Άφνιο: εφαρμογή και ιδιότητες

Γνωριμία με αυτό το άρθρο θα δώσει τη δυνατότητα στον αναγνώστη να ανακαλύψει τι είναι άφνιο (χημικό στοιχείο), η χρήση των οποίων χρησιμοποιείται ευρέως από τον άνθρωπο σε πολλούς τομείς της δραστηριότητάς του. Και, επίσης, να εξεταστεί ιδιότητες της χημικής και φυσικής φύσης των υλικών, των μεθόδων παραγωγής και την παρουσία στον πλανήτη, θα πρέπει να θεωρείται μια σύντομη ιστορία της ανακάλυψης αυτού του στοιχείου.

Τι είναι το άφνιο

Άφνιο - ένα χημικό στοιχείο στον περιοδικό πίνακα. Αποθηκευμένη στην τέταρτη ομάδα, η έκτη περίοδο, ο ατομικός αριθμός είναι εβδομήντα δύο. Αναφέρεται σε έναν τύπο απλών ουσιών, έχει υψηλή πυκνότητα και υψηλό σημείο τήξεως, χρώμα, ασημί-λευκό μέταλλο. Άφνιο μπορεί να υπάρχει σε δύο τροποποιήσεις. Κάτω από την επίδραση της θερμοκρασίας περίπου 2016 τύπου Kelvin εξαγωνικό πλέγμα, έχοντας υποστεί αλλοτροπικός αλλαγές σε μια κατάσταση χωροκεντρωμένο κυβική μορφή πλέγματος, σε θερμοκρασία δωματίου, έχει ένα κρυσταλλικό πλέγμα του εξαγωνικού συστήματος.

Από την ιστορία του στοιχείου ανοίγματος

Η ανακάλυψη του στοιχείου συνέβη το 1923, έκανε Derd του De Heshevi και Dirk Coster. Ήταν σε θέση να προβλέψει το σθένος, και διάφορα ποιοτικά χαρακτηριστικά του αφνίου με βάση το σκεπτικό του Bohr, η οποία, με τη σειρά του, ανέλυσε το έργο του Γάλλου Jean Urbena, ο οποίος πίστευε ότι είχε ανακαλύψει τα Κέλτες - ένα νέο στοιχείο. Ωστόσο, αργότερα αποδείχθηκε ότι οι Κέλτες ήταν ένα μίγμα μίας μικρής ποσότητας άφνιο με λουτήτιο και υττέρβιο.

Niels Bohr, μελετώντας το έργο και τη χρήση των δραστηριοτήτων τους κβαντική μηχανική υπολογισμοί έδειξαν ότι χάφνιο είναι ένα ανάλογο του στοιχείου στο νούμερο 71 στην PTHE, δηλαδή ζιρκονίου. Derd De Heshevi και Dirk Koster δήλωσε σχετικά με την εύρεση ενός νέου άφνιο στοιχείο, το όνομά του από την πόλη στην οποία η ανακάλυψη έγινε, μετά τη χρήση μεθόδου ακτίνων-Χ, επανειλημμένα ανέλυσε τα ζιρκόνια Νορβηγίας και της Γροιλανδίας. Η ανακάλυψη των γραμμών περίθλασης ακτίνων Χ του ομοιότητας επέτρεψε στους επιστήμονες να ανακοινώσει την ανακάλυψη ενός νέου στοιχείου x-ουρανό.

Μέθοδοι για την προετοιμασία και παγκόσμιων αποθεμάτων

Άφνιο είναι στο φλοιό της γης, αλλά δεν κατέχει το ορυκτό, αλλά επειδή είναι ο «σύντροφος» του ζιρκονίου. Αριθμός Hf σε μεταλλεύματα περίπου 2,5%, και η ετήσια παραγωγή είναι περίπου εβδομήντα τόνους. Άφνιο - ένα μάλλον ακριβό υλικό, κύρια θέση του είναι συγκεντρωμένη στην Αυστραλία, τη Νότια Αφρική, τις ΗΠΑ, την Ινδία και τη Βραζιλία. Θέση στη λίστα των χωρών στις κατάλληλες θέσεις σχετικά με τον αριθμό των παρουσίας Hf στη χώρα. Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι η Ρωσία και η Ουκρανία έχουν αρκετά μεγάλα αποθέματα του μετάλλου αυτού, το κύριο ποσό των οποίων είναι συγκεντρωμένη σε tsirkonome, πέφτει και baddeleyite.

