Гафний химические

Благодаря тому, что атомы и ионы аналогичных элементов побочных подгрупп пятого и шестого периодов имеют не только сходное электронное строение, но и практически совпадающие размеры,— а их химических свойствах наблюдается гораздо более близкое сходство, чем в случае элементов четвертого и пятого периодов. Так, цирконий по своим свойствам значительно ближе к гафнию, чем к титану, ниобий сходен с танталом в большей степени, чем с ванадием и т. д. [c.642]

Металлические и металлоподобные соединения. Порошки титана, циркония и гафния поглощают водород, кислород и азот. При этом растворенные неметаллы переходят в атомарное состояние и принимают участие в образовании химической связи. Наряду с сильно делокализованной (металлической) возникает локализованная (ковалентная) связь. Благодаря этому система приобретает повышенную твердость и хрупкость. Способность Т1, Zг и Н1 поглощать газы используется для получения глубокого вакуума, удаления газов из сплав эв и т. д. [c.531]

Химические свойства 4/-элементов (лантаноидов) в основном схожи со свойствами лантана, поэтому разделение лантаноидов (называемых также редкоземельными элементами) сильно затруднено. Поскольку 4/-электроны слабо экранируют заряд атомного ядра, размеры ионов лантаноидов +3 уменьшаются от Ьа к Ьи они мало отличаются от размеров иона У +, принадлежащего предыдущему периоду. Этот эффект получил название лантаноидного сжатия. Он проявляется и у соответствующих пар элементов других побочных подгрупп — циркония 7г и гафния Н в IV группе, ниобия КЬ и тантала Та в V, молибдена Мо и вольфрама в VI группе. [c.153]

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]

Гафний не имеет собственных минералов и в природе обычно сопутствует цирконию. По химическим свойствам он весьма сходен с цирконием, но отличается от него способностью интенсивно захватывать нейтроны, благодаря чему этот элемент используется в регулирующих и защитных устройствах атомных реакторов. При этом применяют как металлический гафний, так и некоторые его соединения, например, диоксид гафния НЮг последний применяется также при изготовлении оптических стекол с высоким показателем преломления. [c.651]

Существенный вклад внесла аналитическая химия в решение такой важной проблемы современной науки, как синтез и изучение свойств трансурановых элементов. Предсказание химических свойств трансурановых элементов оказалось более сложным, чем для элементов, входящих в периодическую систему в ее старых границах, так как не было ясности в распределении новых элементов по группам. Трудности усугублялись и тем, что до синтеза трансурановых элементов торий, протактиний и уран относились соответственно к IV, V и VI группам периодической системы в качестве аналогов гафния, тантала и вольфрама. Неправильное вначале отнесение первого трансуранового элемента № 93 к аналогам рения привело к ошибочным результатам. Химические свойства нептуния (№ 93) и плутония (№ 94) показали их близость не с рением и осмием, а с ураном. Было установлено, что трансурановые элементы являются аналогами лантаноидов, так как у них происходит заполнение электронного 5/- слоя, и, следовательно, строение седьмого и шестого периодов системы Д. И. Менделеева аналогично. Актиноиды с порядковыми номерами 90—103 занимают места под соответствующими лантаноидами с номерами 58—71. Аналогия актиноидов и лантаноидов очень ярко проявилась в ионообменных свойствах. Хроматограммы элюирования трехвалентных актиноидов и лантаноидов были совершенно аналогичны. С помощью ионообменной методики и установленной закономерности были открыты все транс-кюриевые актиноиды. Рекордным считается установление на этой основе химической природы элемента 101 — менделевия, синтезированного в начале в количестве всего 17 атомов. Аналогия в свойствах актиноидов и лантаноидов проявляется также в процессах экстракции, соосаждения и некоторых других. Экстракционные методики, разработанные для выделения лантаноидов, оказались пригодными и для выделения актиноидов. [c.16]

Малое число валентных электронов во внешнем слое атомов титана, циркония и гафния обусловливает металлические свойства этих элементов. И действительно, перечисленные элементы в виде простых веществ обладают физическими свойствами, характерными для металлов (имеют вид стали). По своим химическим свойствам они проявляют признаки металличности. В частности, элементы подгруппы титана газообразных водородистых соединений не образуют. [c.463]

