Гафний атомный радиус

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]

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]

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]

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]

Впоследствии мы более подробно рассмотрим это явление. Пока укажем лишь, что Гольдшмидт рассматривал его как результат уменьшения эффективных ионных радиусов от 1,22 Л для Ьа " до 0,99 А для Ьи ". Иттрий с радиусом 1,06 Л попадал в ряд между гольмием (1,05 Л) и диспрозием (1,07 Л). Таково было первое следствие лантаноидного сжатия второе заключалось в его своеобразном последействии химические свойства циркония и гафния, ниобия и тантала оказывались очень похожими из-за близких величин атомных радиусов. [c.94]

Иными словами, атомный радиус гафния такой же, как у его аналога. циркония. То же самое наблюдаем у ниобия (1,47 Л) и тантала (1,46 Л), молибдена (1,40 Л) и вольфрама (1,41 Л) и т. д. Таким образом, лантаноидное сжатие влияет на свойства элементов шестого периода, [c.130]

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 пределах 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 поведении циркония и гафния, ниобия и тантала. Кроме лантаноидного сжатия, существует и актиноидное сжатие для 5/-элементов. [c.72]

Рпс. 16.2. Атомные радиусы бария, лантаноидов и гафния [4] [c.541]

Сходство в химических свойствах титана и циркония несомненно. Но есть и различия. Между цирконием и гафнием наблюдается исключительное химическое родство, которое прежде всего объясняется подобием расположения электронов на внешних квантовых оболочках и чрезвычайной близостью атомных и ионных радиусов. Близость атомных радиусов циркония и гафния обусловлена тем, что между ними находятся элементы редких земель, у которых идет заполнение оболочки 4Д сопровождающееся медленным монотонным уменьшением атомных размеров (4/-сжатие). Однако есть пары других элементов с одинаковым построением электронных оболочек и близкими атомными радиусами, но не имеющие таких близких свойств. Поэтому можно предположить, что воздействие нижележащих квантовых уровней электронов на валентные электроны имеет большее сходство у циркония и гафния, чем у любой другой пары элементов. [c.181]

Другой важный фактор, влияющий на образование непрерывного ряда твердых растворов,— различие в кристаллической структуре, которое ограничивает растворимость, несмотря на благоприятное соотношение атомных радиусов. Поэтому только цирконий и гафний, имеющие однотипные кристаллические решетки с титаном у обеих модификаций, неограниченно растворяются при всех условиях. [c.202]

По аналогии с наблюдавшемся у металлов подгруппы титана, можно предположить,что в системах гафний—кисло род и торий— кислород поведение кислорода будет аналогичным его поведению в системах титан — кислород и цирконий — кислород. Исходя из соотношения атомных радиусов этих металлов и кислорода, можно предполагать постепенное уменьшение растворимости кислорода в ряду металлов —> гг ИГ ТЬ. Наименьшая растворимость кислорода должна быть в тории. Однако экспериментальных данных по этим вопросам нет. Можно лишь сослаться на одну работу, посвященную реакции окисления тория в кислороде [17]. Реакция окисления тория авторами изучена в интервале температур 250—700°. Для работы использован технический торий с содержанием 98,0% торпя с примесями двуокиси тория —1 —1,5%, кальция—0,04% и железа — 0,03%. Металл применялся в виде листа. Выше 450° реакция протекает с повышением температуры (за счет интенсивного окисления), ниже 450° окисление протекает при посто- [c.24]

Металлический атомный радиус гафния равен 1,59 А [1—3], а ковалентный радиус атома— 1,442 А [4,5], электроотрицательность составляет 1,3 [6, 7]. [c.98]

Гафний и титан обладают одинаковыми кристаллическими структурами и близкими размерами атомов (различнее атомных радиусах составляет 10%). [c.345]

Изоморфность кристаллических решеток у ниобия и высокотемпературной модификации р-гафния, небольшие различия в атомных радиусах и величинах электроотрицательности приводят к образованию непрерывного ряда твердых растворов ниобия с Р-гафнием. [c.348]

Подгруппа титана (титан, цирконий, гафний, торий) — это побочная подгруппа четвертой группы. От главной подгруппы эти элементы отличаются тем, что во внешнем слое атомов имеют по два электрона, а в прег дыдущем — по десять. Высшая положительная валентность -(-4. Металлич-ность у титана, циркония и гафния выражена сильнее, чем у элементов подгруппы германия. К тому же, она усиливается с увеличением атомных радиусов (от 1,45 А у титана до 1,79 А у тория). [c.266]

Второе исключение из обш,ей закономерности увеличения атомных радиусов в группах наблюдается у элементов, следующих за лантанидами. Уменьшение радиусов атомов лантанидов с увеличением атомной массы носит название лантанидного сжатия. В результате лантанидного сжатия атомный радиус гафния (1,57 А) оказывается равным радиусу циркония (1,57 А), и, как следствие, это приводит к очень большому сходству в поведении циркония и гафния. То же относится и к ниобию и танталу. Кро- [c.32]

Значения атомных радиусов и объемов циркония и гафния, а также ионных радиусов и очень близки. [c.68]

Лантаноидное сжатие, отсутствовавшее у элементов предшествующей П1Б-группы, существенно сказывается на близости размеров радиусов циркония и гафния — атомных 2г — 160 пм, Н —-159 пм и ионных (координационное число 6) Хг (IV) — 86 пм и НГ (IV) — 85 пм. Это приводит к необычайному сходству всех [c.424]

Каждую Б-группу периодической системы характеризует еще одна интересная особенность последние (более тяжелые) элементы образуют соединения со свойствами, чрезвычайно близкими между собой и значительно отличающимися от свойств аналогичных соединений, образованных первыми (легкими) членами той же группы. Так, соединения циркония почти тождественны по свойствам соединениям гафния и курчатовия, но резко отличны от соединений титана соединения молибдена больше напоминают соединения вольфрама, чем своего легкого аналога — хрома и т. д. Объяснение этому феномену кроется в эффекте лантаноидного (/-) сжатия (см. гл. 28), сближающего атомные радиусы более тяжелых -элементов г(Т1) = 146 пм, г(гг) = 160 пм, а г(НГ) = 159 пм г(Сг) = = 127 пм, г(Мо) = 139 пм, а г( У) = 140 пм и т. д. [c.495]

Заполнение 4/ -оболочки оказывает весьма существенное влияние на строение электронных оболочек, атомные радиусы и физико-химические свойства металлов, следующих за лантаноидами (гафний, тантал, рений, вольфрам и т. д.), т. е. лантаноидное сжатие проявляется и за лантаноидами. Действительно, оно приводит, например, к тому, что металлический и ионный радиусы, возрастающие от титана к цирконию, от ванадия к ниобию и от хрома к молибдену, почти не изменяются при переходе к гафнию, танталу, вольфраму. Точно так же почти не увеличиваются металлические радиусы и ионные радиусы, отвечающие высшим валентным состояниям, при переходе от элементов ряда технеций—палладий к их аналогам рению—платине соответственно. Именно лантаноидное сжатие, происходящее в результате заполнения 4/ -оболочки, приводит к сближению свойств 5d- и 4с -переходных металлов, резко отличающихся по свойствам от более легких Зй-переходных металлов. Оно проявляется и на теплотах образования ионных соединений этих металлов и других химических характеристиках (см. главу II). Лантаноидное сжатие, а также заполнение 5й -оболочки, заканчивающееся у платины—золота, приводит к дополнительному сжатию внешних оболочек у последующих элементов ряда золото—радон, что отражается на возрастании ионизационных потенциалов последующих элементов. Вследствие этого потенциалы ионизации франция, радия, актиния оказываются соответственно выше потенциалов ионизации цезия, бария и лантана (см. рис. 6). В результате этого первые более тяжелые элементы оказываются менее электроположительными, чем последние. Сжатие внешних оболочек вследствие заполнения внутренних Af - и 5й -оболочек приводит к повышению энергии связи внешних электронов актиноидов по сравнению с их аналогами — лантаноидами. На это указывают данные, правда, пока довольно ограниченные по их потенциалам ионизации и имеющиеся уже более подробные сведения об их атомных радиусах (см. главу III). [c.51]

Изменение атомных радиусов элементов IV группы с возрастанием атомного номера обнаруживает тот же характер, что и смещение их в табл. И. Ковалентный радиус резко возрастает при переходе от углерода к кремнию, а затем при движении к олову обнаруживается зигзагообразный характер кривой. Те же зигзагообразные отклонения обнаруживают металлические радиусы. Ветвь кривой для -переходных металлов (титан, цирконий, гафний) располагается левее ветви для элементов главной подгруппы, причем цирконий и гафний имеют близкие атомные радиусы, а титан значительно меньший, вследствие чего точка для титана сильно отклонена вправо. Ветвь /-переходных металлов (церий, тербий, торий) расположена слева от кривой для титана, циркония и гафния п обнаруживает характерный излом. [c.125]

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]

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]

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]

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]

Близость химических свойств циркония и тафнйя Обмсняеэся, наряду с Другими причинами, сходством строения внешних электронных оболочек и близостью размеров атомов циркония и гафния. Атомные и ионные (для Ме ) раДиусы и атомный объем этих элементов (в А) следующие [7371 [c.8]

В шестом периоде первым 5 -элeмeнтoм является лантан, следующим — уже гафний. Их заряды ядер различаются на 15 единиц, а разница в атомных радиусах равна всего 0,30 Л. В то же время аналоги лантана и гафния по пятому периоду — иттрий и цирконий — по заряду отличаются на единицу, а разность их атомных радиусов составляет 0,22 Л. В самом деле [c.130]

Система Zr l4 — Hf l4 является системой с неограниченной растворимостью в жидком и твердом состояниях. Линия ликвидуса имеет почти прямолинейный ход и практически вплотную прилегает к линии солидуса [70]. Это объясняется близкими значениями атомных радиусов циркония и гафния, идентичностью кристаллических решеток тетрагалогенидов и близостью их температур плавления. [c.200]

Установлено, что сплав состава Н Таг, отожженный при 800° С, имеет двухфазное строение [2, 4, 7]. Высказано предположение, что при температурах выше полиморфного превращения гафния эти металлы образуют непрерывный ряд твердых растворов. Позже это предположение было подтверждено Оденом и сотрудниками [138], построивших диаграмму состояния гафний — тантал (рис. 69). Тантал неограниченно растворяется в р-гафнии, имеющем аналогичную с ним кристаллическую структуру и малые различия в величинах электроотрицательностей и атомных радиусов. Диаграммы состояния систем гафний — тантал и гафний — ниобий подобны. [c.348]

Гафний не имеет даже собственных минералов, он неизменный спутник циркония. Какова же причина отсутствия у него химической индивидуальности Главную роль здесь играет идентичность расположения электронов на внешних квантовых уровнях и почти одинаковые атомные радиусы Zr и Hf (1,452 и 1.442A). Зато (и в этом суть дела) различно сродство элементов к медленным нейтронам сечение захвата атомов Hi равно 115 барн, а атомов Zr — 0,18 барн Каждая сотая доля процента примеси Hf повышает сечение захвата атомов циркония на 0,01 барн. Вот почему в цирконии реакторной чистоты не должно быть более 0,01% гафния, хотя такая очистка значительно повышает стоимость циркония. [c.162]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология