Ħafnju: applikazzjoni u l-proprjetajiet

Familjarità ma 'dan l-artikolu se jippermetti lill-qarrej biex issir taf dak li huwa afnju (element kimiku), l-użu tagħhom huwa użat ħafna mill-bniedem f'ħafna oqsma ta' attività tagħha. U wkoll ikunu kkunsidrati proprjetajiet tal-natura kimika u fiżika tal-materjali, metodi ta 'produzzjoni u l-preżenza fuq il-pjaneta, għandu jitqies bħala storja qasira ta' l-iskoperta ta 'dan l-element.

X'inhu ħafnju

Ħafnju - element kimiku fit-tabella perjodika. Maħżuna fir-raba 'grupp, is-sitt perjodu, in-numru atomiku hija tnejn u sebgħin. Tirreferi għal tip ta 'sustanzi sempliċi, għandha densità għolja u l-punt tat-tidwib għolja, kulur, tal-metall fidda abjad. Ħafnju jista 'jeżisti f'żewġ modifiki. Taħt l-influwenza tat-temperatura ta 'madwar 2,016 tip f'Kelvin kannizzata eżagonali, li jkunu għaddew bidliet allotropic ġo forma stat korp ċċentrata kannizzata kubi, f'temperatura ambjentali, hija għandha kannizzata kristall ta' sistema ta eżagonali.

Mill-istorja ta 'l-element ftuħ

L-iskoperta tal-element seħħet fl-1923, magħmula Derd tiegħu De Heshevi u Dirk Coster. Huma kienu kapaċi jbassru l-valenza, u l-karatteristiċi kwalitattivi differenti ta 'ħafnju bbażata fuq raġunament Bohr, li, imbagħad, analizzata il-ħidma tal-Franċiż Jean Urbena, li jemmnu li kien skopra l-Celts - element ġdid. Madankollu, aktar tard rriżulta li l-Celts kienu taħlita ta 'ammont żgħir ta' ħafnju bil lutetium u ytterbium.

Niels Bohr, tistudja l-ħidma u l-użu fl-attivitajiet tagħhom kalkoli quantum mekkaniċi uriet li ħafnju huwa analogu ta 'l-element fil-numru 71 fil PTHE, jiġifieri żirkonju. Derd De Heshevi u Dirk Koster qal li jsibu ħafnju element ġdid, imsemmija wara l-belt li fiha l-iskoperta saret, wara b'metodu tar-raġġi X, ripetutament analizzat l-zircons Norveġja u Greenland. L-iskoperta ta 'linji diffrazzjoni tar-raġġi X ta' xebh ppermettiet xjenzati biex tħabbar l-iskoperta ta 'element ġdid x-sema.

Metodi għat-tħejjija u r-riservi dinjin

Ħafnju hija fil-qoxra tad-dinja, iżda ma proprji tal-minerali, iżda minħabba li huwa l- "ħbieb" ta 'żirkonju. Numru ta 'Hf fil minerali madwar 2.5%, u l-produzzjoni annwali hija ta' madwar sebgħin tunnellata. Ħafnju - materjal pjuttost għoli, il-lokazzjoni ewlenija tagħha hija kkonċentrata fl-Awstralja, l-Afrika t'Isfel, USA, l-Indja u l-Brażil. Post li l-pajjiżi fil-postijiet xierqa fuq in-numru ta 'preżenza Hf fil-pajjiż. Huwa wkoll min isemmi li r-Russja u l-Ukraina għandhom riservi pjuttost kbar ta 'din il-metall, l-ammont prinċipali tagħhom hija kkonċentrata fil tsirkonome, waqgħat u baddeleyite.

deskrizzjoni fiżika

Parti mill-proprjetajiet fiżiċi tal-ħafnju kien imsemmi hawn fuq. Dawn jistgħu jiġu miżjuda, li din il-metall, li qed jieħu forma diviż b'mod fin, huwa kważi iswed. Ddub f'temperatura 2233 gradi Celsius, togħlija jibda fil 4603 ^Ċ cross section għall-qbid ta 'newtroni termiċi huwa tip għolja ħafna. Żirkonju, ħafnju, b'differenza, huwa l-livell tat-taqsima tliet ordnijiet ta 'kobor aktar dgħajfa. Filwaqt jinqabad Hf ugwali għal 115 bars, fil żirkonju huwa biss madwar 0.2 bar. Ħafnju għandha livell simili ta 'kapaċità tas-sħana ta ġermanju (Ge) huwa anormali. quċċata sħana speċifika hija fil 60-80 Kelvin. Huwa impossibbli li tispjega kull teorija relatati mal forza Hooke, li hija kkawżata mill-inabbiltà ta 'Einstein Sovrapożizzjoni ta' funzjonijiet li jipprovdu kurva b'massa massima.

proprjetajiet kimiċi

Ħafnju għandha x ika reżistenza huwa ferm aktar b'saħħtu mill-żirkonju analoga. metall nnifisha għandha inerzja pjuttost kbir, li hija assoċjata ma 'film ossidu tip passiv li hija ffurmata fuq il-ħafnju. Aħjar Hf ħoll fl-aċidu idrofloriku, aċidu idrofluworiku, taħlita ta 'aċidu nitriku u regia akkwa. F'temperaturi għoljin, huwa jinħaraq fl-ossiġenu u barra jibda jossidaw. Jistgħu jingħaqdu lx-parametru irreaġixxiet aloġeni. Hija għandha l-proprjetajiet ta 'natura idrofobiċi.

Komposti di- tri- u tetravalenti Hf

F'dan il-valur valenza element huwa varjabbli u, skond il-valuri varji ta 'l-għadd ta' possibbli rabtiet Ing-x, hemm bosta komposti tal-ħafnju importanti ma 'sustanzi oħra.

