第 40 號元素:鋯Zr · Zirconium

鋯ㄍㄠˋ(四聲)Zirconium

注音 ㄍㄠˋ(四聲)·音同「告」

主要分類(決定顏色) · 金屬性:金屬

鋯(Zirconium):鋯晶棒與 1 cm³ 鋯方塊
鋯晶棒與 1 cm³ 鋯方塊照片:Alchemist-hp (pse-mendelejew.de). · FAL · Wikimedia Commons
原子序
40
元素符號
Zr
標準原子量
91.222± 0.003
週期
5
族
4
區塊
d 區

電子排布

[Kr]4d25s2

原子結構與電子殼層分布

  1. K n=12
  2. L n=28
  3. M n=318
  4. N n=410
  5. O n=52

簡介

耐腐蝕且不易吸收中子的金屬,用於核反應爐燃料護套。二氧化鋯用於精密陶瓷與人造寶石。

第 3–12 族的 d 區金屬,常具多種氧化態與有色化合物。

元素科學故事 · 鋯(Zr)

核反應爐裡的金屬

已對照來源· 版本 2026-10-18

近 90% 用於核能工業並須幾乎不含鉿、耐腐蝕且不易吸收中子、鋯與鉿化學性質相似而難以分離、鋯石切磨如鑽石、二氧化鋯坩堝與高溫爐內襯、碳酸鋯治療毒漆藤(Jefferson Lab、LANL)、zargun 字源(CIAAW 寫阿拉伯文、LANL 寫波斯文,本文不寫語源國別)、1789 年 Klaproth 分析錫蘭鋯石、1824 年 Berzelius 製得不純鋯、1914 年製得純鋯(CIAAW、LANL),皆已對照 PubChem 收錄的 Los Alamos、Jefferson Lab 與 CIAAW 原文。

每年生產的鋯,將近 90% 用在核能工業:它很耐腐蝕,又不容易吸收中子,是核反應爐的理想材料。

像金子的寶石

鋯的名稱源自 zargun 一詞,意思是「像金子的」。1789 年,德國化學家 Martin Heinrich Klaproth 分析一塊來自錫蘭的鋯石,發現了這個新元素。1824 年,Jöns Jacob Berzelius 首次製得不純的鋯,純鋯則要到 1914 年才製成。

難分難捨的鉿

鋯和鉿的化學性質非常相似,鉿又總是混在鋯礦中,使得純鋯極難取得。核反應爐用的鋯,必須幾乎完全不含鉿。

從寶石到乳液

透明的鋯石可以切磨得像鑽石一樣,常用於珠寶。二氧化鋯耐得住極高溫,用來製作坩堝與高溫爐的內襯。碳酸鋯能與漆酚結合,被用在治療毒漆藤皮膚炎的乳液中。

延伸思考核反應爐裡的結構材料,為什麼最好「不容易吸收中子」?

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參考來源

  1. PubChem Element: Zirconium(收錄 Los Alamos National Laboratory、Jefferson Lab 與 CIAAW 的元素資料)已查閱 2026-10-18