История определения атомной массы элементов теснейшим образом переплетена с историей отбора и очистки препаратов, являвшихся исходными при установлении этого параметра. Достаточно вспомнить историю определения атомной массы циркония. Все значения ее начиная с 1824 г., когда она впервые была установлена Берцелиусом, и до 1924 г. были ошибочными, так как не учитывалось влияние примесей растворенного кислорода и особенно гафния — химического близнеца и постоянного спутника циркония. Отклонения от истинного значения были велики и неустойчивы, так как атомная масса гафния почти вдвое больше атомной массы циркония, а его содержание в циркониевых рудах колеблется в широких пределах. Атомная масса, установленная в 1898 г., была равна 90,81 в 1917 г.— 91,76 в 1924 г., когда объектом измерения стала соль циркония с общим количеством примесей порядка 10 %, атомная масса оказалась равной 91,22. Такой она остается и по сей день. [c.30]

В последние годы экстракция нашла широкое применение для разделения металлов и получения их в состоянии высокой чистоты. Во многих случаях она является единственным методом, который удается применить в промышленном масштабе, например, при очистке металлов, служащих топливом для атомных реакторов. Это относится как к металлам природного происхождения (уран, торий), так и к являющимся продуктами облучения (плутоний). С помощью экстракции разделяются также и другие металлы из семейства актинидов. С успехом решено разделение циркония и гафния, а также тантала и ниобия—металлов, встречающихся в природе всегда парами и, благодаря большому химическому подобию, трудных для разделения другими методами. Экстракцией можно выделить из отбросных продуктов промышленности (шлак, зола, шлам) содержащиеся в них следы различных металлов, имеющих важное техническое применение (германий, индий, церий и др.). [c.424]

Было выяснено, что гидролизованные катионы металлов лучше всего извлекаются из нитратных сред, плохо из сульфатных. Из нитратных сред хорошо извлекаются висмут (П1), железо (Н1), медь, кобальт, цинк, никель, хуже цирконий и гафний. Состав экстрагируемых комплексов был установлен, как непосредственным химическим анализом, так и методом сдвига равновесия. [c.41]

Чем объясняется большое сходство химических свойств циркония и гафния и их соединений [c.199]

Технический цирконий, применяемый преимущественно в качестве коррозионностойкого материала в химической промышленности [45], содержит до 2,5 % гафния, который трудно поддается отделению из-за сходства химических свойств циркония и гафния. Эта примесь не оказывает заметного влияния на коррозионные свойства циркония. Чистый металл с малым содержанием гафния (< 0,02 %) обладает малым Охватом тепловых нейтронов, что делает его особенно пригодным мя использования в ядерной энергетике. [c.379]

Впоследствии оказалось, что тремя упоминавшимися Мозли неизвестными элементами являются элемент 43 (технеций. Тс), 61 (прометий, Рт) и 75 (рений. Ре). В 1923 г. Д. Костер и Г. Хевеши показали, что одна из отсутствовавших линий на графике Мозли принадлежит новому элементу гафнию (Н1 72). По-видимому, работа Мозли явилась одним из наиболее важных шагов в построении периодической системы элементов. Она показала, что порядковый (атомный) номер (или заряд ядра атома), а не атомная масса является важнейшим свойством элемента, определяющим его химическое поведение. [c.312]

Соедняения циркония и гафния напоминают соединения титана. Из оксидов устойчивыми являются только диоксиды, являющиеся ио химическому характеру амфотерными с преобладанием основных свойств. И.з галидов циркония и гафния наиболее устойчивы тетрагалиды, которые представляют собой летучие, легкоплавкие (за исключением фторидов) кристаллы, в расплавленном состоянии ие проводят электрический ток под действием воды гидролизуются, С водородом и элементами VA-, IVA- и ША-подгрупп периодической системы цирконий и гафний образуют соединения интерметаллидного характера — гидриды, нитриды, фосфиды, карбиды, силиды, бориды и т. д. — и ограниченные твердые растворы, В системах, образованных цирконием и гафнием с другими металлами, во многих случаях возникают интерметаллические соединения. [c.275]

