Հաֆնիում

Հաֆնիում (լատ.՝ Hafnium ), քիմիական տարր է, որի նշանն է Hf, պարբերական համակարգի 4-րդ խմբի քիմիական տարր։ Կարգահամարը 72 է, ատոմական զանգվածը՝ 178,49:
Բնական հաֆնիումը ունի վեց կայուն իզոտոպ՝ 174,176-180 զանգվածային թվերով։ Հաֆնիումը սպիտակ-արծաթավուն մետաղ է։


== Բացահայտման պատմություն ==
Հաֆնիումի գոյության մասին կանխատեսել էր Դ. Ի. Մենդելեևը, 1870 թվականին։ Ն. Բորը ցույց տվեց (1921), որ № 72 տարրի ատոմը պետք է ունենա ցիրկոնիումի ատոմի նման կառուցվածք։
Հունգարացի քիմիկոս Դ. Հևեշին և հոլանդացի ֆիզիկոս Դ. Կոստերը ցիրկոնիումի հանքաքարերում ռենտգենասպեկտրային վերլուծության եղանակով հայտնաբերեցին (1922) № 72 տարրը և անվանեցին «Հաֆնիում»՝ ի պատիվ հայտնաբերման տեղի՝ Կոպենհագեն (ուշ լատ.՝ Hafnia) քաղաքի։


== Բնության մեջ ==
Հաֆնիումը ինքնուրույն միներալներ չունի և բնության մեջ սովորաբար ուղեկցում է ցիրկոնիումին։ Պարունակությունը երկրակեղևում 3,2•10−4 % է, ըստ զանգվածի։


=== Համաշխարհային պաշարներ ===
2007 թվականին 99 % հաֆնիումի 1 կգ-ի գինը միջինում կազմել են $780 (ըստ infogeo.ru կայքի տվյալների)
Հաֆնիումի համաշխարհային պաշարները աշխարհում.

Ավստրալիա - ավելի քանболее 630 մլն տոննա,
Հարավային Աֆրիկա - մոտ 287 մլն տոնն ա,
ԱՄՆ - ավելի քան 105 մլն տոննա,
Հնդկաստան - մոտ 70 մլն տոննա,
Բրազիլիա - 9,88 մլն տոննա։


== Ֆիզիկական հատկություններ ==
Հաֆնիումը սպիտակ-արծաթավուն մետաղ է, հալման ջերմաստիճանը՝ 2222 ± 30 °C, եռմանը՝ 5400 °C, խտությունը՝ 13090 կգ/մ3 (20 °C-ում)։ Մաքուր հաֆնիումը պլաստիկ է, հեշտությամբ է ենթարկվում սառը և տաք մշակման։ Քիմիական հատկություններով նման է ցիրկոնիումին, սակայն քիմիական ակտիվությամբ զիջում է նրան։
Միացություններում հիմնականում քառարժեք է, հայտնի են նաև 3,2 և 1 արժեքականության հաֆնիումի միացություններ։ Սենյակային ջերմաստիճանում հոծ հաֆնիումը շատ կայուն է մթնոլորտային գազերի նկատմամբ։ Սակայն 600 °C-ից բարձր տաքացնելիս արագ օքսիդանում է և փոխազդում, ցիրկոնիումի նման, ազոտի և ջրածնի հետ։


== Քիմիական հատկություններ ==

Մինչև 400 °C ջրային գոլորշիներում և մաքուր ջրում հաֆնիումը կոռոզակայուն է։ Հաֆնիումի երկօքսիդը՝ HfO2, դժվարահալ (հալման ջերմաստիճանը՝ 2780 °C) և քիմիապես կայուն նյութ է։ HfO2-ը և դրան համապատասխան հիդրօքսիդները՝ HfO2·xH2O և HfO(OH)2, ամֆոտեր են՝ հիմնային հատկության գերակշռությամբ։
Ալկալիների և ալկալիական մետաղների օքսիդների հետ HfO2-ը տաքացնելիս առաջացնում են հաֆնիումատներ, օրինակ, Me2HfO3, Me4HfO4, Me2Hf2O5։
Տաքացնելիս հաֆնիումը փոխազդում է հալոգենների հետ՝ առաջացնելով HfX4 տիպի միացություններ։

  
    
      
        
          H
          f
          +
          2
           
          
            I
            
              2
            
          
           
          ⇌
           
          H
          f
          
            I
            
              4
            
          
        
      
    
    {\displaystyle \mathrm {Hf+2\ I_{2}\ \rightleftharpoons \ HfI_{4}} }
  Բարձր ջերմաստիճաններում հաֆնիումը միանում է ածխածնին (HfC), բորին (HfB, HfB2), ազոտին (HfN), սիլիցիումին (Hf2Si, HfSi, HfSi2)։ 

Հաֆնիումը փոխազդում է ֆտորաջրածնական ու խիտ ծծմբական թթուների և ալկալիական մետաղների հալած ֆտորիդների հետ, գործնականորեն չի փոխազդում աղաթթվի, ֆոսֆորական, ազոտական և օրգանական թթուների հետ։
Կայուն է ալկալիների լուծույթների նկատմամբ։ Ջրում լուծելի միացություններից են․ 

քառաքլորիդը՝ HfCl4,
օքսիքլորիդը՝ HfOCl2•8H2O,
նիտրատները՝ HfO(NO3)2•nH2O (ո=2 և 6),
սուլֆատները՝ Hf(ՏO4)2
Hf(ՏO4)2•4H2O, որոնք օգտագործվում են տեխնոլոգիայում և վերլուծական քիմիայում։ Հաֆնիումը կոմպլեքս միացություններ է առաջացնում թթվածին պարունակող նյութերի հետ։


== Ստացում ==
Հաֆնիում ստացվում է HfCl4-ը մագնեզիումով կամ նատրիումով վերականգնելիս։

  
    
      
        
          H
          f
          C
          
            l
            
              4
            
          
          +
          2
           
          M
          g
          ⟶
          H
          f
          +
          2
           
          M
          g
          C
          
            l
            
              2
            
          
        
      
    
    {\displaystyle \mathrm {HfCl_{4}+2\ Mg\longrightarrow Hf+2\ MgCl_{2}} }
  


== Կիրառություն ==
Օգտագործվում է միջուկային էներգետիկայում և էլեկտրոնային տեխնիկայում։ Հաֆնիումի կարբիդների և տանտալի պինդ լուծույթը (հալման ջերմաստիճանը՝ 4000 °C-ից բարձր) ամենադժվարահալ խեցեգործական նյութն է, որից պատրաստում են հալքանոթներ և հրթիռային շարժիչների դետալներ։


== Տես նաև ==
Պարբերական աղյուսակ


== Ծանոթագրություններ ==


== Գրականություն ==
Химия и технология редких и рассеянных элементов. Ч. 2. Под ред К. Большакова. Изд. 2. М.: Высшая школа, 1976.
N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente. 1. Auflage, VCH Verlagsgesellschaft, 1988, ISBN 3-527-26169-9.
Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente – das Periodensystem in Fakten, Zahlen und Daten. Hirzel, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.


== Արտաքին հղումներ ==
Հաֆնիումը քիմիական տարրերի հայտնի գրադարանում45
Hafnium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
Hafnium Technical & Safety Data
NLM Hazardous Substances Databank – Hafnium, elemental
Intel Shifts from Silicon to Lift Chip Performance
Hafnium-based Intel 45nm Process Technology
CDC - NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards