Hafnio ( ˈhæfniəm ) es un elemento químico que tiene el Hf del símbolo y número atómico 72. Un brillante, metal de transición tetravalente gris plateado, hafnio se asemeja al circonio químicamente y se encuentra en minerales del circonio que el hafnio de se utiliza en las aleaciones del tungsteno en los filamentos y los electrodos en los circuitos integrados como aislador de la puerta para los transistores, y como amortiguador del neutrón en las palancas de mando en las centrales nuclear
Características notables
El hafnio es un plateado brillante, el metal dúctil que es la corrosión resistente y químicamente similar al circonio . Las características físicas del del hafnio son afectadas marcado por las impurezas del circonio, y estos dos elementos están entre los más difíciles a separarse. Una diferencia física notable entre ellos es su densidad (circonio que está sobre la mitad tan densa como el hafnio), pero químicamente los elementos son extremadamente similares.La característica física más notable del hafnio es que tiene un muy alto neutrón-captura la sección representativa, y varios isótopos de los núcleos del hafnio pueden absorber los neutrones múltiples. Esto hace hafnio un buen material para el uso en las palancas de mando para el que los reactores nucleares sus neutrón-capturan la sección representativa son cerca de 600 veces que del circonio. (Otros elementos que son buenos neutrón-amortiguadores para las palancas de mando son el cadmio y el boro .)
La separación de hafnio y de circonio llega a ser muy importante en la industria de energía atómica, puesto que el circonio es un buen metal del revestimiento de la combustible-barra, con las características deseables de una sección representativa muy baja de la captura de neutrón, y una buena estabilidad química en las temperaturas altas. Sin embargo, debido a las características de neutrón-absorción del hafnio, las impurezas del hafnio en circonio lo harían ser lejos menos útil para los usos de los materiales del reactor nuclear. Así una separación casi-completa de circonio y de hafnio es necesaria para su uso en energía atómica.
El carburo del hafnio es la mayoría del compuesto binario refractario sabido, con un °C del punto de fusión >3890, y el nitruro del hafnio es más el material refractario de todos los nitruros sabidos del metal, con un punto de fusión del °C de 3310 . Esto ha llevado a las ofertas que el hafnio o sus carburos pudo ser útiles como materiales de construcción que se sujetan mismo a las temperaturas altas.
El metal es resistente a los álcalis concentrados pero los halógeno reaccionan con él a los tetrahalides del hafnio de la forma. Es notable porque tiene la energía de excitación más alta de cualquier isómero comparable duradero de cualquier elemento. Un gramo de Hf-178-m2 puro contendría aproximadamente 1330 los megajoules de la energía, el equivalente de estallar cerca de 317 kilogramos (700 libras) TNT . Los usos posibles que requieren tal almacenaje de energía alto concentrado están de interés. Por ejemplo, se ha estudiado como fuente de energía posible para los lasers del rayo gama
Usos
El hafnio se utiliza para hacer las palancas de mando para los reactores nucleares debido a su capacidad de absorber los neutrones (su sección representativa de absorción de neutrón termal es casi 600 por el del circonio), las características mecánicas excelentes y las características excepcionales de la corrosión-resistencia. Otro utiliza:
en las lámparas incandescentes de gas y para el oxígeno y el nitrógeno del barrido,
Como el electrodo en el corte del plasma debido a su capacidad de verter electrones en el aire,
y en el hierro, el titanio, el niobio, el tantalio, y el otro del metal alea
Un compuesto hafnio-basado se emplea en aisladores de la puerta en el 45 generación del nanómetro de los circuitos integrados Intel, IBM y de otros. El hafnio óxido-basó compuestos es los Altos-k dieléctricos práctico permitiendo la reducción de la corriente de salida de puerta que mejora funcionamiento en tales escalas.
