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Háfnio: aplicação e propriedades

Familiaridade com este artigo vai permitir que o leitor a descobrir o que é háfnio (elemento químico), cuja utilização é amplamente utilizado pelo homem em muitas áreas da sua actividade. E também ser consideradas propriedades da natureza química e física dos materiais, métodos de produção e a presença no planeta, será considerada uma breve história da descoberta deste elemento.

O que é háfnio

Háfnio – um elemento químico na tabela periódica. Armazenado no quarto grupo, o sexto período, o número atómico é setenta e dois. Refere-se a um tipo de substâncias simples, tem alta densidade e alto ponto de fusão, de cor, de metal prateado-branco. O háfnio pode existir em duas modificações. Sob a influência da temperatura de cerca de 2016 Kelvin tipo rede hexagonal, tendo sofrido alterações alotrópicas, numa forma de rede cúbica estado corpo centrado, à temperatura ambiente, tem uma estrutura de cristal do sistema hexagonal.

A partir da história de abertura do elemento

A descoberta do elemento ocorreu em 1923, fez sua DERD De Heshevi e Dirk Coster. Eles foram capazes de prever a valência, e várias características qualitativas de háfnio com base no raciocínio de Bohr, que, por sua vez, analisou a obra do francês Jean Urbena, que acreditava que ele havia descoberto os celtas – um novo elemento. No entanto, mais tarde verificou-se que os celtas eram uma mistura de uma pequena quantidade de háfnio com lutécio e itérbio.

Niels Bohr, estudar o trabalho e usando as suas actividades em cálculos de mecânica quântica mostrou que háfnio é um análogo do elemento com o número 71 em pO, nomeadamente zircónio. DERD De Heshevi e Dirk Koster disse sobre encontrar um novo elemento de háfnio, o nome da cidade em que a descoberta foi feita, depois de usar método de raios-X, repetidamente analisados os zircões Noruega e da Groenlândia. A descoberta de raios-X linhas de difração de similaridade permitiu aos cientistas anunciar a descoberta de um novo elemento sky-x.

Os métodos para preparar e reservas mundiais

Háfnio está na crosta terrestre, mas não possui o mineral, mas porque é o "companheiro" de zircônio. Número de HF em minérios de cerca de 2,5%, e a produção anual é de cerca de setenta toneladas. Háfnio – um material bastante caro, a sua localização principal está concentrada na Austrália, África do Sul, EUA, Índia e Brasil. Localização para listar os países nos lugares apropriados no número de presença Hf no país. Também vale a pena mencionar que a Rússia ea Ucrânia têm bastante grandes reservas deste metal, o valor do principal dos quais é concentrada em tsirkonome, quedas e badeleíta.

descrição física

Parte das propriedades físicas de háfnio foi mencionado acima. Estes podem ser adicionados, que este metal, que está tomando uma forma finamente dividida, é quase preto. Funde a 2233 graus Celsius, a ebulição começa 4603 secção C. cross para a captura de neutrões térmicos é muito alta tipo. Zircônio, háfnio, ao contrário, é o nível de seção de três ordens de magnitude mais fraca. Ao capturar Hf igual a 115 bares, em zircónio, ele só cerca de 0,2 bar. Háfnio tem um nível semelhante de capacidade de calor de germânio (Ge) é anormal. pico calor específico é a 60-80 graus Kelvin. É impossível explicar qualquer teoria relacionada com a força de Hooke, que é causada pela incapacidade de Einstein superposição de funções para fornecer uma curva com um máximo.

Propriedades químicas

Háfnio tem resistência-ical x é muito mais forte do que o análogo de zircónio. metal em si tem uma inércia relativamente grande, que está associada com um filme de óxido de tipo passivo que é formada sobre o háfnio. Melhor Hf dissolver em ácido fluorídrico, ácido fluorídrico, mistura de ácido nítrico e água régia. Em altas temperaturas, ele é queimado em oxigênio e ao ar livre começa a oxidar. Pode participar do x-parâmetro reagiu com halogênios. Ele tem as propriedades de uma natureza hidrofóbica.

Os compostos di- tri- e tetravalente Hf

Neste valor valência elemento é variável e, de acordo com vários valores do número de possíveis ligações de ing-x, existem vários compostos háfnio importantes com outras substâncias.

Bivalente dibromide háfnio tem uma cor verde escuro. A uma temperatura de 400 graus Celsius inicia o processo de decomposição para formar o Hf e HfBr4. Na indústria extraída desproporcionação HfBr3 em vácuo sob influência térmica.

Trivalente IC representaram tribrometo (HfBr3) – a substância é preto e azul, bastante sólido. Sob a influência da temperatura de 400 graus Celsius inicia a desproporcionada em dois componentes dibrombidy tetrabrombity e háfnio. O método consiste na obtenção de recuperação HfBr4 por aquecimento no seio de hidrogénio, opcionalmente com a adição de alumínio.

Os compostos de háfnio tetravalente refere-se bastante grande número de compostos, nomeadamente HfO2 – lo dióxido e um hidróxido de fórmula x XYZ Hf (OH) 4. Imediatamente são tretrahlorid (HfCl4), tetrafluoreto (HfF4), tetraiodeto (HfI4) e o háfnio tetrabomid acima mencionado (RHLF), não é ainda hidrogenofosfatos háfnio (Hf (HPO4) 2).

Usado na vida cotidiana e comunicação com a medicina

Háfnio é encontrado no uso de suas muitas áreas de actividade da raça humana. Isto é devido a uma variedade de características de qualidade, propriedades que o tornam um material de material indispensável em uma variedade de setores da caça humana, militar e até mesmo a indústria nuclear.

Assim como você usar o háfnio? O uso na medicina – é uma das muitas opções, onde você pode usar as propriedades do metal. Desde carbonetos Hf de heavy-duty, praticamente não sujeitos a corrosão, eles podem ser usados para a fabricação de talheres usado por médicos e seu uso na fabricação de um espelho de raios-X.

Elemento com excelentes propriedades de ambos natureza química e física – é háfnio. O uso em casa é como um material na fabricação de tubos de rádio, rádio e televisão. É amplamente utilizado na indústria metalúrgica, a fim de conferir outros metais melhores propriedades físico-mecânicas e técnicas. aplicação de háfnio é também na engenharia de céu x, mas é raramente utilizado devido à sua escassez e os usos mais importantes.

O uso de háfnio no ofício militar

De que outra forma você pode usar um háfnio? O uso de armar – é outra esfera de atividade humana, que não é completa sem este elemento. Os óxidos, boretos, silicietos e carbonetos de háfnio são compostos altamente refractários, por este motivo, utilizados em embarcações militar pode ser utilizada como um revestimento protector. Também é extremamente sverhzharoprochnym que permite Hf e compostos para a produção de peças destinadas aviões e mísseis ultra-rápida, e naves espaciais.

Desde 1998, foram feitas tentativas para criar uma "bomba de háfnio", com base na 187m2Hf isômero. Mas, como um resultado de pesquisa e testando a idéia era insustentável, é devido à falta de oportunidades com as tecnologias atuais para conseguir a libertação de excesso de energia a partir do núcleo da forma do isômero.

Outros usos substância simples Hf

Na energia nuclear, juntamente com as áreas acima mencionadas, mas um número ainda maior são também usando háfnio. Onde este metal é utilizado? Devido à sua capacidade de captura de nêutrons de hastes Hf são feitas para a regulação do vidro e cerâmica especializada.

Em háfnio função de trabalho relativamente baixa (3,53eV) e por este motivo, pode ser utilizado na produção de cátodos e canhões de electrões. O jato de motores nucleares em fase gasosa pode ser encontrada boretos e carbonetos de háfnio e, mais precisamente em alguns dos elementos estruturais.

Háfnio mesmo encontra aplicação na fabricação de geradores elétricos tipo incandescente e é frequentemente encontrada em motores iônicos. Com base HfO2 são dieléctricos que têm um nível mais elevado constante dieléctrica. No futuro, está prevista para substituir todo o óxido de silício habitual em microelectrónica em óxido de HfO2. Esta substituição irá aumentar o índice de elementos de densidade sobre o chip.

Em conclusão, podemos dizer que o háfnio, o uso do que ocorre em uma variedade de sectores da actividade humana, começando e terminando com militares todos os dias e nuclear, é um elemento extremamente importante. Esta é uma demanda muito alta, eo metal na natureza é sempre acompanhada de zircônio. A raridade e suas características determinar as características de custo relativamente alto de qualidade.