Как можно объяснить, что соединения циркония и гафния очень близки по свойствам и поэтому разделение этих элементов -- одна из сложных проблем химической технологии [c.40]

Для анализа смеси элементов, близких по химическим свойствам, применяют рентген-спектральный метод. Исследуемое вещество наносят на поверхность антикатода рентгеновской трубки, создают вакуум, облучают антикатод потоком электронов и измеряют положение и интенсивность линий возбужденного рентгеновского спектра. Метод особенно ценен для анализа, например, смеси редкоземельных металлов или циркония и гафния. [c.19]

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]

Металлические титан, цирконий и гафний в компактном состоянии химически устойчивы на воздухе до 600 °С и выше. В атмосфере чистого кислорода уже при 4UU—500 °С металлы сгорают до ЭОа. [c.365]

Содержание периодического закона является программой исследований и основой систематики для химии элементов. Периодический закон с развитием науки продолжает раскрывать свои возможности. Экспериментальные данные и теоретические исследования согласуются с периодической системой Д. И. Менделеева. Доказательства химической аналогии курчатовия (№ 104) и нильс-бория (№ 105) с гафнием (№ 72) и танталом (№ 73) еще раз подтвердили предсказательную роль системы Д. И. Менделеева. [c.426]

Разделение циркония и гафния труднее, чем любых соседних элементов, включая лантаноиды, так как их химические свойства ближе друг к другу, чем у всех остальных пар родственных элементов (рис. 3.99). Для отделения циркония от гафния применяют дробную кристаллизацию КгХгРе и К2Н Ре, ректификацию летучих соединений (ЭСЬ. и др.), ионный обмен, селективную экстракцию, последний метод наиболее широко применяют в промышленности. [c.503]

Поскольку американское издание вышло в 1962 г., то становится понятным, почему ее авторы не отметили образование криптоном и ксеноном химических соединений, а также не смогли указать на искусственное приготовление (в г. Дубне под Москвой) изотопов элемента 104 — курчатовия, являющегося аналогом гафния. При изложении материала авторы не всегда последовательны. Так, введя представление о степени окисления какого-либо атома в молекуле, они не использовали его широко, например, для характеристики состояния атомов кислорода в перекисях и особенно в надперекисях. Вызывает недоумение отсутствие четкости в описании открытия периодического закона и приписывание чести открытия этого закона наряду с Д. И. Менделеевым и Л. Мейеру. [c.7]

При высоких температурах защитное действие оксидной пленки ослабевает, и металлы проявляют заметную химическую активность. В кислороде титан, цирконий и гафний сгорают, образуя диоксиды ЭОг. Они энергично соединяются также с галогенами (ЭНа , серой (ЭЗа), азотом и углеродом. В порошкообразном состоянии Ti, 2г и Н способны поглощать большие количества водорода. [c.284]

ГАФНИЙ (Hafnium, от древнего названия Копенгагена) Hf — химический элемент IV группы 6-го периода периодической системы элементов Д. И. Менделеева, п. н. 72, ат. м. 178,49 природный Г. состоит из шести изотопов. Положение Г. в периодической системе предсказал Д. И. Менделеев задолго до его открытия. Основываясь на выводах Н, Бора о строении атома 72-го элемента, Д. Костер и Г. Хевеши обнаружили этот элемент в минералах циркония и назвали его. Г.— рассеянный элемент, не имеет собственных минералов, в природе сопутствует цирконию (I — 7%). Г.— серебристо-белый металл, т. нл. 2222 30 С чистый Г. очень пластичен и ковок, легко поддается холодной и горячей обработке. По своим химическим свойствам очень близок к цирконию, потому их трудно разделить. В соединениях Г. четырехвалентен. Металлический Г. легко поглощает газы. На воздухе Г. покрывается тонкой пленкой оксида HfOj. При нагревании реагирует с галогенами, а при высоких температурах — с азотом и углеродом, [c.65]

