Përbërja e atomit të hafniumit. Metal hafnium - shtrirja dhe çmimi për kg. Përdorimi i hafniumit në artizanat ushtarake

Hafniumi është një metal i rëndë zjarrdurues i bardhë argjendi, elementi i 72-të i sistemit periodik.

Historia e zbulimit të hafniumit

D. I. Mendeleev parashikoi zbulimin e ardhshëm të një elementi me numër rendor 72. Por Mendelejevi nuk mund t'i përshkruante vetitë e tij me të njëjtën tërësi si vetitë e skadiumit, germaniumit dhe galiumit, të cilat ende nuk ishin zbuluar. Harmonia e sistemit periodik u cenua në mënyrë të pashpjegueshme nga lantanumi dhe elementët pas tij. Më vonë, Bohuslav Brauner, një kimist i shquar çek, mik dhe bashkëpunëtor i Mendelejevit, propozoi të izoloheshin 14 lantanide në një seri të pavarur dhe në "tekstin" kryesor të tabelës, t'i vendosnin të gjitha në qelizën e lantanit. Në vitin 1907, u zbulua lantanidi më i rëndë, lutetium. Megjithatë, shumica e kimistëve nuk kishin besim se lutetium është elementi i fundit dhe më i rëndë nga elementët e rrallë të tokës.

Kërkimet sistematike për elementin nr. 72 filluan vetëm në shekullin e 20-të.

Në vitin 1911, Georges Urbain njoftoi zbulimin e një elementi të ri në mineralet e tokave të rralla. Për nder të fiseve të lashta të keltëve që dikur banonin në territorin e Francës, ai e quajti elementin e ri Celtium. Në vitin 1922, Deauvilliers, gjithashtu një francez, aplikoi metoda të përmirësuara të analizës me rreze X duke hetuar një përzierje tokash të rralla. Duke vënë re dy linja të reja në spektër, Deauvillier vendosi që këto linja i përkisnin një elementi me numër serik 72 dhe Celtium u njoh si lantanidi i pesëmbëdhjetë.

Por gëzimi i zbulimit ishte jetëshkurtër.

Deri në këtë kohë model elektronik Teoria e atomit ishte zhvilluar tashmë në atë masë sa që, në bazë të saj, Niels Bohr ishte në gjendje të shpjegonte periodicitetin e strukturës së atomeve, të shpjegonte veçoritë dhe rendin e vendosjes së elementeve në sistemin periodik. Bazuar në llogaritjet e tij, Bohr arriti në përfundimin se elementi i fundit i tokës së rrallë duhet të jetë elementi nr. 71 - lutetium, dhe elementi nr. 72, sipas tij, duhet të jetë një analog i zirkonit.

Punonjësit e Institutit për Fizikën Teorike në Kopenhagë Koster dhe Hevesy morën përsipër të testonin përfundimet e Bohr-it në mënyrë eksperimentale. Për këtë qëllim, ata ekzaminuan disa mostra të mineraleve të zirkonit. Mbetjet e marra pas shpëlarjes së zirkoneve norvegjeze dhe të Groenlandës me acide të vluar iu nënshtruan analizës spektrale me rreze X. Linjat e rrezeve x përkonin me linjat karakteristike të llogaritura për elementin nr.72 sipas ligjit të Moseley.Në bazë të kësaj Coster dhe Hevesy shpallën zbulimin e elementit nr.72 në vitin 1923 dhe e quajtën atë hafnium për nder të qytetit ku ky zbulim u bë (Hafnia është emri latinisht Kopenhagë). Në të njëjtin artikull, ata vunë në dukje se substanca e marrë nga Urbain dhe Deauville nuk mund të ishte një element me numrin atomik 72, pasi gjatësitë e valëve të linjave të rrezeve X të treguara prej tyre ndryshonin nga vlerat teorike shumë më tepër se sa është e lejueshme. për gabimin eksperimental. Dhe së shpejti punonjësit e të njëjtit institut, Werner dhe Hansen, treguan se linjat spektrale të zbuluara nga Urbain nuk korrespondonin me linjat e hafniumit, por me lutetiumin; në spektrin e mostrave që përmbajnë 90% hafnium, nuk u gjet asnjë linjë spektrale e Urbain.

Në vitin 1924, raporti i Komisionit për Peshat Atomike thoshte qartë se elementi me numër atomik 72 duhet të quhet hafnium, siç sugjerohet nga Coster dhe Hevesy. Që atëherë, emri "hafnium" është preferuar nga të gjithë shkencëtarët e botës, me përjashtim të shkencëtarëve francezë, të cilët deri në vitin 1949 përdornin emrin "celtium".

Marrja e hafniumit

Përmbajtja mesatare e hafniumit në koren e tokës është rreth 4 g/t. Për shkak të mungesës së hafniumit të mineraleve të veta dhe lidhjes së tij të vazhdueshme me zirkonin, ai përftohet nga përpunimi i xeheve të zirkonit, ku përmbahet në një sasi prej 2,5% të peshës së zirkonit (zirkoni përmban 4% HfO 2, baddeleyite 4 - 6% HfO 2).

Hafniumi shoqëron zirkonin jo vetëm në xeheroret dhe mineralet natyrore, por edhe në të gjitha preparatet artificiale të elementit, përfshirë zirkonin metalik. Kjo u vërtetua menjëherë pas zbulimit të elementit 72.

Zirkoni i ndarë nga hafniumi u mor për herë të parë në 1923 nga Koster dhe Hevesy. Dhe së bashku me Jantsen, Hevesy mori mostrën e parë të hafniumit metalik me pastërti 99%.

Në vitet në vijim, u gjetën shumë metoda për ndarjen e zirkonit dhe hafniumit, por të gjitha ishin komplekse dhe kërkonin kohë, dhe, për më tepër, problemi i ndarjes së zirkonit dhe hafniumit nga pikëpamja praktike nuk ishte me interes. Ai u zhvillua kryesisht për qëllime shkencore, pasi në asnjë nga fushat e njohura atëherë të aplikimit të zirkonit dhe përbërjeve të tij, prania e vazhdueshme e një papastërtie të hafniumit nuk ndikoi aspak. Përdorimi i pavarur i hafniumit dhe përbërësve të tij nuk premtoi asgjë veçanërisht të re. Prandaj, kimia e hafniumit u zhvillua ngadalë dhe metali i ri dhe përbërjet e tij u izoluan në sasi të papërfillshme: deri në vitin 1930, vetëm rreth 70 g dioksid hafniumi të pastër u morën në Evropë.

Shekulli ynë quhet atomik. Arsyeja për këtë nuk është zirkoniumi apo hafniumi, por ata rezultuan se ishin të përfshirë në çështjet atomike. Dhe nëse nga pikëpamja e kimisë zirkonium dhe hafnium janë analoge, atëherë nga pikëpamja e teknologjisë bërthamore ato janë antipode.

Probabiliteti i përthithjes së neutroneve (në fizikë, kujtojmë, quhet seksion kryq i kapjes) matet në hambarë. Zirkoni i pastër ka një seksion kryq kapëse prej 0,18 hambar, ndërsa hafniumi i pastër ka një seksion kryq kapjeje prej 120 hambar. Një përzierje prej 2% hafnium rrit seksionin kryq të kapjes së zirkonit me një faktor prej 20, kjo është arsyeja pse zirkoniumi i destinuar për reaktorët duhet të përmbajë jo më shumë se 0,01% hafnium. Në përbërjet natyrale të zirkonit, përmbajtja e hafniumit është zakonisht më shumë se 0.5%. Ndarja e këtyre elementeve u bë e nevojshme, qoftë edhe për hir të zirkonit...

Në vitin 1949, në Shtetet e Bashkuara u zhvillua një proces mjaft efikas për ndarjen e zirkonit dhe hafniumit me nxjerrje të lëngshme. Në vitin 1950, ky proces u prezantua në uzinë dhe që nga janari 1951, u krijua shkrirja sistematike e zirkonit "të shkallës së reaktorit". Hafniumi në formën e hidroksidit, i marrë në procesin e ndarjes, fillimisht ishte një nënprodukt i mbeturinave. Por së shpejti teknologjisë i nevojitej vetë hafniumi.

Secili nga gjashtë izotopet natyrore të hafniumit ka "oreksin e vet të neutronit", madhësia e të cilit mund të gjykohet nga të dhënat mbi vetitë bërthamore-fizike të izotopeve të hafniumit:

Teknologji për marrjen e hafniumit

Procesi më i zakonshëm teknologjik për marrjen e hafniumit është si më poshtë.

Zirkoni i grimcuar përzihet me grafit (ose materiale të tjera karbonike) dhe nxehet në 1800°C në një furrë me hark pa ajër. Në këtë rast, zirkoniumi dhe hafniumi lidhen nga karboni, duke formuar karbide ZrC dhe HfC, dhe silici avullohet në formën e monoksidit të SiO. Nëse e njëjta përzierje nxehet në prani të ajrit, produktet e reaksionit do të përmbajnë azot së bashku me karbonin dhe quhen karbonitride.

