ハフニウム - ケムザ

世界に存在する数少ない金属元素の一つと考えられており、ジルコニウムと非常によく似た組成を持っています。実際、それは鉱物や誘導体に含まれているため、抽出はそれを使用して行われます。以下では、ハフニウムの特性、特徴、用途について簡単に説明します。

ハフニウムとは何ですか?

これは地球上に5.3 ppmの存在量を持つ金属であり、四ハロゲン化物をマグネシウムで還元することによって得られます。他のガスと混合する可能性があるため、このプロセスは特定の手段を講じて実行されます。銀色で光沢のある外観をしており、通常約 2222°C で溶解し、原子炉の製造に使用されます。

ハフニウム記号

Hf表の原子番号は 72、原子量は 178.49 です。その名前は、化学者の D. コスターが J. ヘベシーと共同で発見した都市、コペンハーゲンを意味するラテン語のHafniaに由来しています。それ以来、ジルコニウムがハフニウムと密接に関係していることが知られています。

ハフニウムの特徴

この化合物の最も注目すべき特徴の 1 つは、火災を引き起こす可能性のある爆発性粒子が含まれていることです。さらに、それを識別する他のポイントは次のとおりです。

状態: 固めのパウダリーな質感に属します。
カラー：光沢のあるシルバーグレーです。
味と匂い: 味はなく、特有の匂いはありません。
溶解度: 水、ボディケミカル、生理食塩水には溶けません。
毒性: 既知の毒性レベルはありません。
反応性: 高温下ではホウ素、酸素、硫黄、ケイ素、窒素、炭素と反応する可能性があります。
構造：ダイヤモンドと同様に透明です。
構成: 72 個の電子と同数の陽子。

ハフニウムの化学的および物理的性質

原子番号: 72
期間：6
ブロックします😀
グループ: 4
密度: 13.1 kg/m3
沸点：5400℃
融点：2222℃
原子半径: 125h
平均半径: 155h
イオン半径 (Å) : 0.81
電気陰性度: 1.3
酸化状態: +4
酸化物: 両性
比熱: 24.06 kJ/mol
共有結合半径 (Å) : 1:50 pm
電子構成: [Xe]4f ¹⁴ 5d ² 6s ²
原子量 (g/mol) : 178.49 u
層ごとの電子数: 2、8、18、32、12、2
結晶構造: 六方晶系
第一イオン化ポテンシャル eV : 5.54 kJ/mol
熱伝導率：23W/(m・K)
電気伝導率：3.12×106m-1Ω-1

ハフニウムの起源

1923年にハンガリー生まれの化学研究者ダーク・コスターとデンマーク・コペンハーゲン市ヘーヴェシーのジョージ・フォンによって発見された。彼らの傍らには、ハフニウムとジルコニウムの複雑な分離の調査に協力した、有名なノルウェーの専門家もいた。この元素は南アメリカとオーストラリアで見つかります。最大100万トンの埋蔵量がある。

当初は厚い鋼材を切断するために使用されていましたが、その用途は金属構造物や建築物の作成にまで広がりました。現在、この手順はハフニウム電極を含むプラズマカッターを使用して実行されます。

ハフニウムは何に使われますか?

これは希少な元素であり、その用途は電極やフィラメントにおけるタングステンとの融合など、非常に特殊です。同様に、原子炉の制御棒の開発にも使用されます。その中性子吸収能力と耐腐食性により、核として使用されます。同様に、Intel や IBM などの企業がプロセッサ用のトランジスタを製造するために使用しています。

原子力潜水艦やガス灯の製造にも使用されます。鉄、ニオブ、チタンなどの金属鉱物を使用して、空の管や靭帯内の窒素と酸素の存在を排除します。

ハフニウムはどのようにして得られるのでしょうか？

これは常にジルコニウムとともに存在し、システム内で独立して存在しないことを示しています。ハフニウムは、元素ジルコンとその誘導体の間に 1% ～ 5% 浸漬されます。両者はほぼ同じ化学的特性を含むため、分離プロセスは非常に困難を伴います。この半金属を得るには、ナトリウムまたはマグネシウムを使用して四塩化ハフニウムを還元するジルコニウム精製プロセスを実行する必要があります。

ハフニウム使用上の注意

この元素は、他の化合物から分離される過程を経ると自然発火性となり、自然発火の可能性があるため、取り扱う際には常に注意が必要です。ただし、ハフニウムを適切な方法で使用しないと、粘膜、目、皮膚に軽度の刺激を引き起こす可能性があります。しかし、これまでのところ、暴露による身体への慢性的な影響は検出されていません。

結論として、この半金属の使用は、陽子の濾過とハフニウムの機械的用途により、さまざまなプロジェクトの開発に理想的なため、多くの核元素の製造に不可欠です。