Титан, цирконий и гафний химически устойчивы во многих аг-ре< сивных средах, В частности, титан устойчив против действия ра творов сульфатов, хлоридов, морской воды и др. В HNO3 все они па сивируются. В отличие от циркония и гафния титан при нагревании растворяется в соляной кислоте, образуя в восстановительной атгюсфере Нг аквокомплексы Т1(П1) — [Ti(OH 2) [c.530]

Титан, цирконий и гафний химически активны только при высоких температурах. Они соединяются с галогенами, кислородом, серой и другими металлоидами, в частности, энергично поглощают водород с образованием гидридов состава МН2. Все три металла растворимы в царской водке лучшим их растворителем является смесь (HF + HNO3) [c.515]

Г фиий, а также искусственно полученный элемент курчатовин (№ 104). Конфигурация электронной оболочки атомов этих элементов такая же, как у титана, — d s . Аналоги титана цирконий и гафний являются тяжелыми металлами — их плотности соответственно 6,45 и 13,31 г/см температуры их плавления также выше, чем у титана 1852 и 2225°С. Цирконий и гафний образуют разнообразные соединения, в устойчивых и наиболее характерных из которых цирконий и гафний четырехвалентны. Устойчивость соединений, в которых эти элементы трех- и двухвалентны, невелика п убывает в направлении Ti—Zr — Hf. В этом же направлении возрастает металлическая активность этих элементов. Цирконий и гафний, подобно титану, существуют в двух полиморфных видо-измеР ениях — а и р. Также подобно титану цирконий и гафпин при обычных температурах химически неактивны и коррозионноустойчивы, а при высокой температуре реагируют с кислородом, азотом н другими элементарными окислителями. [c.275]

Цирконий и гафний — химические элемшты подгруппы титана IV группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Порядковый номер циркония 40, а гафния 72. [c.5]

Распределительная хроматография имеет большое значение для выделения из смесей чистых образцов неорганических веществ. Для этого водный раствор, содержащий соли разделяемых металлов, подают в,верхнюю часть колонки с целлюлозной пульпой, насыщенной подходящим органическим растворителем. Затем пропусканием потока органического растворителя ионы металлов вымываются в нижнюю часть колонки. Ионы металлов распределяются между водной и органической фазами. Часто для улучшения распределения в органическую фазу добавляют комплексообразующие реагенты, например 8-оксихинолин. В результате этого различные металлы будут концентрироваться в разных фракциях органической фазы (элюатах), отбираемых из нижней части колонки. Иногда соль металла очень хорошо растворима в определенном органическом растворителе, что используют для отделения этого металла. Так, уран можно количественно выделить из разнообразных минералов этиловым эфиром, содержащим азотную кислоту в качестве растворителя, с использованием целлюлозной колонки. При помощи этого же растворителя можно разделить цирконий и гафний, химические свойства которых во многом близки. [c.349]

Оба эти металла применяются в атомных реакторах. Цирконий отличается высоким сопротивлением коррозии и действию нейтронов и не подвергается изменениям во время облучения. Поэтому цирконий применяется для защиты топлива в атомных реакторах и накладывается в виде рубашки на пруты металлического урана, которые вводятся внутрь реактора. Совершенно противоположные свойства у гафния, который хороига абсорбирует нейтроны и поэтому является хорошим замедлителем. Так как оба металла, как правило, в природе встречаются вместе, то их приходится разделять. При этом возникают затруднения, связанные с большим сходством этих металлов по свойствам. Разделение их обычными химическими методами практически невозможно. Промышленное решение этого вопроса основывается на физических процессах, главным образом на экстракции органическими жидкостями из водных солянокислых или азотнокислых растворов [468, 471, 485]. [c.445]

Цирконий н сплавы hij его основе применяют как конструкционные материалы в энергетических ядерных реакторах и в химическом машиностроении, в э.иектровакуумиых приборах и в оборонной 7ехнике. Применение гафния пока довольно ограничено. [c.275]

Состав экстрагируемого комплекса устанавливался, как непосредственным химическим анализом органической фазы на ме-тг л, кислоту, хлор-ионы, воду, так и спектроскопическими методами (ИК-и ПМР-спектры) и методами,-основанными на использовании закона действия масс (метод разбавления и насыщения). В виде координационно-сольватированных соединений экстрагируются уран, цирконий, гафний, торий, теллур, селен (Me l4 [c.40]

