Հաֆնիում

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
72 ԼուտեցիումՀաֆնիումՏանտալ
Ջրածին Հելիում Լիթիում Բերիլիում Բորр Ածխածին Ազոտ Թթվածին Ֆտոր Նեոն Նատրիում Մագնեզիում Ալյումին Սիլիցիում Ֆոսֆոր Ծծումբ Քլոր Արգոն Կալիում Կալցիում Սկանդիում Տիտան Վանադիում Քրոմ Մանգան Երկաթ Կոբալտ Նիկել Պղինձ Ցինկ Գալիում Գերմանիում Արսեն Սելեն Բրոմ Կրիպտոն Ռուբիդիում Ստրոնցիում Իտրիում Ցիրկոնիում Նիոբիում Մոլիբդեն Տեխնեցիում Ռութենիում Ռոդիում Պալադիում Արծաթ Կադմիում Ինդիում Անագ Ծարիր Թելուր Յոդ Քսենոն Ցեզիում Բարիում Լանթան Ցերիում Պրազեոդիում Նեոդիում Պրոմեթիում Սամարիում Եվրոպիում Գադոլինիում Տերբիում Դիսպրոզիում Հոլմիում Էրբիում Թուլիում Իտերբիում Լյուտեցիում Հաֆնիում Տանտալ Վոլֆրամ Ռենիում Օսմիում Իրիդիում Պլատին Ոսի Սնդիկ Թալիում Կապար Բիսմունտ Պոլոնիում Աստատ Ռադոն Ֆրանցիում Ռադիում Ակտինիում Թորիում Պրոտակտիում Ուրան Նեպտունիում Պլուտոնիում Ամերիցիում Կյուրիում Բերկլիում Կալիֆորնիում Էյնշտեյնիում Ֆերմիում Մենդելեևիում Նոբելիում Լոուրենցիում Ռեզերֆորդիում Դուբնիում Սիբորգիում Բորիում Հասիում Մեյտներիում Դարմշտադտիում Ռենտգենիում Կոպերնիցիում Ունունտրիում Ֆլերովիում Ունունպենտիում Լիվերմորիում Ունունսեպտիում ՈւնունօկտիումՔիմիական տարրերի պարբերական համակարգ
72Hf
Hexagonal.svg
Electron shell 072 Hafnium.svg
Հաֆնիում
Արծաթափայլ կռելի մետաղ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ Հաֆնիում / Hafnium (Hf), 72
Խումբ, պարբերություն, բլոկ 4, ,
Ատոմային զանգված
(մոլային զանգված)
178,49(2)[1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա [Xe]4f14 5d2 6s2
Ատոմի շառավիղ 167 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտային շառավիղ 144 պմ
Իոնի շառավիղ (+4e) 78 պմ
Էլեկտրաբացասականություն 1,3 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ 0
Օքսիդացման աստիճաններ 4
Իոնիզացման էներգիա
(առաջին էլեկտրոն)
 575,2 (5,96) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Խտություն (ս. պ.-ում) 13,31[2] գ/սմ³
Հալման ջերմաստիճան 2506 K (2233 °C, 4051 °F)
Եռման ջերմաստիճան 4876 K (4603 °C, 8317 °F)
Հալման տեսակարար ջերմունակություն 25,1 կՋ/մոլ
Գոլորշիացման տեսակարար ջերմունակություն 575 կՋ/մոլ
Մոլյար ջերմունակություն 25,7[3] Ջ/(Կ·մոլ)
Պարզ նյութի բյուրեղացանց
C/a հարաբերություն 1,580
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն (300 Կ) 23,0 Վտ/(մ·Կ)
72
Հաֆնիում
Hf
178,49
4f145d26s2


Հաֆնիում (լատ.՝ Hafnium )քիմիական տարր է, որի նշանն է Hf, պարբերական համակարգի 4-րդ խմբի քիմիական տարր: Կարգահամարը 72 է, ատոմական զանգվածը՝ 178,49:

Բնական հաֆնիումը ունի վեց կայուն իզոտոպ՝ 174,176-180 զանգվածային թվերով: Հաֆնիումը սպիտակ-արծաթավուն մետաղ է:

Բացահայտման պատմություն[խմբագրել]

Հաֆնիումի գոյության մասին կանխատեսել էր Դ. Ի. Մենդելեևը, 1870 թվականին: Ն. Բորը ցույց տվեց (1921), որ № 72 տարրի ատոմը պետք է ունենա ցիրկոնիումի ատոմի նման կառուցվածք:

Հունգարացի քիմիկոս Դ. Հևեշին և հոլանդացի ֆիզիկոս Դ. Կոստերը ցիրկոնիումի հանքաքարերում ռենտգենասպեկտրային վերլուծության եղանակով հայտնաբերեցին (1922) № 72 տարրը և անվանեցին «Հաֆնիում»՝ ի պատիվ հայտնաբերման տեղի՝ Կոպենհագեն (ուշ լատ.՝ Hafnia) քաղաքի:

Բնության մեջ[խմբագրել]

Հաֆնիումը ինքնուրույն միներալներ չունի և բնության մեջ սովորաբար ուղեկցում է ցիրկոնիումին: Պարունակությունը երկրակեղևում 3,2•10-4 % է, ըստ զանգվածի:

Համաշխարհային պաշարներ[խմբագրել]

2007 թվականին 99 % հաֆնիումի 1 կգ գինը միջինում կազմել են $780 (ըստ infogeo.ru կայքի տվյալների)

Հաֆնիումի համաշխարհային պաշարները աշխարհում.

Ֆիզիկական հատկություններ[խմբագրել]

Հաֆնիումը սպիտակ-արծաթավուն մետաղ է, հալման ջերմաստիճանը՝ 2222 ± 30°C, եռմանը՝ 5400 °C, խտությունը՝ 13090 կգ/մ3 (20°C-ում): Մաքուր հաֆնիումը պլաստիկ է, հեշտությամբ է ենթարկվում սառը և տաք մշակման: Քիմիական հատկություններով նման է ցիրկոնիումին, սակայն քիմիական ակտիվությամբ զիջում է նրան:

Միացություններում հիմնականում քառարժեք է, հայտնի են նաև 3,2 և 1 արժեքականության հաֆնիումի միացություններ: Սենյակային ջերմաստիճանում հոծ հաֆնիումը շատ կայուն է մթնոլորտային գազերի նկատմամբ։ Սակայն 600°C-ից բարձր տաքացնելիս արագ օքսիդանում է և փոխազդում, ցիրկոնիումի նման, ազոտի և ջրածնի հետ։

Քիմիական հատկություններ[խմբագրել]

Hafnium pellets with a thin oxide layer.jpg

Մինչև 400°C ջրային գոլորշիներում և մաքուր ջրում հաֆնիումը կոռոզակայուն է։ Հաֆնիումի երկօքսիդը՝ HfO2, դժվարահալ (հալման ջերմաստիճանը՝ 2780 °C) և քիմիապես կայուն նյութ է։ HfO2-ը և դրան համապատասխան հիդրօքսիդները՝ HfO2·xH2O և HfO(OH)2, ամֆոտեր են՝ հիմնային հատկության գերակշռությամբ։

Ալկալիների և ալկալիական մետաղների օքսիդների հետ HfO2-ը տաքացնելիս առաջացնում են հաֆնիումատներ, օրինակ, Me2HfO3, Me4HfO4, Me2Hf2O5։

Տաքացնելիս հաֆնիումը փոխազդում է հալոգենների հետ՝ առաջացնելով HfX4 տիպի միացություններ։

\mathrm{Hf + 2 \ I_2 \ \rightleftharpoons \ HfI_4}

Բարձր ջերմաստիճաններում հաֆնիումը միանում է ածխածնին (HfC), բորին (HfB, HfB2), ազոտին (HfN), սիլիցիումին (Hf2Si, HfSi, HfSi2

Zircão.jpeg

Հաֆնիումը փոխազդում է ֆտորաջրածնական ու խիտ ծծմբական թթուների և ալկալիական մետաղների հալած ֆտորիդների հետ, գործնականորեն չի փոխազդում աղաթթվի, ֆոսֆորական, ազոտական և օրգանական թթուների հետ։

Կայուն է ալկալիների լուծույթների նկատմամբ։ Ջրում լուծելի միացություններից են․

Ստացում[խմբագրել]

Հաֆնիում ստացվում է HfCl4մագնեզիումով կամ նատրիումով վերականգնելիս։

\mathrm{HfCl_4 + 2 \ Mg \longrightarrow Hf + 2 \ MgCl_2}

Կիրառություն[խմբագրել]

Օգտագործվում է միջուկային էներգետիկայում և էլեկտրոնային տեխնիկայում։ Հաֆնիումի կարբիդների և տանտալի պինդ լուծույթը (հալման ջերմաստիճանը՝ 4000 °C-ից բարձր) ամենադժվարահալ խեցեգործական նյութն է, որից պատրաստում են հալքանոթներ և հրթիռային շարժիչների դետալներ։

Տես նաև[խմբագրել]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել]

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (en) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
  2. «Hafnium: physical properties» (en)։ WebElements։ http://www.webelements.com/hafnium/։ Վերցված է 2013-08-17։ 
  3. «Hafnium: crystal structure» (en)։ WebElements։ http://www.webelements.com/hafnium/crystal_structure.html։ Վերցված է 2013-08-17։ 

Գրականություն[խմբագրել]

  • Химия и технология редких и рассеянных элементов. Ч. 2. Под ред К. Большакова. Изд. 2. М.: Высшая школа, 1976.
  • N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente. 1. Auflage, VCH Verlagsgesellschaft, 1988, ISBN 3-527-26169-9.
  • Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente – das Periodensystem in Fakten, Zahlen und Daten. Hirzel, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.

Արտաքին հղումներ[խմբագրել]



Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից։ CC-BY-SA-icon-80x15.png