Hafnium

Es gilt als eines der wenigen metallischen Elemente auf der Welt und hat eine dem Zirkonium sehr ähnliche Zusammensetzung. Tatsächlich erfolgt die Gewinnung damit, da es in seinen Mineralien und Derivaten enthalten ist. Im Folgenden erfahren Sie kurz etwas über die Eigenschaften, Merkmale und Verwendungsmöglichkeiten von Hafnium.

Was ist Hafnium?

Es ist ein Metall, das auf der Erde in einer Häufigkeit von 5,3 ppm vorkommt. Es wird durch Reduktion von Tetrahalogenid mit Magnesium gewonnen. Dieser Prozess wird mit bestimmten Maßnahmen durchgeführt, da es mit anderen Gasen gemischt werden kann. Es hat ein silbriges und glänzendes Aussehen, wird im Allgemeinen bei etwa 2222 °C geschmolzen und im Allgemeinen für die Herstellung von Kernreaktoren verwendet.

Hafnium-Symbol

Hf Es hat die Ordnungszahl 72 in der Tabelle und ein Atomgewicht von 178,49. Sein Name kommt vom lateinischen Hafnia , was Kopenhagen bedeutet, der Stadt, in der seine Entdeckung durch den Chemiker D. Coster in Zusammenarbeit mit J. Hevesy stattfand. Seitdem wissen wir, dass Zirkonium eng mit Hafnium verwandt ist.

Eigenschaften von Hafnium

Zu den bemerkenswertesten Eigenschaften dieser Verbindung gehört der Gehalt an explosiven Partikeln, die Brände verursachen können. Darüber hinaus gibt es weitere Punkte, die es identifizieren:

  • Zustand : Es gehört zur festen, pudrigen Textur.
  • Farbe : Es ist ein glänzendes Silbergrau.
  • Geschmack und Geruch : Es fehlt an Geschmack und es hat keinen spezifischen Geruch.
  • Löslichkeit : Nicht löslich in Wasser, Körperchemikalien oder Salzlösungen.
  • Toxizität : Es ist kein Grad der Toxizität bekannt.
  • Reaktivität : Es besteht die Möglichkeit einer Reaktion mit Bor, Sauerstoff, Schwefel, Silizium, Stickstoff und Kohlenstoff, sofern die Temperatur erhöht ist.
  • Struktur : Es ist transparent, ähnlich einem Diamanten.
  • Zusammensetzung : 72 Elektronen und ebenso viele Protonen.

Chemische und physikalische Eigenschaften von Hafnium

  1. Ordnungszahl : 72
  2. Zeitraum : 6
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  4. Gruppe : 4
  5. Dichte : 13,1 kg/m³
  6. Siedepunkt : 5400°C
  7. Schmelzpunkt : 2222 °C
  8. Atomradius : 125h
  9. Durchschnittlicher Radius : 155 Stunden
  10. Ionenradius (Å) : 0,81
  11. Elektronegativität : 1,3
  12. Oxidationsstufe : +4
  13. Oxid : Amphoter
  14. Spezifische Wärme : 24,06 kJ/mol
  15. Kovalenter Radius (Å) : 13:50 Uhr
  16. Elektronische Konfiguration : [Xe]4f 14 5d 2 6s 2
  17. Atommasse (g/mol) : 178,49 u
  18. Elektronen pro Schicht : 2, 8, 18, 32, 12, 2
  19. Kristallstruktur : Sechseckig
  20. Erstes Ionisierungspotential eV : 5,54 kJ/mol
  21. Wärmeleitfähigkeit : 23 W/(m·K)
  22. Elektrische Leitfähigkeit : 3,12 × 106 m-1 Ω-1

Herkunft von Hafnium

Es wurde 1923 von dem in Ungarn geborenen Chemieforscher Dirk Coster zusammen mit George Von von Hevesey in der Stadt Kopenhagen, Dänemark, entdeckt. An ihrer Seite war ein bekannter norwegischer Fachmann, der bei der Untersuchung der komplexen Trennung von Hafnium und Zirkonium half. Dieses Element kommt in Südamerika und Australien vor. Es gibt Reserven von bis zu einer Million Tonnen.

Ursprünglich wurde es zum Schneiden von dickem Stahl verwendet, später wurde es auch für die Herstellung von Metallkonstruktionen und -konstruktionen eingesetzt. Derzeit wird dieses Verfahren mit einem Plasmaschneider inklusive Hafnium-Elektroden durchgeführt.

Wofür wird Hafnium verwendet?

Es ist ein seltenes Element und seine Verwendung ist sehr spezifisch, zum Beispiel für Fusionen mit Wolfram in Elektroden und Glühfäden. Ebenso wird es für die Entwicklung von Steuerstäben für Kernreaktoren verwendet. Sein nuklearer Einsatz ist auf sein Neutronenabsorptionsvermögen und seine Korrosionsbeständigkeit zurückzuführen. Ebenso wird es von Unternehmen wie Intel und IBM zur Herstellung von Transistoren für Prozessoren verwendet.

Es wird auch zur Herstellung von Atom-U-Booten und Gaslampen verwendet. Beseitigen Sie das Vorhandensein von Stickstoff und Sauerstoff in leeren Kanälen und Bändern mit Eisen, Niob, Titan und anderen metallischen Mineralien.

Wie wird Hafnium gewonnen?

Es wird immer zusammen mit Zirkonium gefunden, was darauf hinweist, dass es im System nicht unabhängig existiert. Hafnium ist mit 1 bis 5 % zwischen den Elementen Zirkon und seinen Derivaten eingebettet. Der Trennungsprozess bereitet große Schwierigkeiten, da beide nahezu identische chemische Eigenschaften aufweisen. Um dieses Metalloid zu erhalten, muss ein Zirkonium-Reinigungsprozess durch Reduktion von Hafniumtetrachlorid mit Natrium oder Magnesium durchgeführt werden.

Vorsicht bei der Verwendung von Hafnium

Beim Umgang mit diesem Element ist Vorsicht geboten, da es nach einem Prozess der Trennung von anderen Verbindungen pyrophor wird, was auf die Möglichkeit einer Selbstentzündung hinweist. Wenn Hafnium jedoch nicht mit den entsprechenden Maßnahmen angewendet wird, kann es zu leichten Reizungen der Schleimhäute, Augen und Haut kommen. Bisher wurden jedoch keine chronischen Folgen für den Körper aufgrund der Exposition festgestellt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Verwendung dieses Metalloids aufgrund der Filterung von Protonen und der mechanischen Verwendungsmöglichkeiten von Hafnium für die Herstellung vieler Kernelemente unerlässlich ist und sich ideal für die Entwicklung verschiedener Projekte eignet.