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Durchschnittliche Masse eines Atoms in atomaren Masseneinheiten (1 u ist 1/12 der Masse eines Kohlenstoff-12-Atoms). Berücksichtigt die natürliche Isotopenmischung des Elements.
Nummer der senkrechten Spalte, 1 bis 18 nach IUPAC-Zählung. Elemente einer Gruppe haben den gleichen Aufbau der äußeren Schale und daher ähnliche Eigenschaften. In Schulbüchern findet man auch die ältere Zählung in Haupt- und Nebengruppen.
Nummer der waagerechten Zeile. Entspricht meist der Zahl der Elektronenschalen des Atoms; Ausnahme ist Palladium mit vier Schalen in Periode 5.
Das Unterniveau (s, p, d oder f), das in der üblichen Reihenfolge zuletzt Elektronen erhält; danach teilt sich das Periodensystem in vier Blöcke. Einzelne Atome weichen ab: Lanthan steht am Anfang des f-Blocks, hat aber kein f-Elektron.
[Kr] 5s² 4d²
Wie die Elektronen auf die Unterniveaus verteilt sind. Die eckige Klammer steht für das vorherige Edelgas, die Hochzahl für die Zahl der Elektronen im Unterniveau.
2, 8, 18, 10, 2
Zahl der Elektronen auf jeder Schale, vom Kern nach außen.
1.855 °C (2.128 K)
Temperatur, bei der der Feststoff bei Normaldruck flüssig wird. Helium, Kohlenstoff und Arsen schmelzen bei Normaldruck nicht: Helium braucht etwa 25 atm, Kohlenstoff und Arsen gehen direkt in Dampf über.
4.409 °C (4.682 K)
Temperatur, bei der die Flüssigkeit bei Normaldruck siedet. Bei Kohlenstoff und Arsen die Temperatur, bei der der Feststoff direkt verdampft (Sublimation).
6,52 g/cm³
Masse eines Kubikzentimeters des Stoffes. Bei Gasen bei 0 °C und Normaldruck.
1,33 Pauling
Wie stark ein Atom in einer chemischen Bindung Elektronen an sich zieht. Auf der Pauling-Skala reicht sie von 0,79 bei Caesium bis 3,98 bei Fluor.
6,634 eV
Energie, die nötig ist, um das am schwächsten gebundene Elektron vom Atom zu entfernen. Je kleiner sie ist, desto leichter gibt das Element ein Elektron ab, was typisch für Metalle ist.
0,433 eV
Energie, die frei wird, wenn ein neutrales Atom ein Elektron aufnimmt. Am größten bei den Halogenen. Edelgase, Stickstoff und einige Metalle bilden kein stabiles negatives Ion.
175 pm
Halbe Länge einer kovalenten Einfachbindung zwischen zwei Atomen des Elements. Er gibt die Größe des Atoms in einem Molekül oder Kristall an: 76 pm bei Kohlenstoff, 132 pm bei Eisen.
+4
Ladungen, die das Atom in seinen Verbindungen hätte, wenn alle Bindungen ionisch wären; angegeben sind die wichtigsten.
Zirconium (Zr) ist ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 40. Das Element steht in Gruppe 4 und Periode 5 des Periodensystems, im d-Block. Es ist ein Übergangsmetall. Aggregatzustand bei Raumtemperatur: fest. Seine Standard-Atommasse beträgt 91,222.
Herkunft des Namens
Das Element ist nach dem Mineral Zirkon benannt, einem seit dem Altertum bekannten Edelstein, dessen Name auf zargun, „goldfarben“, zurückgeht. 1789 untersuchte Martin Heinrich Klaproth einen Zirkon und fand darin das Oxid eines neuen Elements. Jöns Jacob Berzelius gewann 1824 das unreine Metall, reines Zirconium aber erst 1914.
Wo kommt Zirconium vor?
Zirconium wird vor allem aus dem Mineral Zirkon gewonnen, einem Zirconiumsilicat. Seine Erze enthalten immer auch Hafnium, ein so ähnliches Element, dass sich beide nur sehr schwer trennen lassen.
Wofür wird Zirconium verwendet?
Zirconium fängt kaum Neutronen ein und korrodiert nicht; deshalb werden etwa 90 % des Metalls zu den Hüllrohren verarbeitet, die in Kernreaktoren den Uranbrennstoff umschließen. Zirconiumdioxid hält enorme Hitze aus und kleidet Öfen und Tiegel aus, und das Metall dient für Pumpen und Rohre in Chemieanlagen. Zirkon und künstlicher Zirkonia werden zu Schmucksteinen geschliffen, die wie Diamanten aussehen.
Wissenswertes
Zirconium für Reaktoren muss fast völlig von Hafnium befreit werden, denn Hafnium fängt im Gegensatz zu Zirconium Neutronen stark ein.