El zirconio o circonio es un elemento químico que forma parte de la serie química de los metales de transición. En la tabla periódica se encuentra entre el itrio y el niobio. Posee una masa atómica de 91,224, es representado por el símbolo Zr y su número atómico es el 40.
El zirconio es un metal de color blanco grisáceo y brillante, duro y resistente a la corrosión.
Superficialmente es muy parecido al acero, siendo más ligero que esta aleación del hierro.
Pertenece al grupo 3 de la tabla periódica, tiene período 5 y forma parte del bloque-d.
Su dureza se asemeja a la del cobre.
Es un metal resistente a la corrosión.
Químicamente es muy similar al hafnio y, en menor medida, al titanio.
El zirconio en polvo es altamente inflamable, pero en estado plenamente sólidoes menos propenso a entrar en ignición.
Al zirconio no se le conoce ningún rol biológico.
Existen 5 isótopos de zirconio que se originan en la naturaleza, siendo todos estables. El isótopo 90Zrrepresenta el 51,45% del zirconio hallado en la corteza terrestre. Por otra parte, se han sintetizado 28 isótopos artificiales del zirconio.
El zirconio es el 18° elemento más abundante en la corteza terrestre, encontrándose principalmente como componente del zircón (ZrSiO4) y engeneral en rocas silíceas intrusivas, como el granito. También se halla en los minerales baddeleyita, kosnarita, eudialita, entre otros.
Su punto de fusión es 1855 °C y su punto de ebullición es 4371 °C.
Organolépticamente, es un metal duro, lustroso, de un color blanco plateado e inodoro.
A temperatura ambiente se encuentra en estado sólido.
Su densidad es de 6501 kg/m3.
Su dureza en la escala de Mohs es de 5.
Es un metal paramagnético.
El zirconio
es superconductor por debajo de los -272,6 °C
Sus aleaciones con zinc son magnéticas por debajo de los -238,75 °C. En especial, el ZrZn2exhibe superconductividad y ferromagnetismo al mismo tiempo.
Relativamente es un
buen conductor térmico.
Baja sección eficaz en la captura de neutrones.
Propiedades químicas
Posee los estados de oxidación -2, 0, +1, +2, +3 y +4.
En la práctica no es reactivo a temperatura ambiente, porque forma una capa de óxido en su superficie, que lo vuelve pasivo y le da su brillo característico.
No es un metal tóxico.
Reacciona con las bases acuosas. Al rojo vivo
reacciona con el oxígeno y el nitrógeno.
A presión elevada reacciona con el oxígeno a temperatura ambiente.
Resiste la corrosión de bases alcalinas, ácidos, agua salada y otros agentes corrosivos.
Se disuelve en ácido fluorhídrico, y en ácido hidroclórico y sulfúrico, sobre todo sí hay presencia de fluoruros.
Atómicamente, está conformado por 40 electrones, 52 neutrones y 40 protones.
Su nube electrónica oscila en 5 niveles energéticos.
El zirconio metálico se usa para producir aleaciones resistentes a entornos agresivos. La aleación zircalo y es usada en reactores nucleares. Incluso, también es usado como combustible nuclear en reactores TRIGA, al formar parte del hidruro de zirconio de uranio.
Zircaloy (Aleación de zirconio)
En la industria aeroespacial, el zirconio metálico y el óxido de zirconio se utilizan para fabricar vehículos de alta resistencia térmica. Además, componentes de motores de jets y de turbinas de gas estacionarias son recubiertos con capas cerámicas de zirconia (ZrO2) e itria (Y2O3).
Adicionalmente, el zirconio es usado en forma aleada con el níquel, con el zinc y con el niobio. Las aleaciones de zirconio-níquel son usadas en válvulas, bombas, tuberías e intercambiadores de calor.