Химия - Гафний - Физические свойства

01 марта 2011


Оглавление:
1. Гафний
2. История открытия и происхождение названия
3. Получение
4. Физические свойства
5. Применение

Гафний обладает высоким сечением захвата тепловых нейтронов -, тогда как у его химического аналога, циркония, сечение захвата на 2 порядка меньше, около 2×10 барн . В связи с этим цирконий, используемый для создания реакторных ТВЭЛов, должен быть тщательно очищен от гафния. Один из редких природных изотопов гафния, Hf, проявляет слабую альфа-активность.

Химические свойства

Гафний, как и тантал, достаточно инертный материал из-за образования тонкой пассивной плёнки оксидов на поверхности. В целом, химическая стойкость гафния гораздо больше, чем у его аналога — циркония.

Лучшим растворителем гафния является фтороводородная кислота, или смесь фтороводородной и азотной кислот, а также царская водка.

При высоких температурах гафний окисляется на воздухе, а в кислороде сгорает. Реагирует с галогенами. По стойкости к кислотам подобен стеклу. Также как и цирконий, обладает гидрофобными свойствами.

Важнейшие химические соединения

Соединения двухвалентного гафния

• HfBr₂ — твёрдое вещество чёрного цвета, самовоспламеняющееся на воздухе. Разлагается при температуре 400 °C на гафний и тетрабромид гафния. Получают диспропорционированием трибромида гафния в вакууме при нагревании.

• Hf₂ — белый осадок, растворимый в серной и фтороводородной кислотах. Получают обработкой растворов солей гафния ортофосфорной кислотой.

Соединения трёхвалентного гафния

• HfBr₃ — чёрно-синее твёрдое вещество. Диспропорционирует при 400 °C на дибромид и тетрабромид гафния. Получают восстановлением тетрабромида гафния при нагревании в атмосфере водорода или с металлическим алюминием.

Соединения четырёхвалентного гафния

• HfO₂ — бесцветные моноклинные кристаллы или бесцветные тетрагональные кристаллы. Последние имеют t_пл 2900 °C, малорастворимы в воде, диамагнитны, обладают более основным характером, чем ZrO₂ и обнаруживают каталитические свойства. Получают нагреванием металлического гафния в кислороде или прокаливанием гидроксида, диоксалата, дисульфата гафния.

• Hf₄ — белый осадок, растворяющийся при добавлении щёлочей и пероксида водорода с образованием пероксогафниатов. Получают глубоким гидролизом солей четырёхвалентного гафния при нагревании или обработкой растворов солей гафния щёлочами.

• HfF₄ — бесцветные кристаллы. t_пл 1025 °C, плотность — 7,13 г/см³. Растворим в воде. Получают термическим разложением соединения₂ в токе азота при 300 °C.

• HfCl₄ — белый порошок, сублимирующийся при 317 °C. t_пл 432 °C. Получают действием хлора на металлический гафний, карбид гафния или смесь оксида гафния с углем.

• HfBr₄ — бесцветные кристаллы. Сублимируются при 322 °C. t_пл 420 °C. Получают действием паров брома на нагретую до 500 °C смесь оксида гафния с углем.

• HfI₄ — жёлтые кристаллы. Сублимирует при 427 °C и термически диссоциирует при 1400 °C. Получается взаимодействием гафния с иодом при 300 °C.

Просмотров: 8596

<<< Галлий

Гелий >>>