Karbitet dhe karbonitridet ftohen, ndahen në copa dhe ngarkohen në një furrë me bosht. Atje, në një temperaturë prej rreth 500°C, këto produkte reagojnë me gazin e klorit për të formuar tetrakloridet e zirkonit dhe hafniumit.

Zirkoni dhe hafniumi ndahen duke përdorur dallime minimale në vetitë e përbërjeve të këtyre elementeve. Deri më tani, dy metoda kanë gjetur aplikim industrial: ekstraktimi, bazuar në tretshmërinë e ndryshme të përbërjeve të zirkonit dhe hafniumit në metilizobutil keton ose tributil fosfat, dhe metoda e kristalizimit fraksional të fluorideve komplekse, bazuar në tretshmërinë e ndryshme të K 2 dhe K 2 në ujë.

Le të flasim pak më shumë për kimikisht më shumë interesante së pari metodë.

Një përzierje tetrakloridesh tretet në ujë dhe tretësirës i shtohet tiocianat i amonit NH 4 CNS. Kjo tretësirë më pas përzihet me metilizobutil keton (MIBK) të ngopur me tiocianat HCNS. Në këto kushte, komponimet e hafniumit treten më mirë në MIBC sesa komponimet përkatëse të zirkonit dhe hafniumi përqendrohet në fazën organike. Procesi përsëritet shumë herë dhe përftohet një tretësirë ujore e përbërjeve të zirkonit dhe një tretësirë e kripës së hafniumit në një tretës organik. Por në këtë të fundit ka një përzierje të zirkonit. Për ta nxjerrë atë, faza e parë organike lahet me një tretësirë të acidit klorhidrik dhe më pas hafniumi nxirret me një tretësirë të acidit sulfurik. Hafniumi precipitohet nga një tretësirë e acidit sulfurik në formën e hidroksidit, i cili shndërrohet në dioksid hafniumi me kalcinim. Ky i fundit përsëri klorinohet dhe fitohet tetrakloridi i hafniumit, i cili përsëri pastrohet me sublimim.

Hafniumi metalik reduktohet nga tetrakloridi i pastruar me magnez ose aliazh magnez-natriumi. Procesi zhvillohet në një furrë të mbyllur hermetikisht në një atmosferë heliumi. Hafniumi i sfungjerit të përftuar në këtë mënyrë shkrihet në shufra. Kjo bëhet në furrat me hark elektrik me vakum ose me rreze elektronike.

Për të përgatitur hafnium të pastërtisë më të lartë, një metal i zakonshëm shndërrohet në tetraiodid, i cili më pas zbërthehet në temperaturë të lartë.

I gjithë hafniumi i marrë në kohën tonë është një nënprodukt i prodhimit të zirkonit të reaktorit. Nëse do të ishte e nevojshme të merret hafnium në prodhim të pavarur, do të ishte disa herë më i shtrenjtë. Dhe ai tashmë është një nga metalet më të shtrenjtë. Sipas të dhënave amerikane, në vitin 1969 hafniumi ishte dy herë e gjysmë më i shtrenjtë se argjendi.

Tani më shumë se 90% e hafniumit konsumon energjinë bërthamore. Prandaj, kur flitet për mundësitë e përdorimit të hafniumit në zona të tjera, zakonisht shtohet epiteti "potencial". Me shumë mundësi, kjo situatë do të vazhdojë për një kohë të gjatë, sepse energjia bërthamore po zhvillohet shumë shpejt, më shpejt se pjesa dërrmuese e industrive... Me sa duket, ajo është e destinuar të jetë një metal "bërthamor". Dhe ky është një element në të cilin vetëm një nga gjashtë izotopet natyrore është radioaktiv!

Vetitë fizike të hafniumit

Hafniumi ka një seksion kryq të kapjes së neutronit termik të lartë (rreth 10² hambar), ndërsa homologu i tij kimik, zirkonium, ka një seksion kryq kapjeje që është 2 rend magnitudë më i vogël, rreth 2 × 10 −1 hambar. Në këtë drejtim, zirkoniumi i përdorur për krijimin e elementeve të karburantit të reaktorit duhet të pastrohet tërësisht nga hafniumi. Një nga izotopet e rralla natyrore të hafniumit, 174 Hf, shfaq aktivitet të dobët alfa (gjysmë-jeta 2×10 15 vjet).

Hafniumi është dy herë më i rëndë se zirkonium dhe shkrihet në një temperaturë më të lartë (2230°C) se zirkonium. Jo më pak interesante është një seri e tillë pikash shkrirjeje; oksid hafnium - 2912 ° C, borid hafnium - 3250 ° C, nitrid hafnium - 3310 ° C, karabit hafnium - 3890 ° C; kjo është arsyeja pse nitridet e metaleve zjarrdurues, duke përfshirë hafniumin, janë baza e lidhjeve rezistente ndaj nxehtësisë, refraktareve me temperaturë të lartë, materialeve të forta, radio dhe lidhjeve elektrike (bolometra, rezistorë, katoda të nxehta).

