Гафний радиус

В V периоде элемент IV группы — цирконий — непосредственно следует за элементом П1 группы —. иттрием, а в VI пер1Иоде между элементом III группы — лантаном — и элементом IV группы — гафнием — вклиии-вается длииный ряд лантанидов. У лантанидов происходит достройка электродами третьего снаружи электронного слоя. С возрастанием за1ряда атомного ядра у них электронные оболочки все более стягиваются к ядру, и радиус атома уменьшается (табл. 13). Из-за этого, и у элементов, следующих за лантанидами, атомные радиусы оказываются относительно малым и близкими к атомным радиусам соответствующих элементов V периода. Сходство строения атомов здесь дополняется близостью. их радиусов. Поэтому и по химическим свойствам элементы цирконий и гаф,ний, ниобий и тантал, молибден и вольфрам и т. д. оказываются попарно чрезвычайно сходными. [c.152]

Как видно из приведенных данных, в ряду Ti—Zr—Hf несколько увеличиваются первые энергии ионизации. При переходе от Ti к Zr возрастают атомные и ионные радиусы, а цирконий и гафний из-за лантаноидного сжатия имеют почти одинаковые размеры атомов и ионов. Поэтому свойства Zr и Hf очень близки и их разделение — одна из сложнейших проблем неорганической технологии. [c.528]

Неизменность радиуса у атомов элементов побочных подгрупп при переходе от пятого к шестому периоду объясняется так называемым лантаноидным сжатием . Суть этого явления заключается в следующем. Обычно в группе элементов сверху вниз в результате увеличения числа электронных слоев радиус атома должен увеличиваться, в периоде слева направо под влиянием увеличения заряда ядра—уменьшаться. В побочных подгруппах при переходе от четвертого к пятому периоду наблюдается некоторое увеличение радиусов атомов, но от пятого к шестому периоду радиусы не увеличиваются. Особенность шестого периода состоит в том, что он включает в себя 14 элементов-лантаноидов, стоящих между лантаном и гафнием, у которых заполняется третий сверху электронный слой. Увеличение заряда ядра на 14 единиц без изменения числа электронных слоев вызывает уменьшение радиусов атомов лантаноидов — лантаноидное сжатие. Следовательно, при переходе от лантана к гафнию радиус его атома уменьшается в большей степени, чем это наблюдается при переходе от III к [c.272]

Химические свойства ионов титана(IV), циркония(IV) и гафния (IV) напоминают свойства ионов урана, церия, олова, свинца, германия и кремния той же степени окисления свойства ионов титана(III) обнаруживают общность с ионами V(III), Fe(III) и Al (III). Имея почти одинаковые атомные и ионные радиусы вследствие лантаноидного сжатия (2г 0,145 нм Hf 0,144 нм 2г + 0,074 нм Hf+ 0,075 нм), цирконий и гафний очень похожи друг на друга по химическим свойствам. Цирконий и гафний образуют всегда общие минералы. Наиболее удобными технологическими методами разделения циркония и гафния являются ионный обмен или жидкостная экстракция. [c.609]

Между титаном и цирконием имеется несомненное сходство, но есть и различие. Между цирконием и гафнием наблюдается исключительное химическое родство, объясняемое не только подобием строения электронных оболочек, но и тем, что их атомные и ионные радиусы почти одинаковы (следствие лантаноидного сжатия ). Атом же титана значительно меньше, поэтому валентные электроны у циркония и гафния расположены на больших расстояниях от ядра, более эффективно экранированы от него внутренними электронными оболочками и, следовательно, менее прочно связаны с ядром. Потенциалы иониза- [c.208]

Атомный радиус ванадия заметно мег ьше, чем ниобия, а при переходе от ниобия к танталу радиус атома практически не изменяется, несмотря на то, что у тантала появляется новый электронный слой. Аномально малое значение атомного радиуса тантала обусловлено, как и в случае гафния, влиянием лантаноидной контракции. У ниобия и тантала в степени окисления +5 к тому же совпадают и ионные радиусы, что обусловливает большое сходство химических свойств этих элементов. [c.300]

IV группе у элементов побочных подгрупп четвертого и пятого периодов. Таким образом, несмотря на появление нового электронного слоя, радиусы атомов гафния и последующих за ним в периоде элементов оказываются примерно равными радиусам атомов выше расположенных в подгруппе элементов. [c.272]

Физические свойства. Одним из важнейших свойств гафния является способность испускать электроны как в металлическом, так и в солеобразном состояниях. Поэтому он применяется в рентгено- и радиотехнике. По физическим свойствам он больше всего похож на цирконий, ближайшим аналогом которого является, что обусловливается одинаковым построением электронной оболочки, близкими величинами радиусов атомов и ионов одинаковой зарядности и одинаковым кристаллическим строением. Место его в таблице Менделеева определено на основании рентгеновского спектра. В чистом виде гафний, как и цирконий, — металл серебристо-белого цвета, твердый, хрупкий плотность 13,31, очень тугоплавкий (т. пл. 2222° С). [c.302]

Радиусы атомов циркония и гафния, а также радиусы их ионов (Э " ) из-за лантаноидного сжатия имеют почти одинаковые размеры. Поэтому свойства циркония и гафния очень близки. Разделение Zr и Hf — одна из сложнейших проблем химической технологии. [c.283]

Окислы. Атом кислорода невелик, его радиус меньше радиусов атомов углерода и азота однако настоящие фазы внедрения кислорода — только твердые растворы и низшие окислы переходных металлов. В силицидах и боридах фактором, препятствующим образованию фаз внедрения, является большой атомный радиус, в окислах такой фактор — электронная структура атома кислорода. Электронная оболочка атома кислорода ls 2s 2p имеет два неспаренных электрона. Кислород подчиняется правилу октета, и завершенная электронная структура может быть получена путем приобретения двух электронов. Поэтому у кислорода донорная способность ослаблена склонностью к поглощению электронов. Цирконий и гафний легче отдают электроны, поэтому только титан образует с кислородом фазу переменного состава на основе окисла TiO с преимущественно металлической связью (радиус кислорода в ней 0,7 A) и координационным числом титана 6. [c.236]

Свойства циркония и гафния и их соединений. Химические свойства циркония, гафния и их соединений очень близки. Сходство именно этих элементов наибольшее по сравнению с другими родственными парами (тантал — ниобий, вольфрам — молибден). Это объясняется тем, что вследствие лантаноидного сжатия радиусы атомов 2г и Н (соответственно 0,145 и 0,144 нм), а также радиусы ионов 2г + и Н + (0,074 и 0,075 нм) практически одинаковы, Ниже рассмотрены свойства этих элементов и некоторых их соединений. [c.132]

Общая характеристика элементов подгруппы титана. Атомы этих элементов имеют электронную конфигурацию (п— )d ns . Их высшая валентность равна четырем, но бывают двух- и трехвалентными. Стабильность высшей валентности немного увеличивается с увеличением порядкового номера, но в главной подгруппе от германия к свинцу она уменьшается. Устойчивость соединений двух- и трехвалентных элементов невелика и убывает от титана к гафнию. Цирконий является немного металличнее титана, а свойства гафния очень близки к цирконию. Отделить гафний от циркония — задача очень сложная. Благодаря лантаноидному сжатию радиусы атома Hf и иона Hf " меньше, чем у циркония, потенциал ионизации (7,3 в) на 0,5 в выше, чем у циркония. Плотность гафния в 2 раза больше плотности циркония, а электродные потенциалы Э/Э у них обоих близки к —1,5 в. Титан обычно не образует ионов Ti . [c.329]

Комплексообразование. Цирконий и гафний образуют большое число комплексных соединений с анионами и нейтральными молекулами. По сути дела, подавляющ,ее большинство соединений Zr и Hf комплексные. Относительная устойчивость комплексных соединений с различными анионами зависит от заряда и радиуса аниона. Если исходить из ионных радиусов, то порядок, в котором должны быть расположены одновалентные анионы по склонности к комплексообразованию, следующий [c.305]

Второе исключение из общей закономерности увеличения атомных радиусов в группах наблюдается у элементов, следующих за лантаноидами. Уменьшение радиусов атомов лантаноидов с увеличением атомной массы носит название лантаноидного сжатия. Причина его та же самая — с увеличением заряда ядра растет притяжение электронов. Число же,электронных слоев в пре-делах одного и того же периода не увеличивается. В результате лантаноидного сжатия атомный радиус гафния, (0,157 нм) оказывается равным радиусу циркония (0,157 нм), что, как следствие, приводит к очень большому сходству в химических свойствах циркония и гафния, а также ниобия и тантала. Кроме лантанс>идного [c.74]

Фазы внедрения образуются и при взаимодействии титана, циркония и гафния с углеродом и азотом. Растворимость этих элементов в титане и его аналогах значительно меньше, чем водорода, хотя они также образуют твердые растворы внедрения. Поскольку атомные радиусы углерода и азота больше, чем водорода, предельный состав фаз внедрения в этом случае отвечает формуле ЭС и ЭЫ, т. е. заполняются только октаэдрические пустоты в ГЦК решетке. Эти фазы относятся к наиболее тугоплавким. Ниже приводим температуры плавления карбидов и нитридов в сопоставлении с температурами плавления металлов [c.243]

