|
|
Hf - ГАФНИЙ -
Hf
Характеристика химического
элемента
4 группа, побочная подгруппа,6 период, электронная конфигурация внешнего
уровня 4f145d26s2 степень окисления +3
+4
История открытия
В 1911 г. французский химик Ж. Урбен объявил об открытии нового
элемента, названного им кельтием. В действительности он получил смесь,
состоящую из иттербия и лютеция и небольшого количества гафния. И только
после того, как Н. Бор на основании квантовомеханических расчётов
показал, что последним редкоземельным элементом является элемент с
номером 71, стало ясно, что гафний — аналог циркония.
Характеристика простого
вещества
Физические свойства
Гафний обладает высоким сечением захвата тепловых нейтронов,гафний в два
раза тяжелее циркония,плавится при более высокой температуре (22300) чем
цирконий.
Химические свойства
Гафний, как и тантал, достаточно инертный материал из-за образования
тонкой пассивной плёнки оксидов на поверхности. В целом, химическая
стойкость гафния гораздо больше, чем у его аналога — циркония.
Лучшим растворителем гафния является фтороводородная кислота (HF), или
смесь фтороводородной и азотной кислот, а также царская водка.
При высоких температурах (свыше 1000 К) гафний окисляется на воздухе, а
в кислороде сгорает. Реагирует с галогенами. По стойкости к кислотам
подобен стеклу. Также как и цирконий, обладает гидрофобными свойствами
(не смачивается водой).
В природе
Основные гафнийсодержащие минералы представлены лопаритом, бадделеитом
цирконом, , редкометалльными щелочными гранитами.
Применение
Гафний отличает сравнительно низкая работа выхода электрона (3,53 эВ), и
поэтому он применяется для изготовления катодов мощных радиоламп и
электронных пушек.
В атомной технике используется способность гафния к захвату нейтронов, и
его применение в атомной промышленности — это производство регулирующих
стержней, специальной керамики и стекла
Сплавы тантал-вольфрам-гафний являются лучшими сплавами для подачи
топлива в газофазных ядерных ракетных двигателях.
Сплавы титана, легированные гафнием, применяются в судостроении
(производство деталей судовых двигателей)
Гафний используется для производства высококачественных многослойных
рентгеновских зеркал
Получение
Ввиду отсутствия у гафния собственных минералов и постоянного сопутствия
его цирконию, его получение производят путем переработки циркониевых руд
(где он содержится в виде примеси 2,5 % от веса циркония). В мире в год
в среднем добывается около 70 тонн гафния, и объёмы его добычи
пропорциональны объёмам добычи циркония. Интересна особенность
скандиевого минерала — тортвейтита: в нём содержится гафния в процентном
отношении гораздо больше, чем циркония, и это обстоятельство очень важно
при переработке тортвейтита на скандий и концентрировании гафния из
него.
|
|
Вещества
География
|