| 词条 | Hf |
| 释义 | § 元素符号Hf 概述 铪 铪（hafnium）是一种化学元素，它的元素符号是Hf，它的原子序数是72，原子量178.49，属周期系ⅣB族。它是一种带光泽的银灰色的过渡金属，熔点2233℃，沸点4602℃，密度13.31克/厘米3。致密的金属铪性质不活泼，表面形成氧化物覆盖层，在常温下很稳定，粉末状的铪容易在空气中自燃。铪吸收氢气的能力很强，最高可形成HfH2.1。高温下，铪能与氮发生反应。由于受镧系收缩的影响，铪的原子半径几乎和锆相等，因此铪与锆的性质极为相似，很难分离，最主要分别是铪的密度是锆的双倍。铪不与稀盐酸、稀硫酸和强碱溶液作用，但可溶于氢氟酸和王水。铪的氧化态是＋2、＋3、＋4，其中＋4价化合物最稳定。 金属铪有较高的中子俘获能力。 铪与锆的化学性质相似，都具有良好的抗腐蚀性，不受一般的酸碱侵蚀；易溶于氢氟酸；高温下可与氧、氮等气体直接化合。金属铪强度适中，抗腐蚀性好，中子吸收能力高，大量用于原子能工业；铪可以生成多种合金，还可作贱金属的表面包膜。 元素描述 晶体结构有两种：在1300℃以下时，为六方密堆积（α-式）；在1300℃以上时，为体心立方（β-式）。具有塑性的金属，当有杂质存在时质变硬而脆。空气中稳定，灼烧时仅在表面上发暗。细丝可用火柴的火焰点燃。性质似锆。不和水、稀酸或强碱作用，但易溶解在王水和氢氟酸中。在化合物中主要呈+4价。铪合金（Ta4HfC5）是已知熔点最高的物质（约4215℃）。 综合性质 元素中文名称：铪 元素英文名称：Hafnium 元素符号：Hf 原子序数：72 锆,铪 相对原子质量：178.5 元素类型：金属 原子体积:(立方厘米/摩尔)：13.6 地壳中含量：（ppm）：5.3 元素在太阳中的含量:(ppm)：0.001 元素在海水中的含量:(ppm)：0.000007 核内质子数：72 核外电子数：72 核电核数：72 质子质量：1.20456E-25 质子相对质量：72.504 氧化态：Main Hf+4 Other Hf+1, Hf+2, Hf+3 所属周期：6 所属族数：IVB 摩尔质量：178 密度：13.2 熔点：2150.0 沸点：5400.0 外围电子排布：5d2 6s2 核外电子排布：2,8,18,32,10,2 晶体结构：晶胞为六方晶胞。 晶胞参数： a = 319.64 pm b = 319.64 pm c = 505.11 pm α = 90° β = 90° γ = 120° 莫氏硬度：5.5 声音在其中的传播速率：（m/S） 3010 电离能 (kJ /mol) M - M+ 642 M+ - M2+ 1440 M2+ - M3+ 2250 M3+ - M4+ 3216 颜色和状态：金属 原子半径：2.16 常见化合价：+4 发现 发现人：科学家科斯特（D.Coster）、冯•赫维西（G.Von Hevesy） 发现年代：1923年 发现地点： 丹麦 发现过程：1923年由丹麦科学家科斯特（D.Coster）和匈牙利科学家冯•赫维西（G.Von Hevesy）由X射线光谱中发现。 在莫斯莱对元素的X射线研究后，确定在钡和钽之间应当有16个元素存在。这时除了61号元素和72号元素之外，其余14个元素都已经被发现，而且它们都属于今天所属的镧系，也就是当时认为的稀土元素。那么72号元素应当归属于稀土元素？还是和钛、锆同属一族？当时多数化学家主张属于前者。法国化学家乌尔班1911年从镱的氧化物中分离出镥后，又分离出一个新的元素。在1914年乌尔班去英国将该元素的样品送请莫斯莱进行X射线光谱检测，得到的结论是否定的，没有发现相当于72号元素的谱线。乌尔班坚信新元素的存在，认为出现这样的结果是因为新研制的机器灵敏度不够，无法检测到样品中痕量新元素的存在。他回到巴黎后与光谱科学家达维利埃共同用第一次世界大战后改进的X射线谱仪进行检测。1922年5月，他们宣布测到两条X谱线，因此断定新元素是存在的。1913年，丹麦物理学家玻尔提出了原子结构的量子论。接着在1921-1922年之间又提出原子核外电子排布理论。玻尔认为根据他的理论，72号元素不属于稀土元素，而和锆一样是同族元素。也就是说，72号元素不会从稀土元素矿物中出现，而应当从含锆和钛的矿石中去寻找。 根据玻尔的推论，在1922年，匈牙利化学家赫维西和丹麦物理学家科斯特对多种含锆矿石进行了X射线光谱分析，果真发现了这一元素。他们为了纪念该元素的发现所在地——丹麦的首都哥本哈根，命名它为hafnium，元素符号定为Hf。后来赫维西制得了几豪克纯的铪的样品。 元素来源 它存在于大多数锆矿中，地壳中含量很少。常与锆共存，无单独矿石。可由四氯化铪（HfCl4）与钠共热经还原而制得。 元素用途 1、铪的主要用途是制作原子核反应堆的控制棒。纯铪具有可塑性、易加工、耐高温抗腐蚀，是原子能工业重要材料。铪的热中子捕获截面大，是较理想的中子吸收体，可作原子反应堆的控制棒和保护装置。铪粉可作火箭的推进器。由于它对中子有较好的吸收能力，因此常用来做核反应堆的控制棒，以减慢核子连锁反应的速率，同时抑制原子反应的"火焰"。用于最新的intel４５纳米处理器。 2、在电器工业上可制造X射线管的阴极。由于它容易发射电子而很有用处(如用作白炽灯的灯丝)。用作Ｘ射线管的阴极，铪和钨或钼的合金用作高压放电管的电极。常用作X射线的阴极和钨丝制造工业。 3、铪的合金可作火箭喷嘴和滑翔式重返大气层的飞行器的前沿保护层，Hf-Ta合金可制造工具钢及电阻材料。在耐热合金中铪用作添加元素，例如钨、钼、钽的合金中有的添加铪。HfC由于硬度和熔点高，可作硬质合金添加剂。4TaC•HfC的熔点约为4215℃，为已知的熔点最高的化合物。 冶炼 一般分五步。第一步为矿石的分解，有三种方法：①锆石氯化得(Zr,Hf)Cl4。②锆石的碱熔，锆石与NaOH在600℃左右熔融，有90％以上的(Zr,Hf)O2转变为Na2(Zr,Hf)O3，其中的SiO2变成Na2SiO3，用水溶除去。Na2(Zr,Hf)O3用HNO3溶解后可作锆铪分离的原液，但因含有SiO2胶体，给溶剂萃取分离造成困难。③用K2SiF6烧结，水浸后得K2(Zr,Hf)F6溶液。溶液可以通过分步结晶分离锆铪。第二步为锆铪分离，可用盐酸-MIBK（甲基异丁基酮）系统和HNO3-TBP(磷酸三丁酯)系统的溶剂萃取分离方法。利用高压下(高于20大气压)HfCl4和ZrCl4熔体蒸气压的差异而进行多级分馏的技术早有研究，可省去二次氯化过程，降低成本。但由于(Zr，Hf)Cl4和HCl的腐蚀问题，既不易找到合适的分馏柱材质，又会使ZrCl4和HfCl4质量降低，增加提纯费用。第三步为HfO2的二次氯化以制得还原用粗HfCl4。第四步为HfCl4的提纯和加镁还原。本过程与ZrCl4的提纯和还原相同，所得半成品为粗海绵铪。第五步为真空蒸馏粗海绵铪，以除去MgCl2和回收多余的金属镁，所得成品为海绵金属铪。如还原剂不用镁而用钠，则第五步改为水浸。 海绵铪自坩埚中取出时要格外小心，以免自燃。大块海绵铪要破碎成一定尺寸的小块，以便压成自耗电极，再熔铸成锭。破碎时也应防止自燃。海绵铪的进一步提纯与钛和锆一样，用碘化物热分解法。控制条件与锆略有不同，在碘化罐四周的海绵铪小块,保持温度为600℃，而中心的热丝温度为1600℃，比制取锆的“结晶棒”时的1300℃为高。铪的加工成型包括锻造、挤压、拉管等步骤，与加工锆的方法一样。 § 魔兽争霸常用语have fun 在正规的魔兽争霸比赛中,选手们在开始互相礼貌性祝福的常用语.其全称为have fun § 参考资料 1、ｗｗｗ．６６ｍｔ．ｃｏｍ 2、汉典 3、scientific american |
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