Самым низким потенциалом ионизации обладает первый элемент каждого периода (щелочные металлы) убывают они от лития к францию, что определяет и нарастание восстановительной активности металлов в том же направлении. Эти закономерности характерны для всех элементов главных подгрупп. В побочных подгруппах ( -элементы), наоборот, возрастает потенциал ионизации у нижних элементов, стоящих за лантаноидами (от гафния к ртути). В связи с этим они весьма пассивные металлы, обладающие очень слабыми восстановительными свойствами, более слабыми, чем у вышестоящих элементов в той же подгруппе. Это — следствие так называемого лантаноидного сжатия. Оно заключается в том, что 14 электронов, застраивающих 4/-подуровень, не могут полностью экранировать действие возрастающего заряда ядра на внешние валентные 6з-электроны. Поэтому прочность связи б5-электронов с ядром постепенно возрастает, радиусы [c.80]

Радиусы атома и иона гафния Н меньше, чем у циркония (табл.32) вследствие лантаноидного сжатия. [c.409]

Физико-химические характеристики титана и его аналогов дефектность <1- электронной оболочки, средние по величине значения потенциалов ионизации и атомных радиусов, высокие температуры плавления и типичные для металлов плотноупакованные структуры обуславливают многообразие металлохимических возможностей этих элементов. Титан и его аналоги цирконий и гафний образуют непрерывные твердые растворы друг с другом в обеих модификациях. Это тройная система является единственным примером системы, в которой реализуется два вида непрерывных твёрдых трехкомпонентных растворов в двух модификациях (а+р - Т1). Со многими переходными металлами они также образуют твердые растворы замещения, часто непрерывные (Р-Т1 с ванадием). При этом по мере увеличения различия в электронной конфигурации атомов растворимость элементов в титане [c.120]

Фазы внедрения образуются при взаимодействии титана (как и циркония, и гафния) с углеродом и азотом. Растворимость этих элементов в титане и его аналогах значительно меньще, чем водорода. Поскольку атомные радиусы углерода и азота больше, чем у водорода, предельный состав фаз внедрения в этом случае отвечает формуле ТЮ и (Т Мх= 0,56-1)1 т.е. заполняются только октаэдрические пустоты в ГЦК решётке. Эти фазы относятся к наиболее тугоплавким. Следует отметить, что температуры плавления карбидов и нитридов существенно вьппе, чем самих металлов. А сплав 80% Т1С + 20% НЮ плавится рекордно высоко - при 4215 С. Эго самый тугоплавкий из всех известных в настоящее время материалов. Карбиды и нитриды титана и его аналоги к тому же обладают высокой твердостью, жаростойкостью, исключительно коррозионностойки и инертны по отношению к расплавленным металлам. [c.119]

Большинство упомянутых элементов замещает в кристаллической решетке сподумена литий. При оценке заместителей лития в структуре сподумена следует иметь в виду то, что литий обнаруживает сходство не только с ближайшим соседом по группе — натрием, но и с элементами соседней группы, прежде всего с магнием и кальцием. Это понятно, если учесть, что ионный радиус лития лишь на 5% отличается от ионного радиуса магния и его величина, таким образом, находится в пределах 0,7—0,9 А (аналогично радиусам циркония, гафния, олова, железа и других элементов). В ряде случаев в структуре сподумена замещается алюминий. [c.182]

Гафний (названный так в честь древнего названия столицы Дании) оказался не менее редким элементом, чем медь он сотни раз проходил через руки химиков, но ускользал от их внимания вследствие своего необычайного сходства с циркорием. Он проникал во все препараты, которые принимались за чистейший цирконий или его соли, накопляясь в них иногда в количестве до 5%. Столь большая близость в свойствах наблюдается лишь среди редкоземельных элементов, и этот факт находит свое объяснение в периодическом законе. Гафнию предшествует длинный ряд редкоземельных металлов, на протяжении которого наблюдается неуклонное уменьшение радиуса атома (лантанидная контракция). Поэтому у гафния радиус иона оказывается относительно малым и близким к радиусу иона циркония. [c.672]

