ハフニウムは光沢のある銀色の灰色の遷移金属です。 1923年に発見され、それは周期表に追加される安定な核を持つ次の最後の要素でした（最後のものは1925年にレニウムでした）。 ハフニウム(Hafnium)は、コペンハーゲンのラテン語で”ハフニア”を意味する。 この要素は、原子力産業、電子機器、セラミックス、電球、および超合金の製造におけるその使用を含むいくつかの非常に重要な商業用途を有する。,
ハフニウムは自然界ではほとんど遊離しておらず、代わりにほとんどのジルコニウム鉱物中に最大5％の濃度で存在する。 実際、ハフニウムはジルコニウムに非常に化学的に類似しているので、二つの元素を分離することは非常に困難である。 ほとんどの市販のハフニウムは、ジルコニウム精製の副産物として製造される。
Chemicoolによると、ハフニウムは地球上で45番目に豊富な元素であり、地球の地殻の重量によって約3.3部（ppm）からなる。 ハフニウムは、露出した表面に酸化膜が形成されるため、腐食に対して非常に耐性があります。, 実際、それはフッ化水素を除く水、空気およびすべてのアルカリおよび酸によって変化しないです。
Jefferson Labによると、炭化ハフニウム（HfC）は、ほぼ華氏7,034度（摂氏3,890度）で既知の二元素化合物の最高融点を持っています。 化合物の窒化ハフニウム（HfN）はまた、約5,981度F（3,305度C）の高い融点を有する。 三元素の化合物の中で、タングステンとハフニウムの混合炭化物は、化学の世界によると、7,457度F（4,125度C）で、任意の既知の化合物の単一の最高融点を, 他のいくつかのハフニウム化合物には、フッ化ハフニウム（HfF4）塩化ハフニウム（HfCl4）および酸化ハフニウム（HfO2）が含まれる。
ちょうど事実
- 原子番号（核内の陽子の数）：72
- 原子記号（元素の周期表上）：Hf
- 原子量（原子の平均質量）：178.49
- 密度：13。,立方センチメートル当たり3グラム
- 室温での相：固体
- 融点：4,051華氏（2,233℃）
- 沸点：8,317華氏（4,603℃）
- 同位体の数（中性子の数が異なる同じ元素の原子）：32その半減期は質量数154から185
- 最も一般的な同位体：Hf-174、Hf-176、hf-177、hf-178、hf-179およびhf-180。,
discovery
chemistry worldによると、ハフニウムの存在は発見の数十年前に予測されていました。 この元素は、はるかに一般的なジルコニウムと化学的に区別することはほぼ不可能であったため、非常に分かりにくいことが判明しました。,
ハフニウムは、1869年にロシアの化学者で発明者のディミトリ—メンデレーエフが周期律を開発したときにはまだ知られていませんでした-元素周期表の前近代版—。 しかし、彼の研究では、メンデレーエフは、特性がジルコニウムやチタンに似ているが重い元素が存在することを正しく予測しました。
1911年、すでに希土類元素ルテチウムを発見していたフランスの化学者Georges Urbainは、Chemicoolによると、彼は最終的に行方不明の元素72を発見したと信じていました。, しかし、数年後、彼の発見はすでに発見されたランタニド（周期表の原子番号15の金属元素57から71）の組み合わせであることが示された。
それはテーブル内の要素のこれら二つのタイプの間の境界に落ちたので、行方不明の要素72が遷移金属または希土類金属であろうかどうかはまだ それが希土類元素であると信じていた化学者は、Chemistry Worldによると、希土類を含む鉱物の中で多くの無駄な検索を行いました。,
しかし、化学と物理学の両方の分野から生じる新しい証拠は、元素72が遷移元素であるという考えを支持した。 例えば、科学者たちは、元素72が周期表のチタンとジルコニウムを下回り、これらの両方が既知の遷移元素であることを知っていました。 さらに、量子論の創始者の一人であるデンマークの物理学者Niels Bohrは、Chemistry Worldによると、元素72は元素の電子配置に基づいて遷移金属であると予測しました。,
