하프늄

이는 세계에 존재하는 몇 안 되는 금속 원소 중 하나로 간주되며 지르코늄과 매우 유사한 구성을 가지고 있습니다. 사실, 미네랄과 파생물에 존재하기 때문에 추출이 함께 이루어집니다. 아래에서는 하프늄의 특성, 특성 및 용도에 대해 간략하게 알아봅니다.

하프늄이란 무엇입니까?

이는 지구상 존재비가 5.3ppm인 금속으로, 마그네슘으로 테트라할라이드를 환원하여 얻습니다. 이 공정은 다른 가스와 혼합될 수 있기 때문에 특정 조치를 통해 수행됩니다. 은빛 광택이 나는 외관을 가지고 있으며 일반적으로 약 2222°C에서 녹으며 일반적으로 원자로 제조에 사용됩니다.

하프늄 기호

Hf 표의 원자 번호는 72이고 원자량은 178.49입니다. 그 이름은 화학자 D. Coster가 J. Hevesy와 공동으로 발견한 도시인 코펜하겐을 의미하는 라틴어 Hafnia 에서 유래되었습니다. 그 이후로 우리는 지르코늄이 하프늄과 밀접한 관련이 있다는 것을 알고 있었습니다.

하프늄의 특성

이 화합물의 가장 주목할만한 특징 중 하나는 화재를 일으킬 수 있는 폭발성 입자의 함량입니다. 또한 이를 식별하는 다른 사항은 다음과 같습니다.

  • 상태 : 고형의 파우더리한 질감에 속합니다.
  • 색상 : 광택이 나는 은회색입니다.
  • 맛과 냄새 : 맛이 없고 특별한 냄새가 없다.
  • 용해도 : 물, 신체 화학물질 또는 식염수에는 용해되지 않습니다.
  • 독성 : 알려진 독성 수준은 없습니다.
  • 반응성 : 고온에서 붕소, 산소, 황, 규소, 질소, 탄소와 반응할 가능성이 있습니다.
  • 구조 : 투명하고 다이아몬드와 유사합니다.
  • 구성 : 72개의 전자와 같은 수의 양성자.

하프늄의 화학적 및 물리적 특성

  1. 원자번호 : 72
  2. 기간 : 6
  3. 차단 😀
  4. 그룹 : 4
  5. 밀도 : 13.1kg/m3
  6. 끓는점 : 5400°C
  7. 융점 : 2222°C
  8. 원자 반경 : 125h
  9. 평균 반경 : 155h
  10. 이온 반경(Å) : 0.81
  11. 전기음성도 : 1.3
  12. 산화상태 : +4
  13. 산화물 : 양쪽성
  14. 비열 : 24.06 kJ/mol
  15. 공유결합 반경(Å) : 오후 1시 50분
  16. 전자 구성 : [Xe]4f 14 5d 2 6s 2
  17. 원자질량(g/mol) : 178.49u
  18. 층당 전자 수 : 2, 8, 18, 32, 12, 2
  19. 결정구조 : 육각형
  20. 1차 이온화 전위 eV : 5.54 kJ/mol
  21. 열전도율 : 23 W/(m·K)
  22. 전기전도도 : 3.12×106m-1Ω-1

하프늄의 유래

1923년 덴마크 코펜하겐 시에서 헝가리 태생의 화학 연구자인 Dirk Coster와 Hevesey의 George Von이 발견했습니다. 그들 옆에는 하프늄과 지르코늄의 복잡한 분리를 조사하는 데 도움을 준 유명한 노르웨이 전문가가 있었습니다. 이 요소는 남아메리카와 호주에서 발견됩니다. 최대 100만 톤의 매장량이 있습니다.

처음에는 두꺼운 강철을 절단하는 데 사용되었으며, 금속 구조물 제작 및 건축물 제작으로 용도가 확대되었습니다. 현재 이 절차는 하프늄 전극을 포함하는 플라즈마 절단기를 사용하여 수행됩니다.

하프늄은 어디에 사용되나요?

이는 희귀한 원소이며 전극과 필라멘트에서 텅스텐과의 융합을 위해 매우 구체적으로 사용됩니다. 마찬가지로 원자로의 제어봉 개발에도 사용됩니다. 핵 사용은 중성자 흡수 능력과 부식에 대한 저항성 때문입니다. 마찬가지로 Intel 및 IBM과 같은 회사에서 프로세서용 트랜지스터를 만드는 데 사용됩니다.

또한 핵잠수함과 가스램프 생산에도 사용됩니다. 철, 니오븀, 티타늄 등의 금속 광물을 사용하여 빈 덕트와 인대에서 질소와 산소의 존재를 제거합니다.

하프늄은 어떻게 얻나요?

이는 항상 지르코늄과 함께 발견되며 이는 시스템 내에서 독립적으로 존재하지 않음을 나타냅니다. 하프늄은 지르콘 원소와 그 파생물 사이에 1% ~ 5%로 담궈져 있습니다. 분리 과정은 둘 다 거의 동일한 화학적 특성을 가지고 있기 때문에 큰 어려움을 안겨줍니다. 이 준금속을 얻으려면 나트륨이나 마그네슘을 사용하여 사염화 하프늄을 환원시켜 지르코늄 정제 공정을 수행해야 합니다.

하프늄 사용 시 주의사항

이 원소는 다른 화합물과 분리되는 과정을 거치면 자연 발화의 가능성이 있는 자연 발화성을 나타내기 때문에 취급할 때마다 주의가 필요합니다. 그러나 하프늄을 적절한 조치와 함께 사용하지 않을 경우 점막, 눈, 피부에 경미한 자극을 유발할 수 있습니다. 그러나 지금까지 노출로 인해 신체에 만성적인 결과가 발견된 적은 없습니다.

결론적으로 하프늄의 양성자 여과 및 기계적 용도로 인해 이 준금속의 사용은 많은 핵 원소 제조에 필수적이며 다양한 프로젝트 개발에 이상적입니다.