rayon de van der Waals 160 pm (?)
État d’oxydation 4
Électronégativité (Pauling) 1,33
Oxyde Amphotère
Énergies d’ionisation[3]
1re : 6,633 90 eV 2e : 13,1 eV
3e : 22,99 eV 4e : 34,34 eV
5e : 80,348 eV
Isotopes les plus stables
Iso AN Période MD Ed PD
MeV
90Zr51,45 %stable avec 50 neutrons
91Zr11,22 %stable avec 51 neutrons
92Zr17,15 %stable avec 52 neutrons
93Zr{syn.}
trace
1,53 Maβ-0,09193Nb
94Zr17,38 %stable avec 54 neutrons
95Zr{syn.}64,02 jβ-0,3695Nb
96Zr2,80 %>20×1018 a-3,35096Mo
Propriétés physiques du corps simple
État ordinaire solide
Masse volumique 6,52 g·cm-3 (20 °C)[1]
Système cristallin Hexagonal compact
Dureté (Mohs) 5
Couleur Blanc argenté
Point de fusion 1 855 °C[1]
Point d’ébullition 4 409 °C[1]
Énergie de fusion 16,9 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation 573,2 kJ·mol-1[4]
Volume molaire 14,02×10-6 m3·mol-1
Pression de vapeur 1,68 mPa à 1 851,85 °C
Vitesse du son 3 800 m·s-1 à 20 °C
Chaleur massique 25,36 J·mol-1·K-1 (25 °C)
Conductivité électrique 2,36×106 S·m-1
Conductivité thermique 22,7 W·m-1·K-1
Divers
No CAS 7440-67-7[5]
No ECHA 100.028.342
No CE 231-176-9
Précautions
SGH[6],[7],[8]
État pulvérulent (pyrophorique) :
SGH02 : Inflammable
Danger
H250, H251, H260, P222, P223, P231, P232, P235, P370, P378, P410 et P422
SIMDUT[9]

Produit non contrôlé
Transport[7]
-
   2008 1358   

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le zirconium est l'élément chimique de numéro atomique 40, de symbole Zr.

Il a été découvert par Martin Heinrich Klaproth à Berlin, qui l'a extrait du zircon en 1789 sous forme d'oxyde. Mais ce n'est qu'en 1824, que Jöns Jacob Berzelius l'a isolé sous forme de métal à Stockholm, en Suède. En 1999 est trouvé en Australie un fin morceau de cristal de zircon de 4,4 milliards d'années d'âge : hormis certains fragments de météorites, c'est le plus vieil objet terrestre connu[10].

C'est un métal de transition appartenant, avec le titane et l'hafnium, à la colonne IVb de la classification périodique des éléments.

Il est trois fois plus abondant que le cuivre dans la croûte terrestre, dont il compose 0,0165 % jusqu'à une profondeur de 16 km[11] (principalement sous forme de zircon ZrSiO4 et de zircone appelé aussi zirconia ou baddeleyite (en) ou dioxyde de zirconium ZrO2).

  1. a b c et d (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, , 90e éd., 2804 p., Relié (ISBN 978-1-420-09084-0)
  2. (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, « Covalent radii revisited », Dalton Transactions,‎ , p. 2832 - 2838 (DOI 10.1039/b801115j)
  3. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, TF-CRC, , 87e éd. (ISBN 0849304873), p. 10-202
  4. « Zirconium, elemental » dans la base de données Hazardous Substances Data Bank, consulté le 1 mai 2010
  5. Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
  6. Numéro index 040-001-00-3 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
  7. a et b Entrée « Zirconium powder (pyrophoric) » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais) (JavaScript nécessaire)
  8. SIGMA-ALDRICH
  9. « Zirconium » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
  10. D'après [1]
  11. Philippe Bihouix et Benoît de Guillebon, Quel futur pour les métaux ? Raréfaction de métaux : un nouveau défi pour la société, EDP Sciences, p. 203

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