El DARPA ha estado financiando intermitentemente programas en los E. para determinar la posibilidad de usar un isómero nuclear del hafnio (el Hf-178-m2 antedicho) para construir las pequeñas, altas armas de la producción con la radiografía simple que accionaba el mechanisms— un uso indujo la emisión gamma . Ese trabajo sigue durante dos décadas de investigación básica de una comunidad internacional en los medios para lanzar la energía almacenada sobre demanda. Hay considerable oposición a este programa, ambas porque la idea puede no trabajar, y porque los países uninvolved pudieron percibir un " imaginado; gap" del arma del isómero; eso justificaría su desarrollo y almacenamiento posteriores de armas nucleares convencionales. Una oferta relacionada es utilizar el mismo isómero para accionar los vehículos aéreos acobardados, que podrían seguir siendo aerotransportados por semanas a la vez.
Historia
Los 1869 que la tabla periódica por el Mendeleev tenía predijeron implícito la existencia de un análogo más pesado del titanio y del circonio, pero en 1871 Mendeleev colocó el lantano en ese punto.
La existencia de un boquete en la tabla periódica para a todavía a ser el elemento descubierto 72 fue predicha por el Henry Moseley en 1914. El hafnio fue nombrado para el conocido latino Hafnia para el " " de Copenhague ;, la ciudad natal Niels Bohr . Fue descubierto por el Dirk Coster y el Jorge von Hevesy en el 1923 en Copenhague, Dinamarca, validando la predicción original 1869 de Mendeleev. Pronto después de eso, el nuevo elemento fue predicho para ser asociado al circonio usando las teorías de Bohr del átomo, y finalmente fue encontrado en el Zircon con análisis de la espectroscopia de la radiografía en el Noruega .
El hafnio fue separado del circonio con la recristalización repetida del amonio doble o de los fluoruros del potasio por Jantzen y von Hevesey. El hafnio metálico primero fue preparado por el Antón Eduard van Arkel y enero Hendrik de Boer pasando el vapor del tetra-yoduro del hafnio sobre un filamento heated del tungsteno . Este proceso para la purificación diferenciada del Zr y del Hf es todavía funcionando hoy.
La facultad de la ciencia de la universidad de las aplicaciones de Copenhague en su sello una imagen estilizada del hafnio.
Ocurrencia
El hafnio se estima para componer cerca de 0.00058% corteza superior de s de la tierra de la 'por peso. Se encuentra combinado en compuestos naturales del circonio pero no existe como elemento libre en naturaleza. Minerales que contienen el circonio, tal como alvite [[torio|El Th], el Thortveitite H2O] del Si del Zr ) [[el oxígeno O]] 4, y el Zircon (ZrSiO4), contienen generalmente entre el hafnio de 1 y del 5%. El hafnio y el circonio tienen química casi idéntica, que hace los dos difíciles separarse. Alrededor la mitad de todo el metal del hafnio manufacturado se produce como subproducto del refinamiento del circonio. Esto se hace con la reducción del hafnio (IV) el cloruro con el magnesio o el sodio en el Kroll de proceso.Una fuente importante de minerales del zircon (y por lo tanto hafnio) es los depósitos de mineral pesados de las arenas del mineral, las pegmatitas particularmente en el el Brasil y el Malawi, e intrusiones de la carbonatita particularmente el depósito polimetálico de la corona en la autógena del montaje, Australia occidental. Una fuente potencial de hafnio es tobas volcánicas de la traquita que contienen el raro Eudialyte de los silicatos del zircon-hafnio o el Armostrongite, en el Dubbo en Nuevo Gales del Sur, Australia.
Precauciones
El cuidado necesita ser tomado al trabajar a máquina el hafnio porque, como su circonio del metal de la hermana, cuando el hafnio se divide en partículas finas, es el pirofórico y puede encender espontáneo en aire (véase la respiración del dragón para una demostración). Los compuestos que contienen este metal son encontrados raramente por la mayoría de la gente. El metal puro no se considera tóxico, pero los compuestos del hafnio deben ser manejados como si sean tóxicos porque las formas iónicas de metales están normalmente en el riesgo más grande para la toxicidad, y la prueba animal limitada se ha hecho para los compuestos del hafnio.
Isótopos
considera también: Isótopos l hafnio
Compuestos
considera también:
Ver también
Isómero nuclearEmisión gamma inducida
Zircon
.
| Random links: | Multitud de Goodie | Elgaria | Chevrolet Pequeño-Bloquea el motor | El triángulo, Manchester | Bardez |