鋯娘

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自從看了元素娘，麻麻再也不用擔心我的化學成績啦～
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敬請注意，您已經來到了過渡金屬盟約同盟。請在注意自身安全的情況下，盡情享受由使魔們打造的多彩世界。

1. 請不要害怕那些擁有堅硬的鋼灰色外表的元素，我們擁有的是溫暖的心靈。^{(註)過渡金屬多為硬度、密度、熔沸點較高的金屬元素，但其中有很多是生命必須微量元素。}
2. 過渡金屬娘們注重召喚使魔的魔法，不同階級的使魔常常能帶來不同的色彩。^{(註)很多過渡金屬有多個價態，並且其中的一些元素的離子顏色豐富。}
3. 請注意，勿接近工廠廠區，以免造成不必要的傷害。^{(註)過渡金屬娘中的很多位的主要用途都是製造工業、軍事領域使用的特種合金。}

祝您遊覽愉快！

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畫師Martin創作的一位鋯娘
基本資料
本名	鋯 Zirconium 澤控妮
暱稱（化學符號）	Zr
身高（原子半徑）	160 pm（原子半徑） 175±7 pm（共價半徑）
體重（原子量）	91.224(2)
熔點	1855 ℃（2128 K）
沸點	4377 ℃（4650 K）
密度	6.52 g/cm3（室溫）
化合價	常見有0、+2、+3、+4
行動力（電負性）	1.33（鮑林標度）
姐妹們（同位素）	5種天然同位素 （按豐度遞減） 90Zr,94Zr,92Zr,91Zr,96Zr 28種人工同位素
相關人士（元素）	鉿娘、鈦娘、鈮娘、釔娘

鋯娘（Zirconium）是第4族（IVB族）的常見過渡元素，位於元素週期表的第5週期，原子序數為40，是家族的二姐。
Zr：「看上去閃閃亮亮的呢(*￣︶￣)」

條目使用的配圖形象來自於日本畫師Martin創作的一位鋯娘。

名字和發現史

鋯娘的名字來自德文的「鋯石」（Zirkon），詞源則可以追溯到波斯文的「如金子(金光)般」（زرگون‎ / Zargun）。

鋯娘是被普魯士化學家、著名的元素娘獵手馬丁·H·克拉普羅特在1787年發現的，鋯娘也是克拉普羅特最早攻略確認發現的元素娘。

家族和元素性質

鋯娘屬於第4族過渡元素娘。家族情況如下：

1. 大姐 鈦娘Ti
2. 二姐 鋯娘Zr
3. 三妹 鉿娘Hf
4. 四妹 鑪娘Rf掛了

鋯娘和三妹鉿娘身形（原子半徑）幾乎一樣，性格（化學性質）極為相似，常常難以區分，只能通過離子交換、溶劑萃取或者氟化後利用氟化物溶解度的差別才能區分。

鋯娘和家族其他成員一樣，最穩定的氧化態是+4。但和愛4、6配位的大姐鈦娘不同，鋯娘和鉿娘喜歡更多的7、8配位。花心的二姐

鋯娘主要以矽酸鹽礦物的形式居住在我們的星球，外星球的岩石中也有鋯娘的身影。

單質和化合物

單質鋯娘

獨處的單質鋯娘強烈抗腐蝕，在常溫下會在表面形成緻密氧化膜，而高溫下就表現得相當活潑：

與常見無機酸的反應也需要更加苛性的條件：

$$\ce{2Zr + 6HCl(conc.) ->[\triangle] 2ZrCl3 + H2^}$$

$$\ce{2Zr + 6HF(conc.) ->[\triangle] H2[ZrF6] + 2H2^}$$

$$\ce{3Zr + 4HNO3 + 18HF -> 3H2[ZrF6] + 4NO ^ + 8H2O}$$

自然界中幾乎找不見獨居的鋯娘，主要是因為鋯娘與水娘容易作用。

介紹一些鋯娘的重要化合物（使魔）：

二氧化鋯娘

雖然也是兩性化合物，但二氧化鋯（ZrO₂·nH₂O）比起同族且同為兩性化合物的二氧化鈦來說更偏鹼性。單質的鋯娘在鹼中就能生成ZrO₃^2-和ZrO₄^4-，再水解後沉澱出來。

$$\ce{Na2ZrO3 + 3H2O -> 2NaOH + Zr(OH)4 v}$$

人工合成的立方和正方的二氧化鋯（ZrO₂）晶體，是一種外貌酷似鑽石娘的人造寶石娘，也稱為「蘇聯石」Хорошо！

鹵化鋯娘

鹵化鋯娘（ZrX₄）是一類鋯娘使魔的總稱。

可以通過二氧化鋯來製備：

$$\ce{ZrO2 + 2NH4HF2 ->[\triangle] ZrF4 + 2NH3 ^ + 2H2O}$$

$$\ce{ZrO2 + 2Cl2 + 2C ->[\triangle] ZrCl4 + 2CO}$$

但鹵化鋯十分容易水解，可以利用這一反應製備煙幕：

$$\ce{ZrCl4 + 9H2O ->[\triangle] ZrOCl2·8H2O +2HCl ->[H2O] ZrO2·nH2O v}$$

氟鋯酸鹽娘

還有一類很有實際用途的化合物，就是四價鋯娘Zr(IV)的配合物：氟鋯酸鹽，特別是氟鋯酸鉀（K₂[ZrF₆]），是一種熱水可溶、冷水不溶的物質，主要從鋯英石（ZrSiO₄）中製備：

$$\ce{ZrSiO4 + K2SiF6 ->[700^\circ C] K2[ZrF6] + 2SiO2}$$

性格與工作

傳統對鋯娘的研究，屬於金屬、無機和配位化學家的工作範疇。

在金屬有機化學領域，有機鋯化學研究的主要對象有使用鹵化鋯為高效引發劑的齊格勒-納塔反應、施瓦茨試劑（即氫氯二茂鋯：(C₅H₅)₂ZrHCl）及相關研究。

在地球化學領域，鋯石是大型離子探針U-Pb定年技術應用最早、最廣和最成熟甚至已經做爛了的礦物，有人也專門稱之為地質定年的「鋯石學」研究。

核反應堆燃料的包殼消耗了大約 1% 的鋯供應，主要以鋯合金的形式存在。這些合金具有較強的耐腐蝕（推倒）性。

鋯合金的一個缺點是會與水反應，產生氫氣，導致燃料棒包殼溶解：

$$\ce{Zr + 2H2O -> ZrO2 + 2H2}$$

該反應在 100 °C 以下非常緩慢，但在 900 °C 以上水解迅速。在2011年3月11日地震和海嘯災難導致反應堆冷卻中斷後，福島一號核電站的1號、2號和3號反應堆發生了這種反應，導致了福島一號核事故。氫氣與大氣中的氧氣混合併發生爆炸，嚴重損壞了裝置。