По типу внедрения образуют твердые растворы с титаном, цирконием и гафнием также кислород и бор. Так, кислород в a-Ti растворяется вплоть до 34 ат. долей, % при 925 °С, до 40 ат. долей, % в a-Zr и до 20 ат. долей, % в a-Hf, по типичных фаз внедрения обычно ие образует в силу высокой электроотрицательности. Однако существующие низшие оксиды титана Ti O и TiaO с металлидными свойствами можно формально рассматривать как фазы внедрения с частично заполненными октаэдрическими пустотами. Бориды состава ЭаВ и ЭВ являются металлоподобиыми фазами внедрения, твердыми и тугоплавкими, хотя и уступают в этом отношении карбидам и нитридам. Известны, кроме того, фазы состава ЭВг для всех элементов подгруппы титана. Однако их принадлежность к фазам внедрения сомнительна, поскольку атомный радиус бора не позволяет его атомам размещаться в небольших тетраэдрических пустотах. [c.244]

Существование в Периодической системе вставных d и /-рядов существенно влияет на ионизационные потенциалы и атомные (ионные) радиусы последующих элементов. Особенно велико влияние заполненного 4/1 -слоя, которое называется лантаноидным сжатием (контракцией). Это явление заключается в том, что наличие завершенного 4/14-уровня способствует уменьшению объема атома за счет взаимодействия оболочки с ядром вследствие последовательного возрастания его заряда. Поэтому, наприм(ф, с увеличением атомного номера в ряду лантаноидов происходит неуклонное уменьшение размеров атома. Это же явление объяенж т целый ряд особенностей, характерных для d- и sp-элементов VI периода, следующих за лантаноидами. Так, лантаноидная контракция обусловливает близость атомных радиусов и ионизационных потенциалов, а следовательно, и химических свойств -элементов V и VI периодов (Zr—Hf, Nb—Та, Мо—W и т. д.). Особенно ярко это выражено у элементов-близнецов циркония и гафния, поскольку гафний следует непосредственно за лантаноидами и лантаноидное сжатие компенсирует увеличение атомного радиуса, вызванное появлением дополнительного электронного слоя. Эффект лантаноидной контракции простирается чрезвычайно далеко, оказывая влияние и на свойства sp-элементов VI периода. В частности, для последних характерна особая устойчивость низших степеней окисления Т1+ , РЬ , Bi+з, хотя эти элементы принадлежат, соответственно, к III, IV и V группам. Это объясняется наличием так называемой инертной б52-эле- ктронной пары, не участвующей в образовании связей группировки электронов, устойчивость которой опять-таки обусловлена лантаноидной контракцией. У таллия, свинца и висмута участвуют в образовании связи лишь внешние бр-электроны (Tl[6s 6p ], Pb[6s 6p2], Bi[6s 6p ]). Аналогичное явление актиноидной контракции , по-видимому, также должно наблюдаться, хотя и в меньшей степени. Однако проследить это влияние пока невозможно вследствие малой стабильности трансурановых элементов и незавершенности VII периода. Таким образом, положение металла в Периодической системе и особенности структуры валентной электронной оболочки играют определяющую роль в интерпретации химических и металлохимических свойств элементов. [c.369]

ТОМОВ понемногу уменьшаются в направлении лантан — лютеций (суг 1,88 до 1,7 А) с кекоторыми нарушениями закономерности у Ей н УЬ. Потенциал ионизации увеличивается от 6,61 в у Ьа до 6,15 в у Ьи. Из-за лантаноидного сжатия в подгруппах В (кроме 1ПВ) радиусы атомов элементов шестого периода оказываются почти такими же, как и радиусы элементов пятого той же подгруппы. Это обусловливает очень большое сходство циркония и гафния, ниобия и тантала, молибдена и вольфрама и т. д. [c.81]

Методы отделения и очистки скандия от примесей. Получение чистых соединений скандия — весьма сложная задача. Это связано с тем, что скандий практически не имеет собственных руд и извлекается из комплексного сырья, содержащего много сопутствующих элементов в количествах, значительно превосходящих его содержание. Особенно большие трудности возникают при отделении от скандия РЗЭ иттриевой подгруппы, алюминия, железа, циркония, гафния и тория. Это связано с близостью ионных радиусов и ряда других свойств (см. табл. 6). [c.18]

Сложные фазы внедрения. Число трех- и многокомпонентных систем переходных металлов и неметаллов очень велико. Тройные систем могут быть образованы металлом и двумя неметаллами либо двумя металлами и одним неметаллом. Для тройных систем титана, циркония и гафния с неметаллами характерны непрерывные и ограниченные твердые растворы сложные соединения, как правило, не образуются. О взаимодействии в них можно судить по соответствующим квазибинарным системам Ti — Zr , TiN — ZrN, Ti — TiN и т. д. Возможность образования непрерывных твердых растворов в системах определяется рядом факторов. Для изоструктурных карбидов и нитридов вследствие близости размеров атомов углерода и азота решающее значение имеет соотношение радиусов атомов металлов. Поэтому карбиды и нитриды титана, циркония и гафния обладают полной взаимной растворимостью. Непрерывные твердые растворы образуются также с карбидами и нитридами металлов других групп периодической системы. В этом отношении они достаточно точно следуют правилу 15% Юм Розери, сформулированному первоначально только для металлов. В случае карбидов и нитридов автоматически выполняется условие совпадения типа связи. Полная растворимость наблюдается и в других системах, например TiBj —2гВг. Техническое значение таких фаз огромно, так как возможность регулирования состава позволяет получать материалы с широкой гаммой свойств. [c.237]

