하프늄은 찬란하고 은빛 회색의 전이 금속입니다. 1923 년에 발견 된이 원소는 주기율표에 추가 될 안정한 핵을 가진 다음으로 마지막 원소였다(마지막 원소는 1925 년 레늄이었다). 하프늄은 코펜하겐의 라틴어 단어 인 하프니아의 이름을 따서 명명되었습니다. 는 요소는 매우 중요한 상업적 응용을 포함하여,그 사용을 원자력 산업에서 전자 장비,도자기,전구에의 합금이다.,
하프늄은 거의 발견에서 무료 자연,그리고 대신은 현재 대부분에서는 지르코늄의 미네랄 농도에서는 5%입니다. 사실,하프늄은 지르코늄과 너무 화학적으로 유사하여 두 원소를 분리하는 것이 극히 어렵습니다. 대부분의 상업용 하프늄은 지르코늄 정제의 부산물로 생산됩니다.
Hafnium 은 Chemicool 에 따르면 지구 지각의 백만(ppm)당 약 3.3 부분으로 구성된 지구상에서 45 번째로 가장 풍부한 원소입니다. 하프늄은 노출 된 표면에 산화막이 형성되기 때문에 부식에 상당히 강합니다., 실제로,그것은 불화 수소를 제외한 물,공기 및 모든 알칼리 및 산에 의해 영향을받지 않습니다.
하프늄 탄화규소(HfC)가장 높은 녹는점의 모든 알려진 두 가지 요소 화합물에서는 거의 7,034 도(화씨 3,890 도 섭씨)에 따라,제퍼슨 Lab. 화합물 하프늄 질화물(hfn)은 또한 약 5,981 도 F(3,305 도 C)의 높은 융점을 갖는다. 중 화합물의 세 가지 요소가 혼합된 탄화 텅스텐과 하프늄은 단 하나 가장 높은 녹는점의 모든 알려진 화합물에서 7,457 도 F(4,125 도 C)에 따라 화학 World., 일부 다른 하프늄 화합물은 하프늄 플루오 라이드(HfF4)하프늄 클로라이드(HfCl4)및 하프늄 옥사이드(HfO2)를 포함한다.
그냥 사실
- 원자 번호(양자에서 핵):72
- 원자 기호(에서 요소의 주기율표):Hf
- 원자 무게(평균 대량의 원자):178.49
- 밀도:13.,3g 입방 센티미터 당
- 단계에서 상온:솔리드
- 융점:4,051 도(화씨 2,233 도 섭씨)
- 끓는점:8,317 도 F(4,603 도 C)
- 숫자의 동위원소(의 원자 같은 요소를 다른 번호로 중성자의): 32 누구의 절반 삶을 알려져 있으로 대용량 숫자 154 185
- 가장 일반적인 동위원소:Hf-174,Hf-176,Hf-177,Hf-178,Hf-179Hf-180.,
발견
하프늄의 존재했던 예측하기 전에 십년간의 발견에 따르면 화학 World. 이 원소는 훨씬 더 일반적인 지르코늄과 화학적으로 구별하는 것이 거의 불가능했기 때문에 매우 애매한 것으로 판명되었습니다.,
하프늄 아직도 알 수없는 경우 러시아의 화학자와 발명자 디미트리 Mendeleev 개발한 정기적인 법—pre-현대적인 버전의 원소의 주기율표—in1869. 그러나 그의 연구에서 멘델레예프는 지르코늄과 티타늄보다 특성이 비슷하지만 무거운 원소가있을 것이라고 올바르게 예측했다.
1911 년,프랑스어 화학자 Georges Urbain 했던 이미 발견 된 희토류 원소 루테튬,믿고 그가 마지막으로 발견되었습 누락된 요소 72—는 그는 이름 celtium 에 따라,Chemicool., 그러나,몇 년 후에 그의 발견은 다음과 같이 될의 조합은 이미 발견 란탄 족(15 금속원소 원자와 숫자 57 을 통해 71 에서는 정기적인 테이블).
정해지지 않았는지 누락된 요소 72 것에는 전이금속 또는 희토류 금속 때문에 떨어졌다 그것은 경계에서 이러한 두 요소의 유형 테이블에 있습니다. 화학자가 믿는 것입 희토류 원소를 실시 많은 열매를 맺지 중 검색 미네랄 포함한 희소하 지구에 따르면,화학 World.,
그러나 화학과 물리학 분야 모두에서 발생하는 새로운 증거는 요소 72 가 전이 요소가 될 것이라는 생각을지지했다. 예를 들어,과학자들이 알고 있는 요소의 72 이하로 떨어졌는 티타늄과 지르코늄에서는 정기적인 테이블과 이들 모두 알려져 있었 전환 요소입니다. 또한,덴마크 물리학 닐스 보어,하나의 창시자의 양자론,예측되는 요소의 72 것에는 전이금속에 따라 자신의 전자 전 구성 요소에 따라 화학 World.,
1921 년에는 단점이 격려 헝가리어 화학자 Georg 폰 Hevesy 와 네덜란드 물리학 Dirk Costerto—두 젊은 연구원의 연구소에서 시간을 검색에 대한 요소 72 에서 지르코늄광석. 에 따라 자신의 양자이론의 원자구조,단점이 알고 있는 새로운 금속 할 것 이와 유사한 화학적 구조를 지르코늄,이렇게 강력한 기회를 두 요소는 것을 발견에서 동일한 광석,에 따라 Chemicool.