1921年、ボーアはハンガリーの化学者ゲオルク—フォン—ヘーヴェシーとオランダの物理学者ディルク-コステルトに、ジルコニウム鉱石中の元素72の探索を奨励した。 彼の原子構造の量子論に基づいて、ボーアは新しい金属がジルコニウムと同様の化学構造を有することを知っていたので、Chemicoolによると、二つの元素が同じ鉱石で発見される可能性が強かった。
Von HevesyとCosterはボーアの助言を受け、X線分光法を用いてジルコニウム鉱石の研究を進めた。, 彼らは、化学と工学のニュースによると、電子が原子内の殻とサブシェルをどのように埋めるかというボーアの理論を使用して、二つの元素のX線スペクトルの違いを予測しました。 この方法は最終的に1923年にハフニウムの発見につながった。 この発見は、周期表に残っている唯一の六つのギャップの一つでした。 彼らはボーアの故郷であるコペンハーゲン（Hafniain Latin）にちなんで新しい要素を命名した。,
用途
ハフニウムは、非常に耐腐食性があり、中性子の優れた吸収剤であり、核分裂反応を維持するために使用される重要な技術である原子力潜水艦および原子炉制御棒での使用を可能にする。 制御棒は核分裂連鎖反応を能動態に保ちますが、また制御を越えて加速することを防ぎます。
ハフニウムは、陰極およびコンデンサなどの電子機器、ならびにセラミックス、写真用フラッシュ電球および電球フィラメントに使用される。, Jefferson Labによると、真空管ではゲッターとして使用されており、管から微量のガスと結合して除去する物質です。 ハフニウムは、一般に、チタン、鉄、ニオブおよびタンタルなどの他の金属と合金化される。 例えば、耐熱ハフニウム-ノビウム合金は、宇宙ロケットエンジンなどの航空宇宙用途に使用されている。
化合物ハフニウム炭化物は、ちょうど二つの元素からなる任意の化合物の最高融点を有し、Chemicoolによると、高温炉および窯を並べるために使用するこ
誰が知っていましたか？,
- ハフニウムは、粉末形態で発火性（自発的に発火する）である。
- イギリスの化学者Henry Moseleyは、Georges Urbainの元素”celtium”がジルコニウムの下にある真の元素ではないことに気付いた科学者でした。 残念なことに、第一次世界大戦はこの若い科学者の重要な研究を中断しました。 モーズリーは忠実にイギリス陸軍の王立工兵に入隊し、1915年に狙撃兵によって殺された。 彼の死により、イングランドは著名な科学者が戦闘に従事することを禁止する新しい政策を確立した。,
- 1925年、オランダの化学者Anton Eduard van ArkelとJan Hendrik de Boerは高純度のハフニウムを製造する方法を思いつきました。 これを行うために、科学者たちはChemicoolによると、純粋なハフニウムの結晶棒で、その結果、ホットタングステン線上の四ヨウ化ハフニウムを分解しました。 この方法をクリスタルバープロセスと呼びます。
- ハフニウムの核異性体は、潜在的な武器として長い間議論されてきました。 ハフニウム論争では、科学者たちは、要素がエネルギーの急速な放出を引き起こすことができるかどうかを議論する。,
- ジルコニウムは化学的にハフニウムと非常によく似ていますが、中性子の吸収が非常に悪いという点でハフニウムとは異なります。 従ってジルコニウムは中性子が容易に移動できることが重要である燃料棒の外の層で使用されます。
ハフニウムで地球の層をデート
最近の研究では、研究者の国際的なチームは、地球の最初の地殻が約45億年前に形成されたことを確認す, 研究者たちは、サイエンス-デイリーの研究プレスリリースによると、隕石は小惑星ベスタに由来し、岩の破片を地球に送った大きな衝撃に続いていると信じています。 研究者によると、隕石はすべての惑星を形成した元の材料の断片です。 研究のために、彼らは隕石の同位体ハフニウム-176とハフニウム-177の比率を測定した。 これは彼らに地球の構成の出発点を与えました。 彼らは、結果を地球上で最も古い岩石と比較し、基本的に地殻が4の周りにすでに地球の表面に形成されていたことを確認しました。,5億年前。 彼らの調査結果は、国立科学アカデミー（PNAS）のProceedingsに掲載されています。