Характерной особенностью элементов подгруппы титана является образование твердых растворов и фаз внедрения с легкими неметаллами (Н, В, С, N1 О). Это обстоятельство накладывает заметный отпечаток на металлохимию этих элементов. Титан и его аналоги обладают способностью сильно поглощать водород. Фазам внедрения отвечают номинальные составы ЭН и ЭН2(Т1Н2, 2гН и 2гН2, НШ и НШг)- Для этих фаз характерна ГЦК-решетка. Фазы внедрения образуются и при взаимодействии титана, циркония и гафния с тлеродом и азотом. Растворимость этих элементов в титане и его аналогах значительно меньше, чем водорода, хотя они также образуют твердые растворы внедрения. Поскольку атомные радиусы углерода и азота больше, чем водорода, предельный состав фаз внедрения в этом случае отвечает формуле ЭС и ЭК, т.е. заполняются только октаэдрические пустоты в ГЦК-решетке. Эти фазы относятся к наиболее тугоплавким. Ниже приведены температуры плавления карбидов и нитридов металлов подгруппы титана [c.396]

ГАФНИЙ (от лат. Hafnia-Копенгаген лат. Hafnium) Hf, хим. элемент IV гр. периодич. системы, ат. н. 72, ат. м. 178,49. Прир. Г. состоит из 6 изотопов с мае. ч. 174 (0,18-0,20%), 176 (5,15-5,30%), 177 (18,39-18,55%), 178 (27,08-27,23%), 179 (13,73-13,84%), 180 (35,07-35,44%). Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов для прир. смеси изотопов 105 10 м . Конфигурация внеш. электронной оболочки 5d 6s степень окисления +4, редко -1-3, -Ь 2 энергия ионизации Hf° Hf -> Hf соотв. 723 и 1437 кДж/моль злектроотрицательность по Полингу 1,6 атомный радиус 0,159 нм, ионный радиус НГ 0,082 нм (координац. число 6). [c.504]

Ацидоэкстракомплексы малохарактерны для металлопорфиринов с катионами М +. Исключение составляют цианидные железо(П)-порфирины [10]. Порфирины М , М " " в своем составе всегда имеют один (М ) или два (М ) аниона и, по существу, являются комплексами со смешанными ацидолигандами. Расположение ацидолигандов может быть аксиальным (VI) и не аксиальным, если они отклоняются от оси 2. Примером последнего может служить диацетат-гафний-порфирин (IX) Вследствие большого кавалентного радиуса Hf(IV) он не может войти в центр полости, так как для этого необходима сильная деформация растяжения макроцикла порфирина. Поэтому Hf располагается над плоскостью N4 на расстоянии 1,01 A от ее центра и дополняет свое координационное число до 8 с помощью двух бидентатно связанных ацетат-ионов. [c.259]

На кремнеземах раздел)пот блшкие по химическим свойствам элементы, например цирконий и гафний. Вследствие большого радиуса и меньшего ионного потенциала гафния его комплексообразующая способность вьфажена слабее. Это способствует тому, что гафний из 10 М H l сорбируется в виде нейтральных комплексов, тогда как цирконий находится в основном в ввде анионных комплексов и его сорбция протекает а значительно меньшей степени. [c.250]

После первого 5й-элемента - лантана, находящегося в 3-й группе и открывающего третий переходный ряд, следуют 14 4/-элементов - лантаноидов, которые мы рассмотрим отдельно в гл. 30. Таким образом, следапощий за лантаном элемент 4-й группы - гафний - отстоит от него на 15 атомных номеров. Это приводит к дополнительному стягиванию атомного остова у последующих элементов шестого периода. В результате радиусы атомов элементов третьего переходного ряда от гафния до ртути оказываются почти такими же, как у их аналогов по группам из второго переходного ряда (от циркония до кадмия), - происходит так называемое лантаноидное сжатие. В химическом плане все это приводит к тому, что элементы третьего переходного ряда (5й-элементы) по свойствам близки к своим аналогам по группам из второго ряда (4й-элементы). [c.367]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология