Физические и химические свойства гафния

III. ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГАФНИЯ [c.279]

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]

Физические и химические свойства. Титан, цирконий и гафний — типичные металлы. Металлическая активность их растет с увеличением порядкового номера. Существуют они в двух полиморфных видоизменениях низкотемпературных а-формах с гексагональной решеткой плотной упаковки и высокотемпературных Р-формах с кубической объемно центрированной решеткой. [c.409]

Физические и химические свойства. Титан, цирконий и гафний, как и все переходные элементы,— металлы. Они существуют в двух полиморфных модификациях при низкой температуре их решетка гексагональная плотноупакованная (к.ч. 12 а-модификация), при высокой — объемно-центрированная кубическая (к.ч. 8 -модификация). При таких больших координационных числах имеющихся валентных электронов недостаточно для образования обычных валентных связей, поэтому у них реализуется металлическая связь, основанная на обобществлении валентных электронов всеми атомами. Отличительная особенность металлической связи — отсутствие направленности, вследствие чего в кристалле возможно значительное смещение атомов без нарушения связи. Этим объясняется высокая пластичность всех трех металлов, в первую очередь их а-модификаций. Наиболее пластичен титан, гафний наиболее тверд и труднее поддается механической обработке.,/Образование о.ц.к. структур у -модификаций, по всей вероятности, связано с некоторой локализацией связи появление определенной направленности, характерной для ковалентной связи, объясняет большую твердость и меньшую пластичность -модификаций титана, циркония и гафния. [c.211]

За последние годы физические методы анализа получают все большее и большее распространение благодаря их высокой чувствительности и быстроте выполнения. Многие элементы с очень близкими химическими свойствами (как, например, цирконий и гафний, элементы группы редких земель, радиоактивные элементы) определяются главным образом физическими методами. [c.13]

В мире совре.менных материалов керамике принадлежит заметная роль, обусловленная широким диапазоном ее разнообразных физических и химических свойств. Керамика не окисляется и устойчива в более высокотемпературной области, че.м металлы, например, те.мпература плавления карбида гафния (3930°С) на 250° выше, чем у вольфрама. У распространенных керамических. материалов (оксидов алюминия, магния, тория) тер.мическая устойчивость намного превышает устойчивость большинства сталей и сплавов. [c.51]

В настоящее время редкие металлы получили применение в самых разнообразных областях науки и техники, причем области применения их из года в год расширяются. Это прежде всего объясняется особыми физическими и химическими свойствами редких металлов, так, например, германий является ценнейшим материалом дЛ1 изготовления полупроводниковых приборов, широко применяемых в различных областях радиотехники и электронике. Для этих же целей применяются индий, теллур, селен и другие. Введение редких металлов в стали и в сплавы цветных металлов обеспечило получение материалов, стойких против коррозии, жаропрочных, обладающих большой механической прочностью и другими ценными свойствами. В химической технологии и металлургии принято разделять редкие металлы на следующие технические подгруппы а) легкие литий, рубидий, цезий, бериллий и др б) тугоплавкие титан, цирконий, гафний, ванадий, ниобий, тантал, молибден, вольфрам, рений в) рассеянные галлий, индий, таллий, германий г) редкоземельные скандий, иттрий, лантан и лантаноиды радиоактивные полоний, радий, актиний и актиноиды. [c.419]

Из большого числа аналитических химических и физических методов подробно и детально описаны наиболее надежные и проверен- ные методы для циркония и гафния. Введение и первая глава посвящены физико-химическим свойствам и состоянию циркония и гафния в растворах. [c.4]

Физические и химические свойства металлического циркония и гафния (высокая температура плавления, энергичное взаимодействие с газами атмосферы и т. д.) таковы, что приготовление однородных по составу массивных электродов и особенно эталонов представляет трудную задачу. Даже если приготовить серию металлических эталонов, то устранить наложение на аналитические линии примесей многолинейного спектра циркония и гафния очень трудно. Это обстоятельство требует при определении примесей в цирконии и гафнии применения спектрографов с большой дисперсией или отделения примесей, от циркония и гафния различными физико-химическими и химическими методами. [c.202]

Физические свойства циркония и гафния приведены в табл. 15.3. Химические свойства этих элементов очень [c.408]

Гафний находится в IV группе периодической системы элементов Д. И. Менделеева и входит в подгруппу титана. Он относится к рассеянным элементам, не имеющим собственных минералов в природе сопутствует цирконию. В настоящее время его получают в виде побочного продукта при производстве циркония. По химическим и физическим свойствам гафний близок к цирконию, но значительно отличается от последнего по ядерным свойствам. [c.36]

Близость химических свойств циркония и гафния во многом определяет специфику аналитических методов определения последнего. Для количественного определения гафния особое значение приобретают физические методы (рентгеноспектральные, спектральные и др.). Химические и физико-химические методы применяются в меньшей степени, так как в этом случае необходимо предварительное отделение гафния от сопутствующих элементов, в том числе и от циркония, что связано с большими трудностями. Для удаления циркония рекомендуется применять хроматографические, экстракционные, ректификационные и другие способы. Гравиметрические методы в настоящее время используются мало из-за длительности анализа. Значительное место в гравиметрических методах определения гафния и циркония и отделения их от других металлов занимают органические кислоты и их соли. Применение органических веществ позволяет повысить специфичность реакции на эти металлы. Больше внимания уделяется разработке быстрых и точных рентгеноспектральных, спектрографических и спектрофотометрических методов количественного определения гафния. [c.366]

Химические свойства циркония и гафния настолько близки, что эти металлы определяют обычно вместе как цирконий , если не используют физические методы, например дуговую или искровую эмиссионную спектроскопию. Однако недавно было предложено раздельно определять цирконий и гафний при помощи ксиленолового оранжевого или метилтимолового синего после спектрофотометрического измерения в кислой среде суммы комплексов гафния и циркония для маскирования циркония добавляют перекись водорода [48]. Разработан аналитический метод разделения циркония и гафния в виде их сульфатных комплексов на анионообменной смоле [49] . [c.371]

Хотя металлический цирконий, содержащий свыше 10% гафния. был получен Берцелиусом в 1824 г., все же металлический гафний был выделен значительно позднее из-за очень близких к цирконию физических и химических свойств. [c.127]

Открытый периодический закон позволил Д. И. Менделееву предсказать существование, физические и химические свойства германия, скандия, галлия, гафния. Известна дискуссия его с Винклером, открывшим германий, в которой Менделеев требовал от него исправления первоначально неправильно им определенного атомного веса. Последующие, более точные определения показали, что действительный атомный вес германия близок к предсказанному Менделеевым. [c.7]

В книге освещены химия, технология и металлургия гафния — от извлечения из руд до получения высокочистых соединений и металла и использования их в различных областях новой техники. Подробно описаны физико-химические свойства и механические характеристики гафния и его соединений, приведены термодинамические обоснования процессов получения, изложены химические и физические методы определения. [c.160]

Химические свойства тетрафторида урана. Тетрафторид урана представляет твердое кристаллическое веш,ество зеленого цвета. Полученный при высокой температуре, он обычно бывает более темным и плотным, а также гораздо менее гигроскопичным, чем тетрафторид, полученный по методу Гроссе [40]. В химическом отношении тетрафторид урана является устойчивым, довольно неактивным соединением. По физическим свойствам он напоминает фториды других четырехвалентных элементов, особенно изоморфные с ним тетрафториды циркония, гафния и тория. Химическое различие между ними проявляется главным образом в том, что уран может существовать в целом ряде валентных состояний, в то время как цирконий, гафний и торий в соединениях с фтором исключительно четырехвалентны. [c.303]

Лантаноидное сжатие приводит к близости атомных и ионных радиусов переходных элементов VI периода и их аналогов, находящихся в V периоде системы Д. И Менделеева. Этим вызывается и значительное сходство химических и большей части физических свойств аналогичных соединений этих элементов. Особо резко проявляется влияние лантаноидного сжатия для циркония и гафния, сходство свойств соединений которых, пожалуй, больше, чем у каких-либо других двух аналогов. [c.672]

Хотя существование гафния предполагалось довольно давно, окончательно оно было установлено лишь в 1923 г., когда этот металл был открыт в циркониевых минералах. Гафний настолько близок к цирконию по химическому поведению и физический свойствам, что получение его в чистом виде очень сложно. Природные минералы, содержащие гафний как основную составляю-Щ>то, неизвестны. [c.267]

Другая важная проблема — разработка методов обнаружения и определения микроколичеств элементов. Физические и химические свойства материалов часто зависят от присутствия именно микрокомпонен-тов. Титан и хром долгое время считали хрупкими металлами, которые нельзя ковать и прокатывать, однако недавно было установлено, что эти металлы в очищенном состоянии пластичны и что их хрупкость обусловлена незначительными примесями посторонних элементов. Германий является одним из основных материалов для изготовления полупроводниковых приборов в радиотехнической промышленности, однако он утрачивает свои полупроводниковые свойства, если на десять миллионов атомов германия приходится более одного атома фосфора, мышьяка или сурьмы. Самая незначительная примесь гафния в металлическом цирконии делает последний непригодным для использования в атомной промышленности. Ничтожные примеси титана, ванадия, висмута и некоторых других металлов в сталях значительно изменяют их механические и электрические свойства. Почти все элементы периодической системы входят в очень небольших количествах в состав тканей растений и живых организмов, причем каждый элемент играет впол- [c.16]

Для современной техники характфно применение многих ред-1 йх металле , в том числе циркония и гафния. Цирконий обладает малым поперечником захвата тепловых нейтронов и, кроме того, замечательными антикоррозионными и механическими свойствами. Такое благоприятное сочетание физических и химических свойств открывает пути к широкому применению циркония в. атомной энергетике, металлургии и т. д. [c.4]

Цирконий реакторной чистоты (не содержащий гафния) применяется для плакирования урановых топливных элементов и в виде сплава с ураном для сердечников. Наибольшее применение для этих целей имеют листы, полосы и трубы из циркония или его сплавов. Цирконий обычно используется в реакторах в виде сплава циркалой-2, содержащего 1,5% олова и небольшие количества железа (0,07—0,2%), хрома (0,05—0,16%) и никеля (0,03—0,08%). Сплав циркалой-2 заметно не отличается от чистого циркония по пластичности и сечению захвата тепловых нейтронов. Физические и химический свойства сплава циркалой-2 [287, 289, 291] [c.394]

По изучению физических и химических свойств гидрида гафния почти нет опубликованных данных, несмотря на то, что гидридные фазы Н1Н и НГНг являются промежуточным этапом при получении этого редкого элемента в чистом состоянии [334]. [c.96]

Полученные результаты доказали, что синтезированный изотоп по своим химическим свойствам не похож на тяжелые актиноидные элементы и близок к гафнию. Таким образом, проведенная независимая химическая идентификация подтвердила выводы физических экспериментов о синтезе нового элемента с порядковым номером 104. Одновременно указанные исследования показали, что элемент 104 — член IV группы периодической системы Д. И. Менделеева. Это обстоятельство явилось серьезнейшим подтверждением актиноидипч гипотезы. [c.386]

В первоначальной таблице Менделеева было помещено 63 химических элемента. Сейчас их известно 105. Из 42 элементов, открытых после 1869 г., Менделеев предсказал существование по крайней мере 20. В частности, Менделеев предусмотрел места, где сейчас расположены франций, скандий, галлий, германий, гафний, полоний, астат, технеций, рений, радий, актиний, протактиний и некоторые редкоземельные элементы. Он также разместил сам инертные газы, существо-ваниг которых вначале не предполагал. Свойства некоторых элементов Менделеев предсказал с удивительной точностью. Это предсказание было основано на правиле атом-аналогии, установленном самим Менделеевым. Сущность этого правила заключается в том, что физические константы (включая и атомные массы) элемента определяются как среднеарифметические значения из констант его ближайших четырех соседей. На основе того же принципа Менделеев предсказывал наиболее существенные химические свойства. Для названий не открытых еще элементов Менделеев предложил приставки, заимствованные из санскритского языка. Например, экабор, экакремний, экацезий, экаиод, экамарганец, двимарганец и т. д. [c.38]

По химическим свойствам цирконий и гафний очень близки между собой. Реагенты, которые позволили бы надежно отделить ноны циркония от ионов гафния, отсутствуют ионы этих элементов взаимодействуют с неорганн ескими и органическими реагентами почти при одинаковых условиях, а продукты реакции мало отличаются друг от друга по свойствам. Надежное обнаружение и количественное определение гафния в присутствии циркония возможно физическими методами — рентгеноспектральным, оптическим спектральным, а также радиоактивационным методами. Некоторые успехи достигнуты при использовании фотометрического метода и органических реагентов (см. стр. 163) для раздельного определения циркония и гафния в их с.меси. [c.147]

Рассмотрим изменения физических и химических свойств лантаноидов и актиноидов при увеличении атомного номера. Энергия связи электронов на уровнях s, d и f представлена схематически на рис. 65. Энергетические уровни лантаноидов (5s) и актиноидов (7s) имеют наиболее низкие значения и они всегда заполнены (6s и 7s ), в отличие от -переходных металлов, где эти уровни иногда не заполняются. У лантаноидов начиная с церия /-уровень ниже 5 -уровня, и только непосредственно после заполнения 7/ -конфигурации ( V — гадолиний) или после заполнения всей / -обо-лочки может начинать заполняться 5й-оболочка (начиная с гафния). [c.149]

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]

Технология переработки реэкстрактов циркония (и гафния) предусматривает осаждение кристаллогидратов тетрафторида циркония, их сушку и последуюш,ую дегидратацию, сублимационный аффинаж тетрафторида циркония и металлотермическую плавку сублимированного тетрафторида циркония с кальцием. Требования к химической чистоте циркония и зависяш им от нее физическим свойствам настолько высоки, что металлургическая промышленность при использовании стандартного оборудования не обеспечивает их выполнение. Например, цирконий, полученный металлотермическим восстановлением в графитовых печах, содержит некоторое количество карбидов циркония, вследствие чего сильно меняется ударная вязкость металла и изготовленные из него оболочки тепловыделяющих элементов ядерного реактора не соответствуют техническим требованиям. Поэтому технология кальцийтермического восстановления циркония из тетрафторида циркония была модифицирована на основе прямого индукционного нагрева шихты ZrF4 -Ь 2Са с использованием технологии холодного тигля . Эта технология была в дальнейшем применена для производства других редких и редкоземельных элементов. [c.688]

Цирконий распространен в природе в виде минералов бадде-леита ХгОг и циркона 2г5Ю4. Гафний всегда сопровождает цирконий в количествах долей процента от его содержания. Разделение этих металлов — трудная задача, но с помощью экстракции растворителями и ионообменных смол ее удается решить. Сами металлы получают с помощью процесса Кролла (разд. 24.5). По физическим свойствам оба они похожи на титан твердые, обладают высоким, сопротивлением к коррозии и похожи на нержавеющую сталь как по внешнему виду, так и химически. Они легко реагируют лишь с НР с образованием фторидных ком плексов. [c.494]

Возможность применения хроматографии в обоих названных областях объясняется тем, что цель ее применения состоит в разделении смесей . При очевидном препаративном значении метода, состоящем в получении чистых соединений, в аналитической химии предварительное количественное разделение смесей позволяет в последующем идентифицировать компоненты и определить их содержание простыми (даже неспецифическими) химическими, физико-химическими или физическими методами. Естественно, что использовать иногда сравнительно нродолн ительные хроматографические приемы целесообразно лишь в тех случаях, когда анализ смеси трудно или даже невозможно произвести обычными способами. Это касается прежде всего смесей элементов с очень близкими свойствами, в подавляющем бо,льшииство случаев находящихся в одной и той же группе периодической системы Д. И. Менделеева (щелочные и щелочноземельные элементы, редкоземельные элементы с иттрием и скандием, следующие за ними пары элементов, почти идентичные вследствие ланта-нидного сжатия — цирконий и гафний, ниобий и тантал, молибден и вольфрам галогены, платиновые металлы, элементы подгруппы >келеза и пр.). Поэтому представляется рациональным рассмотреть работы [c.135]