锆和铪的主要物理性质
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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
锆和铪的主要物理性质
锆和铪同属化学元素周期表的第Ⅳ族和第二、第三过渡系。致密的金属锆
和铪为黑灰色，粉末为深灰色接近黑色。锆、铪的电子层结构与钛相似，电子
总数分别为40 和72，分别分布于5 个和6 个电子层。锆的外层电子结构为
4p24d25s2；铪的外层电子结构为5p24d26s2。锆、铪外层电子结构一样，再加
上铪的镧系收缩，因此它们的原子及离子半径几乎相同。锆、铪热中子吸收截
面分别为（0.18±0.02）×10－28m2/原子及115×10－28m2/原子，这是锆、铪十
分重要的特性。其同位素数长度及吸收截面见表1。表1 锆、铪同位素长度及
吸收截面ZrHf 名称同位素长度/%同位素吸收截面b/（10－28·m2）名称同位素
长度/%同位素吸收截面b/（10－28·m2）
Zr90Zr91Zr92Zr94Zr9651.511.217.117.42.80.1±0.071.5±0.150.25±0.080.25±0.040.1 ±0.1Hf174Hf176Hf177Hf178Hf179Hf1800.185.1518.3927.0813.7835.441500±1000 15±15380±3075±1065±1514±5 纯锆和纯铪具可塑性，可锻压、轧制成型材，拉
制成丝。其性能除受加工工艺和热处理的影响外，还与杂质含量特别是氧、
氮、氢和碳含量相关。锆和铪的基本物理性质见表2 所示。表2 锆、铪的基本
物理性质（一）项目锆铪原子序数4072 原子量91.22178.6 原子半径
/nm0.14520.1442 离子半径（4 价）/nm0.0740.075 价电子构型4d25s25d26s2 密
度/（kg·m－3）652013290 热中子捕获截面/㎡（0.18±0.02）×10－28（115±5）
×10－28 同素异态转变温度/℃8651760 晶格参数/nmα型密排六方晶系β型体心
立方晶系ɑ＝0.32312c＝0.51477ɑ＝0.3609ɑ＝0.31883c＝0.50422ɑ＝0.350 熔点/
℃1852±102222±10 沸点/℃35775400 熔化热/（kJ·kg－1）252122 蒸发热/ （kJ·kg－1）65243701 比热容/（J·（kg·K）－1）25～100℃1000～1500℃276473146 表2 锆、铪的基本物理性质（二）项目锆铪热导率/（W·（m－