Von Hevesy 와 Coster 는 Bohr 의 조언을 받아 x 선 분광법을 사용하여 지르코늄 광석을 연구했습니다., 그들은 사용하는 단점이론이 어떻게 전자 껍질을 채우기 및 subshells 내에서 원자를 예측 사이의 차이점을 두 가지 요소’X 선 스펙트럼,에 따라 화학과 공학의 뉴스입니다. 이 방법은 궁극적으로 1923 년에 하프늄을 발견하게되었습니다. 발견은 주기율표에 남아있는 유일한 6 개의 간격 중 하나였습니다. 그들은 Bohr 의 고향 인 코펜하겐(hafniain Latin)의 이름을 따서 새로운 요소를 명명했습니다.,
사
하프늄은 현저하게 부식-저항하는 다양한 완충기의 중성자,그 사용을 허용에서 핵 잠수함과 원자로 통제 막대한 중요한 기술 사용을 유지하는 핵분열반응. 제어봉은 핵분열 연쇄 반응을 활성 상태로 유지시킬뿐만 아니라 제어 이상으로 가속되는 것을 방지합니다.
하프늄은 음극 및 커패시터와 같은 전자 장비뿐만 아니라 도자기,사진 플래시 전구 및 전구 필라멘트에 사용됩니다., Jefferson Lab 에 따르면 튜브에서 미량 가스와 결합하여 제거하는 물질 인 getter 로 진공관에 사용됩니다. 하프늄은 일반적으로 티타늄,철,니오브 및 탄탈륨과 같은 다른 금속과 합금됩니다. 예를 들어,내열성 하프늄-노븀 합금은 우주 로켓 엔진과 같은 항공 우주 응용 분야에 사용됩니다.
하프늄 화합물 탄화물이 가장 높은 녹는점의 복합성의 두 요소를 할 수 있도록,사용되는 고온 용광로 가마에 따르면,Chemicool.
누가 알았습니까?,
- 하프늄은 분말 형태로 발열 성(자발적으로 발화)됩니다.
- 영어 화학자 Henry Moseley 는 georges Urbain 의 요소”celtium”이 지르코늄 아래에있는 진정한 요소가 아니라는 것을 깨달은 과학자였습니다. 불행히도 제 1 차 세계 대전은이 젊은 과학자의 중요한 연구를 중단 시켰습니다. Moseley 는 영국 군대의 왕실 엔지니어에 충실하게 입대했으며 1915 년 저격수에 의해 살해되었습니다. 그의 죽음으로 인해 영국은 저명한 과학자들이 전투에 참여하는 것을 금지하는 새로운 정책을 수립하게되었습니다.,
- 1925 년 네덜란드의 화학자 Anton Eduard van Arkel 과 Jan Hendrik de Boer 는 고순도 하프늄을 생산하는 방법을 생각해 냈습니다. 이를 위해,과학자들이 분해 하프늄 tetraiodide 에서 뜨거운 텅스텐 와이어의 결과로 크리스탈 바의 순수한 하프늄,에 따라 Chemicool. 이 방법을 크리스탈 바 프로세스라고합니다.
- 하프늄의 핵 이성질체는 오랫동안 잠재적 인 무기로 논의되어왔다. 하프늄 논쟁에서 과학자들은 요소가 에너지의 빠른 방출을 유발할 수 있는지 여부에 대해 논쟁합니다.,
- 지르코늄은 화학적으로 하프늄과 매우 유사하지만 중성자를 흡수하는 데 매우 열악하다는 점에서 하프늄과는 다릅니다. 따라서 지르코늄은 중성자가 쉽게 여행 할 수있는 것이 중요한 연료봉의 외층에 사용됩니다.
데이트 지구의 계층으로 하프늄
최근 연구에서는 국제적인 연구자를 확인 할 수 있었는 지상 최초의 지각 형성의 주위에 45 억 년 전,덕분에 그들의 화학 분석의 하프늄에 희소타났습니다., 연구진은 믿고 운석에서 유래성 Vesta,다음과 같은 큰 영향을 미치는 바위 조각이 지구 연구에 따르면,보도 자료에 과학됩니다. 연구원에 따르면,운석은 모든 행성을 형성 한 원래 물질의 조각입니다. 연구를 위해,그들은 운석에서 동위 원소 하프늄-176 과 하프늄-177 의 비율을 측정했다. 이것은 그들에게 지구의 구성을위한 출발점을주었습니다. 그들이 비교 결과를 가장 오래된 바위 땅에서,본질적으로 확인되는 지각이 있었고 이미의 표면에 형성이 지구 주위 4.,50 억년 전. 그들의 연구 결과는 PNAS(NATIONAL Academy Of Sciences)의 절차에 발표됩니다.