φυσική περιγραφή

Μέρος των φυσικών ιδιοτήτων του αφνίου αναφέρθηκε παραπάνω. Αυτά μπορούν να προστεθούν, ότι αυτό το μέταλλο, το οποίο κέρδισε λεπτοδιαμερισμένη μορφή, είναι σχεδόν μαύρο. Τήκεται στους 2233 βαθμούς Κελσίου, βρασμού αρχίζει στις 4603 ^C. διατομή για τη δέσμευση των θερμικών νετρονίων είναι πολύ υψηλό τύπου. Ζιρκόνιο, άφνιο, σε αντίθεση, είναι το επίπεδο του τμήματος τρεις τάξεις μεγέθους ασθενέστερη. Ενώ η σύλληψη Hf ίση με 115 bar, σε ζιρκόνιο είχε μόνο περίπου 0,2 bar. Άφνιο έχει ένα παρόμοιο επίπεδο θερμοχωρητικότητας του γερμανίου (Ge) είναι ανώμαλη. ειδική κορυφή θερμότητας είναι σε 60-80 Kelvin. Είναι αδύνατο να εξηγήσει οποιαδήποτε θεωρία που σχετίζονται με Hooke δύναμη, η οποία προκαλείται από την αδυναμία του Einstein υπέρθεση των λειτουργιών για να παρέχει μια καμπύλη με μέγιστο.

χημικές ιδιότητες

Άφνιο έχει x-iCal αντίσταση είναι πολύ ισχυρότερη από ό, τι το ανάλογο ζιρκονίου. ίδιο μέταλλο έχει μια μάλλον μεγάλη αδράνεια, η οποία συνδέεται με ένα φιλμ οξειδίου παθητικού τύπου η οποία σχηματίζεται επί του χαφνίου. Καλύτερο Hf διαλύονται σε υδροφθορικό οξύ, υδροφθορικό οξύ, μίγμα νιτρικού οξέος και aqua regia. Σε υψηλές θερμοκρασίες, που καίγεται σε οξυγόνο και σε εξωτερικούς χώρους αρχίζει να οξειδώνουν. Μπορούν να ενταχθούν στο X-παράμετρος αντιδρά με αλογόνα. Έχει τις ιδιότητες του ένα υδρόφοβο χαρακτήρα.

Ενώσεις δι- τρι- και τετρασθενή Hf

Σε αυτή την τιμή σθένους στοιχείο είναι μεταβλητή και, σύμφωνα με διάφορες τιμές του αριθμού των πιθανών συνδέσεων x-σης, υπάρχουν αρκετές σημαντικές ενώσεις αφνίου με άλλες ουσίες.

Δισθενούς διβρωμίδιο άφνιο έχει σκούρο πράσινο χρώμα. Σε θερμοκρασία 400 βαθμούς Κελσίου ξεκινάει η διαδικασία αποσύνθεσης για να σχηματιστεί το HF και HfBr4. Στη βιομηχανία εκχυλίζεται δυσαναλογοποίησης HfBr3 σε κενό υπό θερμική επιρροή.

Τρισθενές Hf εκπροσωπούμενη τριβρωμιούχο (HfBr3) - η ουσία είναι μαύρο και μπλε, αρκετά σταθερή. Κάτω από την επίδραση της θερμοκρασίας του 400 βαθμούς Κελσίου αρχίζει να δυσανάλογη σε δύο συνιστώσες tetrabrombity dibrombidy και άφνιο. Η μέθοδος συνίσταται στην απόκτηση ανάκτηση HfBr4 με θέρμανση σε υδρογόνο, προαιρετικά με την προσθήκη του αργιλίου.

Ενώσεις του τετρασθενούς αφνίου σχετίζεται αρκετά μεγάλος αριθμός ενώσεων, ήτοι HfO2 - το διοξείδιο και ένα υδροξείδιο χ τύπου ΧΥΖ Hf (ΟΗ) 4. Αμέσως Οι tretrahlorid (HfCl4), τετραφθοριούχο (HfF 4), τετραϊωδίδιο (HfI4) και το προαναφερθέν tetrabomid αφνίου (HfBr), υπάρχει ακόμα όξινα άφνιο (Ηί (ΗΡθ4) 2).

Χρησιμοποιείται στην καθημερινή ζωή και την επικοινωνία με την ιατρική

Άφνιο βρίσκεται στη χρήση πολλών περιοχών της δραστηριότητας της ανθρώπινης φυλής. Αυτό οφείλεται σε μια ποικιλία από ποιοτικά χαρακτηριστικά, ιδιότητες που το καθιστούν απαραίτητο υλικό υλικό σε διάφορους τομείς της ανθρώπινης κυνήγι, στρατιωτικές, ακόμα και πυρηνική βιομηχανία κάνει.