Целью настоящей работы было исследование физико-химических процессов, проис-ходящих при формировании карбидоуглеродного композиционного материала с наполителями из наноструктурных волокон оксидов гафния и циркония. [c.196]

Освоение эффекта Мёссбауэра позволило проводить измерения в пределах 15-го знака. Метод основан на взаимодействии в определенных условиях гамма-квантов с атомными ядрами. Возможность использования этого достижения в химическом анализе уже показана на примере определения олова. Теоретически оправдано применение данного метода для аналитического определения следующих элементов железа, никеля, цинка, германия, мышьяка, рутения, сурьмы, теллура, иода, ксенона, цезия, гафния, тантала, вольфрама, рения, осмия, иридия, платины, золота, таллия, многих лантаноидов и актиноидов. Можно ожидать появления приборов, в датчиках которых используется высокая чувствительность твердых веществ к неуловимым следовым количествам реагирующих о ними веществ. Ведь при хемосорбции всего нескольких сотен атомов последних свойства твердого тела заметно изменяются, Сверхвысокочувствитмьными датчиками могут служить некото [c.11]

КУРЧАТОВИЙ (Kur hatovium, назван в честь И. В. Курчатова) Ки — радиоактивный элемент, п. и. 104, массовое число самого устойчивого изотопа 261, получен в 1964 г. группой советских ученых под руководством Г. Н. Флерова. Изотоп по своим химическим свойствам отличается от тяжелых актиноидов, близок к гафнию. [c.143]

ЦИРКОН — минерал, ортосиликат циркония ZrSiOi. В качестве примесей содержит гафний, иттрий, церий, торий, уран. Основное сырье для получения циркония, Применяют в производстве огнеупорных материалов, добавляют к кварцевому стеклу, из которого изготовляют жаропрочную и кислотоупорную лабораторную посуду. Ц. используют как химически инертное вещество в приборах, работающих при высоких температурах и в химически активных средах. Прозрачные красные и коричневые кристаллы Ц. (гиацинт) используют в ювелирном деле. [c.285]

IV группы 5-го периода периодической системы элементов Д. И. Менделеева, п. н. 40, ат. м. 91,22. Открыт Ц. в 1789,г. М, Клапротом. В состав природного Ц. входят пять стабильных изотопов, известны 14 радиоактивных изотопов. В природе распространепы главным образом минералы циркон ZrSi04 и бадде-леит ZrOa. Все природные минералы Ц. имеют примесь гафния. Ц.— металл серебристо-белого цвета с характерным блеском, т. пл. 1852° С. Химически чистый металл исключительно ковок и пластичен. В соединениях проявляет степень окисления -f-4. Ц, очень устойчив против коррозии в химически агрессивных средах. Ц., очищенный от гафния, находит применение как конструкционный материал в ядерной энергетике, электровакуумной технике (как геттер), в металлургии как легирующий металл, в химическом машиностроении. Из диоксида Ц. и циркона изготовляют огнеупорные материалы, керамику, эмали и особые сорта стекла. [c.285]

Разделение соединений циркония и гафния осуществляется труднее, чем соединений любых соседних элементов, яключяя лантаноиды, так как их химические саойства ближе друг к другу, чем у всех остальных пар родственных элементов (рис. 3.74). Химическое сходство Zr и Hf обусловлено очень [c.487]

Нет сомнения, что существует вторая группа внутрирядных не реходных элементов, в которых заполняется 5/-подуровень, од нако неясно, где действительно начинается этот ряд, где появля ются 5/-электроны. Трудность отнесения электрона к определен ному подуровню атома для элементов, стоящих после актиния заключается в близости величин энергии для 5/- и 6й-состояний Энергии, выделяющейся при образовании химической связи достаточно для перехода электрона с одного на другой энергети ческий уровень. Первый 5/-электрон должен был бы появиться у атома тория. Однако многие свойства этого элемента указывают на то, что его следовало бы поставить в подгруппу IV А под гафнием, а не в III А под церием. Протактиний и уран по их свойствам тоже больше подходят к подгруппам V Л и VI Л, нежели к празеодиму и неодиму. Однако в настоящее время есть обстоятельные спектроскопические и химические доказательства, подтверждающие мнение, что элементы, стоящие после актиния, образуют второй редкоземельный ряд, и что 5/-электроны впервые появляются у протактиния. [c.105]

