El hafni: propietats d'aplicació i

El coneixement d'aquest article permetrà el lector a descobrir el que és hafni (element químic), l'ús és àmpliament utilitzat per l'home en moltes àrees de la seva activitat. I també s'han de considerar les propietats de la naturalesa química i física dels materials, mètodes de producció i la presència al planeta, seran considerades una breu història de la descoberta d'aquest element.

Quin és l'hafni

El hafni - un element químic de la taula periòdica. Emmagatzemat en el quart grup, el sisè període, el nombre atòmic és de setanta-dos. Es refereix a un tipus de substàncies simples, té una alta densitat i alt punt de fusió, color, metall blanc platejat. El hafni pot existir en dues modificacions. Sota la influència de temperatura d'uns 2.016 tipus Kelvin xarxa hexagonal, havent sofert canvis al·lotròpiques en una forma de xarxa cúbica centrada en el cos de l'estat, a temperatura ambient, té una xarxa cristal·lina de sistema hexagonal.

De la història de l'element d'obertura

El descobriment de l'element es va produir el 1923, va fer la seva DERD De Heshevi i Dirk Coster. Ells van ser capaços de predir la valència, i diverses característiques qualitatives de hafni basada en el raonament de Bohr, que, al seu torn, es va analitzar l'obra del francès Jean Urbena, que creia que havia descobert els celtes - un nou element. No obstant això, més tard es va descobrir que els celtes eren una barreja d'una petita quantitat de hafni amb luteci i iterbi.

Niels Bohr, estudiar el treball i l'ús en les seves activitats càlculs de mecànica quàntica va mostrar que el hafni és un anàleg de l'element al número 71 en pèl, és a dir, zirconi. De DERD Heshevi i Dirk Koster va dir sobre la recerca d'un nou element hafni, el nom de la ciutat en la qual es va fer el descobriment, després d'usar el mètode de raigs X, va analitzar repetidament els circons Noruega i Groenlàndia. El descobriment de les línies de difracció de raigs X de similitud ha permès als científics per anunciar el descobriment d'un nou element-cel x.

Els mètodes per preparar i reserves mundials

El hafni es troba en l'escorça terrestre, però no és amo del mineral, sinó perquè és la "companya" de zirconi. Nombre de Hf en els minerals del voltant del 2,5%, i la producció anual és de prop de setanta tones. El hafni - un material bastant car, la seva ubicació principal es concentra a Austràlia, Àfrica del Sud, EUA, Índia i Brasil. Lloc a la llista dels països en els llocs apropiats en el nombre de Hf presència al país. També val la pena esmentar que Rússia i Ucraïna tenen bastant grans reserves d'aquest metall, la quantitat principal dels quals es concentra en tsirkonome, caigudes i baddeleyita.

Descripció física

Part de les propietats físiques de hafni es va esmentar anteriorment. Aquests es poden afegir, que aquest metall, que es porta a una forma finament dividida, és gairebé negre. Fon a 2233 graus Celsius, d'ebullició comença als 4603 ^C. secció transversal de captura de neutrons tèrmics és molt alta tipus. Zirconio, hafni, al contrari, és el nivell de secció de tres ordres de magnitud més feble. Mentre captura Hf igual a 115 bars, en zirconi que només al voltant de 0,2 bar. El hafni té un nivell similar de capacitat de calor de germani (Ge) és anormal. pic calor específica és a 60-80 Kelvin. És impossible explicar qualsevol teoria relacionada amb la força de Hooke, que és causada per la incapacitat d'Einstein superposició de funcions per a proporcionar una corba amb un màxim.

propietats químiques

L'hafni té una resistència-x ical és molt més fort que el zirconi anàloga. propi metall té una força gran inèrcia, que s'associa amb una pel·lícula d'òxid de tipus passiu que està formada en l'hafni. Millor Hf es dissol en àcid fluorhídric, àcid fluorhídric, barreja d'àcid nítric i aigua règia. A altes temperatures, es crema en oxigen i aire lliure comença a oxidar-se. Pot unir-se al paràmetre x reacciona amb halògens. Té les propietats d'una naturalesa hidròfoba.

Compostos de di- tri- i tetravalent Hf

En aquest valor de valència element és variable i, d'acord amb diversos valors de la quantitat de possibles enllaços-x ing, hi ha diversos compostos de hafni importants amb altres substàncies.

hafni divalent dibromur té un color verd fosc. A una temperatura de 400 graus Celsius comença el procés de descomposició per formar el Hf i HfBr4. En la indústria es va extreure de desproporció HfBr3 en buit sota influència tèrmica.

Hf trivalent representat tribromuro (HfBr3) - la substància és negre i blau, força sòlid. Sota la influència de la temperatura de 400 graus Celsius comença a desproporcionada en dos components dibrombidy tetrabrombity i hafni. El mètode consisteix en l'obtenció de la recuperació HfBr4 per escalfament en hidrogen, opcionalment amb l'addició d'alumini.

Els compostos de hafni tetravalent es relaciona bastant gran nombre de compostos, és a dir, HfO2 - és diòxid i un hidròxid x fórmula XYZ Hf (OH) 4. Immediatament es tretrahlorid (HfCl4), tetrafluorur (HfF4), tetrayoduro (HfI4) i el ja esmentat hafni tetrabomid (HFBR), encara hi ha hidrogenofosfatos de hafni (Hf (HPO4) 2).

S'utilitza en la vida quotidiana i la comunicació amb la medicina

El hafni es troba en l'ús de les seves múltiples àrees d'activitat de la raça humana. Això es deu a una varietat de característiques de qualitat, propietats que el converteixen en un material de material indispensable en una varietat de sectors de la caça humana, militar i fins i tot la indústria nuclear.

Llavors, com s'utilitza hafni? L'ús en la medicina - és una de les moltes opcions, on es pot utilitzar les propietats del metall. Des carburs Hf d'alta resistència, pràcticament no estan subjectes a la corrosió, que poden ser utilitzats per a la fabricació d'articles de ganiveteria utilitzat pels metges i el seu ús en la fabricació d'un mirall de raigs X.

Element amb excel·lents propietats tant de naturalesa química i física - és hafni. L'ús a la llar és com a material en la fabricació de tubs de ràdio, ràdio i televisió. És àmpliament utilitzat en la indústria metal·lúrgica per tal d'impartir altres metalls millors propietats físic-tècnics i mecànics. aplicació de hafni també està en l'enginyeria x-cel, però poques vegades s'utilitza per la seva escassetat i els usos més importants.

L'ús de hafni a la nau militar

Com pot vostè utilitzar una hafni? L'ús d'armar - és una altra esfera de l'activitat humana, que no és completa sense aquest element. Els òxids, siliciurs, borurs i carburs de hafni són compostos altament refractaris, per aquesta raó, en naus militars es pot utilitzar com una capa protectora. És també extremadament sverhzharoprochnym que permet Hf i compostos per a la producció de parts destinades aeronaus i míssils ultraràpida, i naus espacials.

Des de 1998, es van fer intents per crear una "bomba de hafni", basat en l'isòmer 187m2Hf. No obstant això, com a resultat de la investigació i provant la idea era insostenible, que es deu a la manca d'oportunitats amb les tecnologies actuals per aconseguir l'alliberament de l'excés d'energia del nucli de la forma de l'isòmer.

Altres usos substància simple Hf

En l'energia nuclear, juntament amb les àrees abans esmentades, però un nombre encara més gran també està utilitzant hafni. Quan s'utilitza aquest metall? A causa de la seva capacitat de captura de neutrons de les barres de la IC són fetes per a la regulació del vidre i la ceràmica especialitzada.

En hafni relativament baixa funció de treball (3,53eV) i per aquesta raó es pot utilitzar en la producció de càtodes i de canons d'electrons. El doll dels motors nuclears de fase gasosa es pot trobar borurs i carburs de hafni, i més precisament en alguns dels elements estructurals.

El hafni fins i tot troba aplicació en la fabricació de generadors elèctrics de tipus incandescent i es troba sovint en els motors d'ions. Sobre la base d'HfO2 són dielèctrics que tenen una constant dielèctrica major nivell. En el futur es planeja reemplaçar tot l'òxid de silici habitual en la microelectrònica en òxid de HfO2. Aquest reemplaçament s'incrementarà l'índex d'elements de densitat en el xip.

En conclusió, podem dir que el hafni, l'ús del qual es porta a terme en una varietat de sectors de l'activitat humana, començant i acabant amb militars quotidiana i nuclear, és un element molt important. Aquesta és una demanda molt alta, i el metall en la naturalesa sempre està acompanyada de zirconi. La raresa i les seves característiques determinen les característiques de qualitat de cost relativament alt.