El hafnio: propiedades de aplicación y

El conocimiento de este artículo permitirá al lector a descubrir lo que es hafnio (elemento químico), cuyo uso es ampliamente utilizado por el hombre en muchas áreas de su actividad. Y también deben considerarse las propiedades de la naturaleza química y física de los materiales, métodos de producción y la presencia en el planeta, serán consideradas una breve historia del descubrimiento de este elemento.

¿Cuál es el hafnio

El hafnio – un elemento químico de la tabla periódica. Almacenado en el cuarto grupo, el sexto período, el número atómico es de setenta y dos. Se refiere a un tipo de sustancias simples, tiene una alta densidad y alto punto de fusión, color, metal blanco plateado. El hafnio puede existir en dos modificaciones. Bajo la influencia de temperatura de alrededor de 2.016 tipo Kelvin red hexagonal, habiendo sufrido cambios alotrópicas en una forma de red cúbica centrada en el cuerpo del estado, a temperatura ambiente, tiene una red cristalina de sistema hexagonal.

De la historia del elemento de apertura

El descubrimiento del elemento se produjo en 1923, hizo su DERD De Heshevi y Dirk Coster. Ellos fueron capaces de predecir la valencia, y varias características cualitativas de hafnio basada en el razonamiento de Bohr, que, a su vez, se analizó la obra del francés Jean Urbena, que creía que había descubierto los celtas – un nuevo elemento. Sin embargo, más tarde se descubrió que los celtas eran una mezcla de una pequeña cantidad de hafnio con lutecio e iterbio.

Niels Bohr, estudiar el trabajo y el uso en sus actividades cálculos de mecánica cuántica mostró que el hafnio es un análogo del elemento en el número 71 en pEl, a saber, circonio. De DERD Heshevi y Dirk Koster dijo sobre la búsqueda de un nuevo elemento hafnio, el nombre de la ciudad en la que se hizo el descubrimiento, después de usar el método de rayos X, analizó repetidamente los circones Noruega y Groenlandia. El descubrimiento de las líneas de difracción de rayos X de similitud ha permitido a los científicos para anunciar el descubrimiento de un nuevo elemento-cielo x.

Los métodos para preparar y reservas mundiales

El hafnio se encuentra en la corteza terrestre, pero no es dueño del mineral, sino porque es la "compañera" de circonio. Número de Hf en los minerales de alrededor del 2,5%, y la producción anual es de alrededor de setenta toneladas. El hafnio – un material bastante caro, su ubicación principal se concentra en Australia, África del Sur, EE.UU., India y Brasil. Lugar a la lista de los países en los lugares apropiados en el número de Hf presencia en el país. También vale la pena mencionar que Rusia y Ucrania tienen bastante grandes reservas de este metal, la cantidad principal de los cuales se concentra en tsirkonome, caídas y baddeleyite.

Descripción física

Parte de las propiedades físicas de hafnio se mencionó anteriormente. Estos se pueden agregar, que este metal, que se lleva a una forma finamente dividida, es casi negro. Funde a 2233 grados Celsius, de ebullición comienza a los 4603 ^C. sección transversal de captura de neutrones térmicos es muy alta tipo. Zirconio, hafnio, al contrario, es el nivel de sección de tres órdenes de magnitud más débil. Mientras captura Hf igual a 115 bares, en circonio que sólo alrededor de 0,2 bar. El hafnio tiene un nivel similar de capacidad de calor de germanio (Ge) es anormal. pico calor específico es a 60-80 Kelvin. Es imposible explicar cualquier teoría relacionada con la fuerza de Hooke, que es causada por la incapacidad de Einstein superposición de funciones para proporcionar una curva con un máximo.

propiedades químicas

El hafnio tiene una resistencia-x ical es mucho más fuerte que el circonio análoga. propio metal tiene una bastante grande inercia, que se asocia con una película de óxido de tipo pasivo que está formada en el hafnio. Mejor Hf se disuelve en ácido fluorhídrico, ácido fluorhídrico, mezcla de ácido nítrico y agua regia. A altas temperaturas, se quema en oxígeno y aire libre comienza a oxidarse. Puede unirse al parámetro x reacciona con halógenos. Tiene las propiedades de una naturaleza hidrófoba.

Compuestos de di- tri- y tetravalente Hf

En este valor de valencia elemento es variable y, de acuerdo con varios valores de la cantidad de posibles enlaces-x ing, hay varios compuestos de hafnio importantes con otras sustancias.

hafnio divalente dibromuro tiene un color verde oscuro. A una temperatura de 400 grados Celsius comienza el proceso de descomposición para formar el Hf y HfBr4. En la industria se extrajo de desproporción HfBr3 en vacío bajo influencia térmica.

Hf trivalente representado tribromuro (HfBr3) – la sustancia es negro y azul, bastante sólido. Bajo la influencia de la temperatura de 400 grados Celsius comienza a desproporcionada en dos componentes dibrombidy tetrabrombity y hafnio. El método consiste en la obtención de la recuperación HfBr4 por calentamiento en hidrógeno, opcionalmente con la adición de aluminio.

Los compuestos de hafnio tetravalente se relaciona bastante gran número de compuestos, a saber, HfO2 – es dióxido y un hidróxido x fórmula XYZ Hf (OH) 4. Inmediatamente se tretrahlorid (HfCl4), tetrafluoruro (HfF4), tetrayoduro (HfI4) y el ya mencionado hafnio tetrabomid (HFBR), todavía hay hidrogenofosfatos de hafnio (Hf (HPO4) 2).

Se utiliza en la vida cotidiana y la comunicación con la medicina

El hafnio se encuentra en el uso de sus múltiples áreas de actividad de la raza humana. Esto se debe a una variedad de características de calidad, propiedades que lo convierten en un material de material indispensable en una variedad de sectores de la caza humana, militar e incluso la industria nuclear.

Entonces, ¿cómo se utiliza hafnio? El uso en la medicina – es una de las muchas opciones, donde se puede utilizar las propiedades del metal. Desde carburos Hf de alta resistencia, prácticamente no están sujetas a la corrosión, que pueden ser utilizados para la fabricación de artículos de cuchillería utilizado por los médicos y su uso en la fabricación de un espejo de rayos X.

Elemento con excelentes propiedades tanto de naturaleza química y física – es hafnio. El uso en el hogar es como material en la fabricación de tubos de radio, radio y televisión. Es ampliamente utilizado en la industria metalúrgica con el fin de impartir otros metales mejores propiedades físico-técnicos y mecánicos. aplicación de hafnio también está en la ingeniería x-cielo, pero rara vez se utiliza debido a su escasez y los usos más importantes.

El uso de hafnio en la nave militar

¿Cómo puede usted utilizar una hafnio? El uso de armar – es otra esfera de la actividad humana, que no es completa sin este elemento. Los óxidos, siliciuros, boruros y carburos de hafnio son compuestos altamente refractarios, por esta razón, en naves militares se puede utilizar como una capa protectora. Es también extremadamente sverhzharoprochnym que permite Hf y compuestos para la producción de partes destinadas aeronaves y misiles ultrarrápida, y naves espaciales.

Desde 1998, se hicieron intentos para crear una "bomba de hafnio", basado en el isómero 187m2Hf. Sin embargo, como resultado de la investigación y probando la idea era insostenible, que se debe a la falta de oportunidades con las tecnologías actuales para lograr la liberación del exceso de energía del núcleo de la forma del isómero.

Otros usos sustancia simple Hf

En la energía nuclear, junto con las áreas antes mencionadas, pero un número aún mayor también está usando hafnio. Cuando se utiliza este metal? Debido a su capacidad de captura de neutrones de las barras de la IC son hechas para la regulación del vidrio y la cerámica especializada.

En hafnio relativamente baja función de trabajo (3,53eV) y por esta razón se puede utilizar en la producción de cátodos y de cañones de electrones. El chorro de los motores nucleares de fase gaseosa se puede encontrar boruros y carburos de hafnio, y más precisamente en algunos de los elementos estructurales.

El hafnio incluso encuentra aplicación en la fabricación de generadores eléctricos de tipo incandescente y se encuentra a menudo en los motores de iones. Sobre la base de HfO2 son dieléctricos que tienen una constante dieléctrica mayor nivel. En el futuro se planea reemplazar todo el óxido de silicio habitual en la microelectrónica en óxido de HfO2. Este reemplazo se incrementará el índice de elementos de densidad en el chip.

En conclusión, podemos decir que el hafnio, el uso del cual se lleva a cabo en una variedad de sectores de la actividad humana, comenzando y terminando con militares cotidiana y nuclear, es un elemento muy importante. Esta es una demanda muy alta, y el metal en la naturaleza siempre está acompañada de circonio. La rareza y sus características determinan las características de calidad de costo relativamente alto.