Zirconium
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| Général | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Nom, Symbole, Numéro | Zirconium, Zr, 40 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Série chimique | métaux de transition | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Groupe, Période, Bloc | 4, 5, d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masse volumique, Dureté | 6511 kg/m³, 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Couleur | Blanc argenté Image:Zr,40-thumb.jpg | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propriétés atomiques | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masse atomique | 91.224 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rayon atomique (calc) | 155 (206) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rayon de covalence | 148 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rayon de van der Waals | 0.160 nm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuration électronique | [Kr]4d25s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Électrons par niveau d'énergie | 2, 8, 18, 10, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| États d'oxydation (Oxyde) | 4 (Amphotère) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Structure cristalline | Hexagonal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propriétés physiques | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| État de la matière | solide | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Température de fusion | 2128 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Température de vaporisation | 4682 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume molaire | 14.02×10-6 m³/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Énergie de vaporisation | 58.2 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Énergie de fusion | 16.9 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pression de la vapeur | 0.00168 Pa à 2125 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Vélocité du son | 3800 m/s à 293.15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Divers | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Électronégativité | 1.33 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Capacité calorique spécifique | 0.27 J/(kg*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductivité électrique | 2.36 106/m ohm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductivité thermique | 22.7 W/(m*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1er Potentiel d'ionisation | 640.1 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2e Potentiel d'ionisation | 1270 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3e Potentiel d'ionisation | 2218 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4e Potentiel d'ionisation | 3313 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5e Potentiel d'ionisation | 7752 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 6e Potentiel d'ionisation | 9500 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotopes les plus stables | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Le zirconium est un élément chimique, de symbole Zr et de numéro atomique 40.
Son nom provient du persan zargûn ou de l'arabe de l'arabe zarkoen qui signifie « couleur de l'or » qui désignait le zircon, le minérai duquel il a été découvert par Martin Heinrich Klaproth en 1789 sous forme d'oxyde.
En 1824 Jöns Jacob Berzelius l'a isolé sous forme métal.
C'est un métal de transition appartenant, avec le titane et le hafnium, à la colonne IVa de la classification périodique des éléments.
Il est trois fois plus abondant que le cuivre dans la croûte terrestre, dont il compose 0,028% (principalement sous forme de zircon ZrSiO4 et de zircone ou dioxyde de zirconium Zr02.
Son principal minerai, le zircon ZrSiO4 se présente quelquefois sous forme d'une pierre préciseuse, la hyacinthe. La production mondiale est d'environ 7.000 tonnes par an.
Sommaire |
Utilisations
Enveloppe pour combustible fissile
Cette utilisation représente 90% de la production. Du fait de ses propriétés physico-chimiques (résistance à la corrosion, résistance à l'irradiation, grande pénétrabilité des neutrons lents, conservation des propriétés à haute température), ce métal est utilisé dans l'industrie nucléaire ou chimique, en alliages tel que le Zircaloy (avec de l'étain, du fer et du chrome).
Les crayons (cylindres) de combustible nucléaire utilisés dans les centrales à eau pressurisée sont en alliage de zirconium, épuré du Hafnium présent dans le minerai naturel à des concentrations situées entre 1 et 3% .
Revêtement réfractaire
Pour revêtir des parois de fours et de réacteurs (chimiques).
Faux diamant
L'oxyde de Zirconium sous forme hyacinthe ou zircon permet de fabriquer des imitations de diamant un peu moins éclatant mais tout aussi résistant. Il était déjà utilisé par les anciens égyptiens notamment pour des bijoux en forme du dieu scarabée, Khepri, symbole de la fertilité.
Sonde à oxygène
Les sondes de mesure de la teneur en oxygène associées aux catalyseurs des moteurs à essence sont à base d'oxyde de zirconium.
Autres
Il est également utilisé en tant que pigment, additif et réactif dans l'industrie métallurgique, de composant de supraconducteurs, dans des composés céramiques dont certains utilisées en orthopédie du fait de sa bonne tolérance par l'organisme humain.
Effets du zirconium sur la santé
Le zirconium et ses sels ont généralement une basse toxicité systémique.
Le zirconium 95 est un des radionucléides impliqué dans l'essai atmosphérique des armes nucléaires. Il est parmi les radionucléides longévitaux qui ont produit et continueront à produire un risque accru de cancers pour les décennies et les siècles à venir.
Effets du zirconium sur l'environnement
Le zirconium est peu susceptible de présenter un risque pour l'environnement.