Титан и его аналоги покрываются на воздухе чрезвычайно прочной защитной пленкой ЭОг. Поэтому при обычной температуре они коррозионноустойчивы в атмосферных условиях и химически устойчивы во многих агрессивных средах. Так, коррозионная стойкость титана превышает стойкость нержавеющей стали. В азотной кислоте Ti, Zr и Hf пассивируются. Цирконий и гафний (титан в меньшей степени) устойчивы в растворах щелочей. Концентрированная НС растворяет при нагревании только титан (образуется Ti la), цирконий и гафний [c.283]

Количественным показателем степени чистоты вещества служит концентрация в нем примесей, выраженная в атомных либо молярных долях. В СССР принято несколько способов классификации чистоты химических веществ. Так, вещества подразделяют по допустимой области их применения, например вещества реакторной, полупроводниковой чистоты и т. п. Чистоту вещества можно оценить по так называемому баллу чистоты , равному десятичному логарифму числа атомов основного вещества, приходящихся на один атом примеси. В производстве химических реактивов вещества по степени их чистоты подразделяют на три класса и десять подклассов класс А с содержанием примесей от 10 (I) до 10" (П)% класс В с содержанием примесей от 10 (П1) до 10" (VI)% и класс Сссодержанием примесей от 10" (VII) до 10"1 (Х)%. Начиная с 10" % примесные компоненты называют микропримесями. Те или иные примеси в веществе по-разному влияют на его свойства, поэтому их предельно допустимая концентрация может быть различной. Компоненты, влияние которых на рабочие характеристики материала наиболее значительно, получили название лимитирующих примесей. Примерами подобных примесей в материалах ядерной энергетики служат бор, гафний и кадмий, атомное содержание которых в основном материале не должно превышать 10 — 10" %, в то время как допустимое содержание других примесей составляет 0,03 — 0,04%. [c.314]

В настоящее время наука и техника предъявляют высокие требования к чистоте не только металлов. Так, глубокая очистка оксидов магния, церия и гафния, а также боридов, нитридов и карбидов, например титана и гафния, ведет к повышению жа1)Остойкости этих материалов, их химической устойчивости и механической прочности. Особо чистыми должны быть материалы, и пoльзye ыe для изготовления люминофоров . Например, ярко светящийся люминофор Ва8 отравляется ничтожнейшими следами железа. Сверхчистые вещества — основа современных исследований в биологии, медицине, сельском хозяйстве. Такие отрасли, как радиоэлектроника, оперируют с материалами, содержание примесей в которых оценивается величиной порядка 10" % (т. е. 1 часть примеси на 10 частей основного вещества). Полупроводниковая техника также требует сверхчистых материалов. Вообще изучение влияния примесей и структурных дефектов является теперь одной из основных проблем физики твердого тела. Можно сказать, что техника в настоящее время. ускоренными темпами приближается к эре сверхчистых материалов и совершеннейших искусственных кристаллов. [c.460]

В чистом виде гафний, подобно другим элементам подгруппы титана,— металл, по внешнему виду похожий на сталь. При низкой температуре устойчив. При высокой температуре, наоборот, химически очень активен. Это является общей чертой металлов Ti, 2г и Ш при нагревании они энергично соединяются с галоидами, кислородом, серой, углеродом и азотом. Карбид Н1С очень тугоплавок (/ л 3890°). Карбиды металлов подгруппы титана общей формулы ЭС (Т1С, 2гС и НГС) — очень твердые кристаллы металлического вида, применяются при изготовлении твердых сплавов. Сплав, состоящий нз 80%ДЮ и 20% НГС, отличается высокой тугоплавкостью 4215°). Высокая температура плавления характерна и для двуокиси гафния Н10а (2770°). [c.464]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология