Гафний

Общая информация.

Гафний относится к категории тяжёлых и тугоплавких металлов. Он имеет серебристо белый цвет и гексагональную структуру молекулярной решетки. Если рассматривать гафний, как элемент таблицы Менделеева, то его свойства характерны для занимаемой группы. Атомная масса составляет 178,49 грамм на моль, а номер – 72.

История открытия.

На протяжении весьма длительного времени о существовании гафния не было известно. Работа Менделеева над своей таблицей определила некоторые показатели данного металла. Это несколько облегчило задачу исследователям. В конце 19, начале 20 века несколько раз объявлялось об открытии элемента с подходящими свойствами. Несмотря на это, данные металлы оказывались смесями циркония и других веществ. Только в 1923 году произошло открытие гафния и его выделение в относительно чистом виде. Этому предшествовала довольно продолжительная упорная работа исследователей Дирка Костера и Дьёрдья де Хевеши. Элемент был сразу назван гафнием, но споры об это велись вплоть до официального утверждения в 1949 году.

Содержание в природе и способы получения.

Если рассматривать общую концентрацию гафния в земной коре, то она довольно незначительна. Так, средний показатель концентрации элемента составляет всего четыре грамма на одну тонну. Металл не имеет собственных руд и обладает значительной схожестью с цирконием, что определяет способ его получения. Гафний выделяют из циркониевых руд, где он составляет одну сороковую часть от массы данного металла. Общая мировая выработка гафния составляет 70 тонн, что делает его довольно дорогим металлом.

Если рассматривать самые крупные месторождения, то в тройке лидеров находятся следующие страны: Австралия, ЮАР, США. Они обладают большей часть доступного к разработке гафния, присутствующего на планете. Стоит отметить весьма большие запасы на территории РФ, но они не разведаны окончательно.

Физические и химические свойства.

Гафний имеет высокий показатель сечения захвата таких частиц, как тепловые нейтроны. Масса металла, объём которого составляет 1 кубометр – 13,31 тонны. Переход в жидкое состояние начинается от 2503 градусов по Кельвину. Испарение происходит при достижении температурой значения в 5470 К.

Химические свойства не отличаются разнообразием и гафний можно считать металлом с большой инертностью. Именно в этом и заключается одно из главных отличий от циркония, который гораздо легче вступает во взаимодействия. Если требуется растворить гафний, используют фтороводородную кислоту или царскую водку. Процессы окисления возможны только в случае увеличения температуры свыше 750 градусов по Цельсию. В обычных условиях, гафний инертен по отношению к стеклу и воде.

Применение.

Наиболее часто гафний можно встретить в современном мире в виде сплавов. Они применяются в аэрокосмической сфере, а также атомной промышленности и некоторых других областях. Причина подобного направления использования заключается в оптимальности свойств гафния, что позволяет ему выполнять поставленные задачи при наличии большого количества специфических требований.

Оксид гафния нашёл широкое применение в оптике. Он обладает значительными показателями коэффициента преломления, а также стойкостью к высокотемпературным воздействиям. За счёт низких значений работы выхода электронов. Распространено использование в качестве компонентов для изготовления катодов.

Гафний используется в большом количестве сфер и имеет большие перспективы. Наиболее интересным вариантом является создание принципиально новых источников электропитания.