10 интересных фактов про гафний

zavodfoto — 04.01.2019 — Разное Гафний - это химический элемент 4-й группы длиннопериодной формы периодической системы Д. И. Менделеева (по короткой форме периодической системы - побочной подгруппы IV группы), шестого периода, с атомным номером 72. Обозначается символом Hf (лат. Hafnium). Он был обнаружен в 1925 году. Это был последний элемент, добавленный к периодической таблице, со стабильными ядрами. До него был рений в 1923 году. А так гафний - это тяжёлый тугоплавкий серебристо-белый металл.



1. Присутствие гафния было предсказано за несколько десятилетий до его открытия. Элемент оказался довольно неуловимым, так как было практически невозможно отличить его от гораздо более распространённого циркония. Гафний ещё не был известен, когда русский химик и изобретатель Димитрий Менделеев в 1869 году разработал «Периодический закон» - досовременную версию периодической таблицы элементов. Однако в своей работе Менделеев правильно предсказал, что будет элемент, свойства которого аналогичны но тяжелее, чем цирконий и титан. В 1911 году французский химик Жорж Урбейн обнаружил редкоземельный элемент лютеций, полагая, что он, наконец, обнаружил пропавший элемент таблицы под номером 72, который он заранее назвал целтием . Однако несколько лет спустя его открытие было показано как комбинация уже обнаруженных лантаноидов (15 металлических элементов с атомными номерами 57-71 в периодической таблице). В 1921 году Бор пригласил венгерского химика Георга фон Хевеши и голландского физика Дирка Костерто — двух молодых исследователей в свой институт, чтобы искать элемент 72 в циркониевой руде. Основываясь на своей квантовой теории атомной структуры, Бор был уверен, что новый металл однозначно имеет сходную с цирконием химическую структуру, а значит существует сильная вероятность того, что оба элемента присутствуют в одних и тех же рудах. Фон Хевези и Костер приняли совет Бора и занялись изучением циркониевой руды при помощи рентгеновской спектроскопии. Они использовали теорию Бора о том, как электроны заполняют оболочки и подоболочки внутри атомов, чтобы предсказать различия между рентгеновскими спектрами двух элементов. Этот метод в конечном итоге привёл к открытию гафния. Это открытие было одним из шести оставшихся незаполненных промежутков в периодической таблице.

2. Новый элемент был назван в честь родного города Бора Копенгагена (Hafnia на латыни).

3. В 1925 году голландские химики Антон Эдуард ван Аркель и Ян Хендрик де Боер разработали метод производства высокочистого гафния. Чтобы сделать это, учёные разложили тетрайодид гафния на горячей вольфрамовой проволоке, что привело к образованию кристаллического стержня чистого гафния. Этот метод называется процессом кристаллического стержня.

4. Температура плавления составляет 2506 K (2233 °C), кипит при 4876 K (4603 °C). При высоких температурах (свыше 1000 К) гафний окисляется на воздухе, а в кислороде сгорает.

5. Лучшим растворителем гафния является фтороводородная кислота (HF) или смесь фтороводородной и азотной кислот, а также царская водка.

6. По распространению на Земле, элемент гафний занимает 45-ю позицию, составляет примерно 3,3 части на миллион (ppm) земной коры. Среднее содержание гафния в земной коре - около 4 г/т.

7. Ввиду отсутствия у гафния собственных минералов и постоянного сопутствия его цирконию, его получают путём переработки циркониевых руд, где он содержится в количестве 2,5 % от веса циркония (циркон содержит 4 % HfO2, бадделеит - 4-6 % HfO2). В мире в год в среднем добывается около 70 тонн гафния, и объёмы его добычи пропорциональны объёмам добычи циркония.

8. Мировые ресурсы гафния в пересчёте на двуокись гафния несколько превышают 1 миллион тонн. Структура распределения этих ресурсов выглядит приблизительно следующим образом: Австралия - более 630 тысяч тонн, ЮАР - почти 287 тысяч тонн, США - чуть более 105 тысяч тонн, Индия - около 70 тысяч тонн, Бразилия - 9,88 тысяч тонн. Запасы гафния в России и СНГ, по оценкам независимых специалистов, весьма велики и в этом отношении при развитии гафниевой промышленности Россия способна стать безусловным лидером на мировом рынке гафния.

9. Этот металл довольно устойчив к коррозии из-за образования оксидной пленки на открытых поверхностях. На самом деле он не подвержен воздействию воды, воздуха и всех щелочей и кислот, за исключением фтористого водорода.

10. Гафний необычайно коррозионно-стойкий металл и превосходный поглотитель нейтронов, позволяющий использовать его на атомных подводных лодках, на стержнях управления ядерными реакторами, в критической технологии, используемой для поддержания реакций деления. Контрольные стержни поддерживают активную цепную реакцию деления, одновременно препятствуют её бесконтрольному ускорению. Гафний также используется в катодах и конденсаторах. Он используется в вакуумных трубах как газопоглотитель - как вещество, которое собирает и удаляет следовые газы из труб. Гафний обычно легируют другими металлами, такими как титан, железо, ниобий и тантал. Например, жаростойкие сплавы гафния используются в аэрокосмических разработках, в ракето-космических двигателях.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив