ジルコニウムのソースを表示

{{Elementbox
|name=zirconium
|japanese name=ジルコニウム
|pronounce={{IPAc-en|z|ər|ˈ|k|oʊ|n|i|əm}} {{respell|zər|KOH|ni-əm}}
|number=40
|symbol=Zr
|left=[[イットリウム]]
|right=[[ニオブ]]
|above=[[チタン|Ti]]
|below=[[ハフニウム|Hf]]
|series=遷移金属
|group=4
|period=5
|block=d
|image name=Zirconium_crystal_bar_and_1cm3_cube.jpg
|appearance=銀白色
|atomic mass=91.224
|electron configuration=&#91;[[クリプトン|Kr]]&#93; 5s<sup>2</sup> 4d<sup>2</sup>
|electrons per shell=2, 8, 18, 10, 2
|phase=固体
|density gpcm3nrt=6.52
|density gpcm3mp=5.8
|melting point K=2128
|melting point C=1855
|melting point F=3371
|boiling point K=4682
|boiling point C=4409
|boiling point F=7968
|heat fusion=14
|heat vaporization=573
|heat capacity=25.36
|vapor pressure 1=2639
|vapor pressure 10=2891
|vapor pressure 100=3197
|vapor pressure 1 k=3575
|vapor pressure 10 k=4053
|vapor pressure 100 k=4678
|vapor pressure comment=
|crystal structure=hexagonal close-packed
|japanese crystal structure=[[六方最密充填]]
|oxidation states='''4''', 3, 2, 1,<ref>{{Cite web|url=http://openmopac.net/data_normal/zirconium(i)%20fluoride_jmol.html|title=Zirconium: zirconium(I) fluoride compound data|accessdate=2007-12-10|publisher=OpenMOPAC.net|url-status=dead|url-status-date=2017-05-06}}</ref><br />（両性酸化物）
|electronegativity=1.33
|number of ionization energies=3
|1st ionization energy=640.1
|2nd ionization energy=1270
|3rd ionization energy=2218
|atomic radius=160
|covalent radius=175±7
|magnetic ordering=[[常磁性]]<ref name=magnet>[http://www.e-fizika.si/magnetism/MagSusceptibilities.pdf Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds]{{リンク切れ|date=2017年5月}}, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.</ref>
|electrical resistivity at 20=421 n
|thermal conductivity=22.6
|thermal expansion at 25=5.7
|speed of sound rod at 20=3800
|Young's modulus=88
|Bulk modulus=91.1
|Shear modulus=33
|Poisson ratio=0.34
|Mohs hardness=5.0
|Vickers hardness=903
|Brinell hardness=650
|CAS number=7440-67-7
|isotopes=
{{Elementbox_isotopes_decay2 | mn=[[ジルコニウム88|88]] | sym=Zr
 | na=[[人工放射性同位体|syn]] | hl=[[1 E6 s|83.4 d]]
 | dm1=[[電子捕獲|ε]] | de1=- | pn1=[[イットリウム88|88]] | ps1=[[イットリウム|Y]]
 | dm2=[[ガンマ崩壊|γ]] | de2=0.392 | pn2= | ps2=-}}
{{Elementbox_isotopes_decay3 | mn=[[ジルコニウム89|89]] | sym=Zr
 | na=[[人工放射性同位体|syn]] | hl=[[1 E5 s|78.4 h]]
 | dm1=[[電子捕獲|ε]] | de1=- | pn1=[[イットリウム89|89]] | ps1=[[イットリウム|Y]]
 | dm2=[[陽電子放出|β<sup>+</sup>]] | de2=0.902 | pn2=[[イットリウム89|89]] | ps2=[[イットリウム|Y]]
 | dm3=[[ガンマ崩壊|γ]] | de3=0.909 | pn3= | ps3=-}}
{{Elementbox_isotopes_stable | mn=[[ジルコニウム90|90]] | sym=Zr | na=51.45% | n=50}}
{{Elementbox_isotopes_stable | mn=[[ジルコニウム91|91]] | sym=Zr | na=11.22% | n=51}}
{{Elementbox_isotopes_stable | mn=[[ジルコニウム92|92]] | sym=Zr | na=17.15% | n=52}}
{{Elementbox_isotopes_decay | mn=[[ジルコニウム93|93]] | sym=Zr
 | na=[[微量放射性同位体|trace]] | hl=[[1 E13 s|1.53×10<sup>6</sup> y]]
 | dm=[[ベータ崩壊|β<sup>-</sup>]] | de=0.060 | pn=[[ニオブ93|93]] | ps=[[ニオブ|Nb]]}}
{{Elementbox_isotopes_decay | mn=[[ジルコニウム94|94]] | sym=Zr
 | na=17.38% | hl=[[1 E24 s|> 1.1×10<sup>17</sup> y]]
 | dm=[[二重ベータ崩壊|β<sup>-</sup>β<sup>-</sup>]] | de=1.144 | pn=[[モリブデン94|94]] | ps=[[モリブデン|Mo]]}}
{{Elementbox_isotopes_decay | mn=[[ジルコニウム96|96]] | sym=Zr
 | na=2.8% | hl=[[1 E26 s|2.0×10<sup>19</sup> y]]<ref>{{cite web| last = Pritychenko| first = Boris| coauthors = V. Tretyak| title = Adopted Double Beta Decay Data| publisher = National Nuclear Data Center| url = http://www.nndc.bnl.gov/bbdecay/list.html| accessdate = 2008-02-11}}</ref>
 | dm=[[二重ベータ崩壊|β<sup>-</sup>β<sup>-</sup>]] | de=3.348 | pn=[[モリブデン96|96]] | ps=[[モリブデン|Mo]]}}
|isotopes comment=
}}
'''ジルコニウム'''（{{lang-la|zirconium}}<ref>http://www.encyclo.co.uk/webster/Z/4 http://www.encyclo.co.uk/meaning-of-zirconium</ref> {{IPA-la|zɪrˈkoː.ni.ʊ̃ˑ}} ズィルコーニウム、{{IPA-en|zɜːɹˈkoʊniəm}}）は、[[原子番号]]40の[[元素]]。[[元素記号]]は '''Zr'''。[[チタン族元素]]の1つ、[[遷移金属]]でもある。常温で安定な結晶構造は、[[六方最密充填構造]] (HCP) のα型。862 ℃以上で[[体心立方構造]] (BCC) のβ型へ転移する。比重は6.5、[[融点]]は1852 ℃。銀白色の[[金属]]で、常温で[[酸]]、[[アルカリ]]に対して安定。耐食性があり、空気中では酸化被膜ができ内部が侵されにくくなる。高温では、[[酸素]]、[[窒素]]、[[水素]]、[[ハロゲン]]などと反応して、多様な化合物を形成する。

== 名称 ==
元素名は、宝石の[[ジルコン]]（[[アラビア語]]で金色を表す ''zarqun''）が語源<ref name="zir">{{Cite |和書 |author =[[桜井弘]]|title = 元素111の新知識|date = 1998|pages = 200|publisher = [[講談社]]|isbn=4-06-257192-7 |ref = harv }}</ref>。

== 用途 ==
=== 原子力 ===
ジルコニウムは金属の中で[[熱中性子]]の[[反応断面積|吸収断面積]]が最小のため、[[ジルカロイ]]と呼ばれるジルコニウム合金が[[原子炉]]の[[燃料棒]]の被覆材料（[[燃料被覆管]]）や[[沸騰水型原子炉]]用[[燃料集合体]]のチャンネルボックスの材料として利用される。[[燃料被覆管]]を形成する際には、原子炉に入れたときにα相（稠密六方格子）の底面に水素化物が析出しやすく、それが原因で被覆管が破損する可能性があるため、ロールダイスにより管を回転往復させながら圧延するピルガー式圧延法を用いる。沸騰水型軽水炉ではα領域内の高温 (580 ℃) で最終[[焼きなまし|真空中で焼鈍]]した再結晶材を使用し、加圧水型軽水炉では再結晶が生じていない450 ℃程度真空中で[[焼鈍]]を行った歪み取り[[焼鈍]]材を使用する。

=== セラミックス ===
[[ジルコニア|二酸化ジルコニウム]]は、白色顔料などに使われている他、[[圧電素子]]、[[コンデンサ|コンデンサー]]、[[ガラス]]、[[歯冠継続歯|差し歯]]や歯の[[ブリッジ (歯科)|ブリッジ]]、[[ボールベアリング]]、セラミックの刃物など、あるいは[[陽極酸化]]によって発色する特性を活かして宝飾品などに使われている。

== 歴史 ==
[[1798年]]、[[マルティン・ハインリヒ・クラプロート]]がジルコンから発見<ref name="zir" />。[[1824年]]に[[イェンス・ベルセリウス]]により、フッ化カリウムジルコニウム（正確には{{仮リンク|ヘキサフルオロジルコニウム酸カリウム|en|Potassium hexafluorozirconate}}）を[[カリウム]]で還元することによって初めて金属分離された<ref name="zir" />。
[[1944年]]、[[福島県]][[塙町]]真名畑鉱山でジルコニウムの鉱脈が初めて発見される。[[第二次世界大戦]]中のことでもあり、国内で希元素が確保されたという点で話題となった<ref>希元素の鉱脈、発見される 昭和19年1月13日 毎日新聞（東京）『昭和ニュース辞典第8巻 昭和17年/昭和20年』p714 毎日コミュニケーションズ刊 1994年</ref>。

== ジルコニウムの化合物 ==
* [[ジルコン]] ({{chem|ZrSiO|4}})
* [[ジルコニア|二酸化ジルコニウム]] (ZrO<sub>2</sub>) - 白色顔料、皮膚炎の治療薬の原料、模造ダイヤ（キュービックジルコニア）
* {{仮リンク|タングステン酸ジルコニウム(IV)|en|Zirconium tungstate}} (Zr(WO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>) - 負の[[熱膨張率]]を示す物質
* [[塩化ジルコニウム(III)]] ({{chem|ZrCl|3}}) - [[反磁性]]物質
* [[塩化ジルコニウム(IV)]] ({{chem|ZrCl|4}}) - 種々のジルコニウム[[錯体]]合成の出発物質
* [[チタン酸ジルコン酸鉛]] ({{chem|Pb(Zr<sub>x</sub>, Ti<sub>1-x</sub>)O|3}}) - 強誘電性を利用した電子部品

=== 酸化反応 ===
高温での酸化反応、および陽極酸化反応は次式で表される。
: <chem>Zr + 2H2O -> ZrO2 + 2H2</chem>

== 同位体 ==
{{See|ジルコニウムの同位体}}

== 国別の産出量ランキング ==
2011年における国別の産出量は以下の通りである(2011)<ref>地理　統計要覧　2014年版　ISBN 9784817603821 P,96</ref>。
{| class="wikitable"
|-
!順位
!国
!ジルコニウム鉱の産出量(千トン)
!全世界での割合(%)
|-
|1
|[[オーストラリア]]
|762.0
|47.0
|-
|2
|[[南アフリカ共和国]]
|383.0
|23.6
|-
|3
|[[中華人民共和国]]
|150.0
|9.3
|-
|4
|[[インドネシア]]
|130.0
|8.0
|-
|5
|[[モザンビーク]]
|43.6
|2.7
|}

== 出典 ==
{{脚注ヘルプ}}
{{Reflist}}

== 外部リンク ==
* {{ICSC|1405}}

{{Commons|Zirconium}}

{{元素周期表}}
{{ジルコニウムの化合物}}
{{Normdaten}}

{{DEFAULTSORT:しるこにうむ}}
[[Category:ジルコニウム|*]]
[[Category:元素]]
[[Category:遷移金属]]
[[Category:第4族元素]]
[[Category:第5周期元素]]