Τόσο πώς μπορείτε να χρησιμοποιήσετε άφνιο; Η ιατρική χρήση - είναι μία από τις πολλές επιλογές, όπου μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τις ιδιότητες του μετάλλου. Από Hf καρβίδια των βαρέων, πρακτικά δεν υπόκεινται σε διάβρωση, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρασκευή των μαχαιροπήρουνων που χρησιμοποιούνται από τους γιατρούς και τη χρήση τους στην παρασκευή ενός καθρέφτη ακτίνων Χ.

Στοιχείο με εξαιρετικές ιδιότητες και των δύο χημικές και φυσικές ιδιότητες - είναι άφνιο. Η χρήση στο σπίτι είναι ως υλικό για την κατασκευή των σωλήνων ραδιόφωνο, ραδιόφωνο και τηλεόραση. Χρησιμοποιείται ευρέως στη μεταλλουργική βιομηχανία με σκοπό να προσδώσει άλλα μέταλλα καλύτερη φυσικο-τεχνικές και μηχανικές ιδιότητες. εφαρμογή Άφνιο είναι επίσης στη μηχανική X-ουρανό, αλλά χρησιμοποιείται σπάνια λόγω της σπανιότητας του και τις πιο σημαντικές χρήσεις.

Η χρήση του αφνίου στο στρατιωτικό σκάφος

Πώς αλλιώς μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα άφνιο; Η χρήση της όπλισης - είναι μια άλλη σφαίρα της ανθρώπινης δραστηριότητας, η οποία δεν είναι πλήρης χωρίς αυτό το στοιχείο. Οξείδια, πυριτίδια, βορίδια και καρβίδια του αφνίου είναι ιδιαίτερα πυρίμαχα ενώσεις, για το λόγο αυτό, σε στρατιωτικά σκάφη μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ένα προστατευτικό επίχρισμα. Είναι επίσης εξαιρετικά sverhzharoprochnym που επιτρέπει HF και ενώσεις για την παραγωγή των εξαρτημάτων που προορίζονται υπερταχεία αεροσκάφη και πυραύλους, και διαστημόπλοια.

Από το 1998, έγιναν προσπάθειες για τη δημιουργία ενός «βόμβα άφνιο», με βάση το ισομερές 187m2Hf. Αλλά, ως αποτέλεσμα της έρευνας και δοκιμών η ιδέα ήταν ανυπόφορη, αυτό οφείλεται στην έλλειψη ευκαιριών με τις σημερινές τεχνολογίες για να επιτύχει την απελευθέρωση της πλεονάζουσας ενέργειας από τον πυρήνα της μορφής της ισομερούς.

Άλλες χρήσεις απλή ουσία Ηί

Στην πυρηνική ενέργεια, μαζί με τις προαναφερθείσες περιοχές, αλλά σε ακόμη μεγαλύτερο αριθμό χρησιμοποιούν επίσης άφνιο. Όταν χρησιμοποιείται το μέταλλο αυτό; Λόγω της ικανότητάς της να συλλάβει νετρονίων του Ηί ράβδων γίνονται για τη ρύθμιση των εξειδικευμένων γυαλί και κεραμικά.

Σε άφνιο λειτουργία σχετικά χαμηλό έργο (3,53eV) και για το λόγο αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην παραγωγή καθόδων και εκτοξευτές ηλεκτρονίων. Ο πίδακας των πυρηνικών κινητήρες αερίου φάσεως μπορεί να βρεθεί βορίδια και καρβίδια του αφνίου, και πιο συγκεκριμένα σε ορισμένα από τα δομικά στοιχεία.

Άφνιο βρίσκει ακόμη εφαρμογή στην κατασκευή ηλεκτρικών γεννητριών θερμιονική τύπου και βρίσκεται συχνά σε κινητήρες ιόντων. Με βάση HfO2 είναι διηλεκτρικά έχουν μια διηλεκτρική σταθερά υψηλότερο επίπεδο. Στο μέλλον, σχεδιάζεται για να αντικαταστήσει όλα τα συνήθη οξειδίου του πυριτίου στον τομέα της μικροηλεκτρονικής σε οξείδιο του HfO2. Η αντικατάσταση αυτή θα αυξήσει τον δείκτη των στοιχείων πυκνότητας στο τσιπ.

Συμπερασματικά μπορούμε να πούμε ότι η άφνιο, η χρήση των οποίων λαμβάνει χώρα σε πολλούς τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας, αρχίζοντας και τελειώνοντας με την καθημερινή στρατιωτική και πυρηνική, είναι ένα εξαιρετικά σημαντικό στοιχείο. Αυτή είναι μια πολύ μεγάλη ζήτηση, και το μέταλλο στη φύση είναι πάντα συνοδεύεται ζιρκονίου. Η σπανιότητα και τα χαρακτηριστικά του καθορίζουν τα ποιοτικά χαρακτηριστικά του σχετικά υψηλού κόστους.