Número atómico 40 · Metal de transición
Circonio Zr
También conocido como: Zirconium
El circonio es un metal de transición blanco grisáceo con una resistencia a la corrosión sobresaliente. Como apenas absorbe neutrones, es el material principal de los tubos que contienen el combustible nuclear. Su óxido, la circona, se convierte en coronas dentales y cuchillos cerámicos, y el mineral circón sirve de reloj para los materiales más antiguos de la Tierra.
Propiedades principales
| Número atómico | 40 |
|---|---|
| Masa atómica | 91.222 (Masa atómica estándar abreviada CIAAW 2024) |
| Categoría | Metal de transición |
| Grupo | 4 |
| Período | 5 |
| Bloque | d |
| Estado (25 °C, 1 atm) | Sólido |
| Punto de fusión | 2128 K (1854.8 °C) |
| Punto de ebullición | 4682 K (4408.9 °C) |
| Densidad | 6.52 g/cm³ |
| Electronegatividad (Pauling) | 1.33 |
| Radio atómico (van der Waals) | 186 pm |
| Primera energía de ionización | 6.634 eV |
| Afinidad electrónica | 0.426 eV |
| Estados de oxidación | +4 |
| Descubrimiento | 1789 |
Configuración electrónica
- Abreviada
- [Kr]5s2 4d2
- Completa
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d2 5s2
- Electrones por capa
- 2 · 8 · 18 · 10 · 2
Diagrama de orbitales
Posición en la tabla
Descubrimiento
El circón se apreciaba como gema desde la Antigüedad, pero el elemento nuevo que ocultaba no se reconoció hasta 1789, cuando el químico alemán Martin Heinrich Klaproth analizó circón de Sri Lanka e identificó un óxido nuevo, la circona.
En 1824 Jöns Jacob Berzelius obtuvo circonio metálico impuro reduciendo un compuesto de circonio con potasio. El metal capta con facilidad oxígeno y nitrógeno, de modo que las muestras puras siguieron siendo esquivas durante un siglo.
En 1925 los científicos neerlandeses Anton Eduard van Arkel y Jan Hendrik de Boer produjeron circonio de alta pureza descomponiendo vapor de yoduro de circonio sobre un filamento caliente, el proceso de la «barra de cristal». Con el auge de la energía nuclear a mediados del siglo XX, el circonio se convirtió en un material estratégico.
Origen del nombre
El nombre deriva del mineral circón, palabra que suele remontarse al persa zargun, «de color dorado». El símbolo es Zr.
Usos principales
- Reactores nucleares: las aleaciones de circonio (Zircaloy) absorben muy pocos neutrones y resisten el agua caliente, por lo que son la vaina estándar de las barras de combustible. Antes hay que eliminar el hafnio, un elemento químicamente casi idéntico, porque el hafnio absorbe mucho los neutrones.
- Cerámica: la circona, tenaz y dura, se usa para coronas dentales, cuchillos cerámicos y piezas de prótesis articulares; la circonita cúbica es un conocido sustituto del diamante.
- Fundición y refractarios: la arena de circón soporta altas temperaturas en moldes de fundición y revestimientos de hornos, y da un blanco opaco a los esmaltes cerámicos de azulejos y sanitarios.
- Plantas químicas: el circonio resiste los ácidos fuertes y se usa en reactores y tuberías.
Isótopos
El circonio natural tiene cinco isótopos, el circonio-90, -91, -92, -94 y -96; el circonio-90 supone algo más de la mitad. El circonio-96 experimenta desintegración doble beta tan despacio que en la práctica es estable. El circonio-89, con una semivida de unas 78 horas, se une a anticuerpos para la investigación con imagen PET, y el circonio-93 es un producto de fisión de vida larga.
Cuando el circón cristaliza, incorpora uranio pero casi nada de plomo, lo que lo hace ideal para la datación uranio-plomo. Los granos de circón de Jack Hills, en Australia Occidental, se formaron hace unos 4.400 millones de años y son los fragmentos más antiguos conocidos de la corteza terrestre.
En la vida cotidiana
El circonio se extrae principalmente de arenas de playa junto con minerales de titanio. El metal tiene baja toxicidad y buena biocompatibilidad, y algunos antitranspirantes contienen compuestos de aluminio y circonio.
Sin embargo, el polvo fino de circonio se inflama fácilmente en el aire. A temperaturas muy altas el circonio también reacciona con el vapor de agua produciendo hidrógeno; esta reacción contribuyó a las explosiones de hidrógeno de la central nuclear de Fukushima Daiichi en 2011.
Datos curiosos
- La circonita cúbica brilla como el diamante gracias a su elevado índice de refracción.
- El circonio y el hafnio se parecen tanto químicamente que separarlos es notoriamente difícil.
- Indicios químicos en circones de 4.400 millones de años sugieren que ya existía agua líquida en la Tierra muy joven.
Mismo grupo (4)
Fuentes de datos · Propiedades: PubChem Periodic Table (datos públicos de NIH/NLM de EE. UU.) · Masas atómicas: masas atómicas estándar abreviadas CIAAW 2024 · Nombres: Wikidata (CC0); los nombres en coreano siguen a la Sociedad Química de Corea. Consultado el 2026-09-23.