ħafnju dibromide bivalenti għandha kulur aħdar skur. F'temperatura ta '400 gradi Celsius jibda l-proċess dekompożizzjoni biex jiffurmaw il-Hf u HfBr4. Fl-industrija estratt disproporizzazzjoni HfBr3 in vacuo taħt l-influwenza termali.

Trivalenti Hf rappreżentati tribromide (HfBr3) - is-sustanza huwa iswed u blu, pretty solidu. Taħt l-influwenza tat-temperatura ta '400 gradi Celsius jibda sproporzjonati f'żewġ komponenti dibrombidy tetrabrombity u ħafnju. Il-metodu jikkonsisti fil-kisba ta 'rkupru HfBr4 billi ssaħħan fl-idroġenu, b'għażla biż-żieda ta' l-aluminju.

Komposti ta 'ħafnju tetravalenti tirrigwarda numru pjuttost kbir ta' komposti, jiġifieri HfO2 - dan dijossidu u idrossidu x formula XYZ Hf (OH) 4. Immedjatament huma tretrahlorid (HfCl4), tetrafluworidu (HfF4), tetraiodide (HfI4) u l tetrabomid ħafnju msemmija hawn (HfBr), għad hemm hydrogenphosphates afnju (Hf (HPO4) 2).

Użati fil-ħajja ta 'kuljum u l-komunikazzjoni mal-mediċina

Ħafnju jinstab fl-użu ta 'ħafna oqsma ta' attività ta 'l-razza umana. Dan huwa dovut għal varjetà ta 'karatteristiċi ta' kwalità, proprjetajiet li jagħmluha materjal materjal indispensabbli fil-varjetà ta 'setturi ta' kaċċa bniedem, militari u anke l-industrija nukleari.

Allura kif taħseb li tuża ħafnju? L-użu fil-mediċina - hija waħda mill-ħafna għażliet, fejn inti tista 'tuża l-proprjetajiet tal-metall. Peress karburi HF ta heavy-duty, prattikament mhux suġġetti għall-korrużjoni, jistgħu jintużaw għall-manifattura ta 'pożati użati minn tobba u l-użu tagħhom fil-manifattura ta' mera X-ray.

Element bi proprjetajiet eċċellenti ta 'kemm in-natura kimika u fiżika - huwa ħafnju. L-użu fid-dar huwa bħala materjal fil-manifattura ta 'tubi tar-radju, radju u televiżjoni. Huwa użat ħafna fl-industrija metallurġika sabiex jagħtu metalli oħra proprjetajiet fiżiko tekniċi u mekkaniċi aħjar. applikazzjoni ħafnju hija wkoll fl-inġinerija x-sema, iżda rarament użati minħabba l-iskarsezza tiegħu u l-użi aktar importanti.

L-użu tal-ħafnju fiż-inġenju militari

Kif inkella tista 'tuża ħafnju? L-użu ta 'armament - huwa isfera ieħor ta' attività tal-bniedem, li ma tkunx kompluta mingħajr dan l-element. Ossidi, siliċidi, boruri u karburi tal ħafnju huma komposti refrattarji ħafna, għal din ir-raġuni, fil inġenju militari jistgħu jintużaw bħala kisja protettiva. Huwa wkoll ferm sverhzharoprochnym li jippermetti Hf u komposti għall-produzzjoni ta 'partijiet maħsuba ajruplani ultraveloċi u missili, u vetturi spazjali.

Mill-1998, saru tentattivi biex jinħoloq "bomba ħafnju", ibbażata fuq il-187m2Hf isomer. Iżda bħala riżultat ta 'riċerka u ittestjar tal-idea kienet insostenibbli, huwa minħabba nuqqas ta' opportunitajiet ma 'teknoloġiji attwali biex jinkiseb ir-rilaxx ta' enerġija żejda mill-qalba tal-formola ta 'l-isomeru.

Użi oħra sustanza sempliċi Hf

Fl-enerġija nukleari, flimkien ma 'l-oqsma msemmija hawn fuq, iżda numru akbar huma wkoll jużaw ħafnju. Fejn din il-metall huwa użat? Minħabba l-kapaċità tagħha li qbid tan-newtroni ta 'vireg HF huma magħmula għar-regolazzjoni tal-ħġieġ speċjalizzati u ċeramika.

Fil ħafnju funzjoni xogħol relattivament baxxa (3,53eV) u għal din ir-raġuni jista 'jintuża fil-produzzjoni ta' katodi u electron guns. Il-ġett ta 'magni nukleari fażi gass jistgħu jinstabu boruri u karburi ta' ħafnju, u b'mod aktar preċiż f'xi wħud mill-elementi strutturali.

Ħafnju anki ssib applikazzjoni fil-manifattura ta 'ġeneraturi elettriċi tip termjoniċi u sikwit tinsab fil-magni jone. Fuq il-bażi ta 'HfO2 huma dielettriċi li għandhom livell ta kostantament dielettriċi ogħla. Fil-futur huwa ppjanat li tissostitwixxi kollha ta 'l-ossidu tas-silikon soltu fil-mikroelettronika fuq ossidu HfO2. Din is-sostituzzjoni se jżid l-indiċi ta 'elementi densità fuq iċ-ċippa.

Bħala konklużjoni nistgħu ngħidu li l-ħafnju, l-użu tiegħu jseħħ f'varjetà ta 'setturi ta' attività umana, li tibda u tispiċċa b 'militari kuljum u nukleari, huwa element estremament importanti. Din hija domanda għolja ħafna, u l-metall fin-natura huwa dejjem akkumpanjat żirkonju. Ir-rarità u l-karatteristiċi tiegħu jiddeterminaw il-karatteristiċi ta 'kwalità ta' spiża relattivament għolja.