Në temperaturë të zakonshme, Hafniumi ka një rrjetë gjashtëkëndore me perioda a = 3,1946Å dhe c = 5,0511Å. Dendësia e hafniumit është 13,09 g/cm 3 (20 °C). Hafniumi është zjarrdurues, pika e shkrirjes së tij është 2222 °C, bp t është 5400 °C. Kapaciteti i nxehtësisë atomike 26,3 kJ/(kmol K) (25-100°C); rezistenca elektrike 32,4·10 -8 ohm·m (0°C). Një tipar i Hafnium është emetimi i tij i lartë; funksioni i punës së elektroneve 5,77 10 -19 J, ose 3,60 eV (980-1550°C); Hafniumi ka një seksion kryq të kapjes termike të neutronit prej 115·10 -28 m 2, ose 115 hambar (zirkonium ka 0,18·10 -28 m 2, ose 0,18 hambar). Hafniumi i pastër është duktil, lehtësisht i përshtatshëm ndaj punës së ftohtë dhe të nxehtë (rrokullisje, falsifikim, stampim).

Vetitë kimike të hafniumit

Nga vetitë kimike Hafniumi është shumë i ngjashëm me zirkonin për shkak të madhësive pothuajse identike të joneve të këtyre elementeve dhe ngjashmërisë së plotë të strukturës elektronike. Megjithatë, aktiviteti kimik i Hafniumit është disi më i vogël se ai i Zr. Valenca bazë e Hafniumit është 4. Janë të njohura edhe komponimet e Hafniumit 3-, 2- dhe 1-valent.

Në temperaturën e dhomës, Hafnium kompakt është plotësisht rezistent ndaj gazeve atmosferike. Megjithatë, kur nxehet mbi 600 ° C, oksidohet shpejt dhe ndërvepron, si zirkonium, me azotin dhe hidrogjenin. Hafniumi dallohet nga rezistenca ndaj korrozionit në ujin e pastër dhe avujt e ujit deri në temperaturat 400 °C. Hafniumi në pluhur është pirofor. Oksidi i hafniumit HfO 2 është një substancë zjarrduruese e bardhë (t pl 2780 ° C) me rezistencë të lartë kimike. Oksidi i hafniumit (IV) dhe hidroksidet përkatëse të tij janë amfoterike me një mbizotërim të vetive themelore. Kur HfO 2 nxehet me alkalet dhe oksidet e metaleve alkaline tokësore, formohen hafnate, për shembull Me 2 HfO 3 , Me 4 HfO 4 , Me 2 Hf 2 O 3 .

Hafniumi, si tantal, është një material mjaft inert për shkak të formimit të një filmi të hollë oksid pasiv në sipërfaqe. Në përgjithësi, rezistenca kimike e hafniumit është shumë më e madhe se ajo e homologut të tij, zirkonit.

Tretësi më i mirë për hafnium është acidi hidrofluorik (HF), ose një përzierje e acideve hidrofluorike dhe nitrik, dhe aqua regia.

Në temperatura të larta (mbi 1000 K), hafniumi oksidohet në ajër dhe digjet në oksigjen. Reagon me halogjenet. Ngjashëm me qelqin në rezistencë ndaj acideve. Ashtu si zirkonium, ai ka veti hidrofobike (nuk laget nga uji).

Elementet e sistemit periodik me veti kimike shumë të ngjashme quhen analoge. Shembulli më i mrekullueshëm i analogjisë kimike të elementeve është ngjashmëria midis zirkonit dhe hafniumit. Deri më tani nuk është gjetur asnjë reagim se cili prej tyre do të hynte dhe tjetri nuk do të hynte. Kjo shpjegohet me faktin se hafniumi dhe zirkonium kanë të njëjtat struktura të jashtme. predha elektronike. Dhe përveç kësaj, madhësitë e atomeve dhe joneve të tyre janë pothuajse të njëjta. Zirkoni u zbulua në shekullin e 18-të dhe hafniumi u maskua me aq sukses si zirkon, saqë për një shekull e gjysmë, shkencëtarët që studiuan mineralet e zirkonit dhe produktet e tyre të përpunuara as që dyshuan se kishin të bënin me dy elementë. Në të vërtetë, në shekullin e 19-të Janë botuar disa raporte mbi zbulimin e elementeve të panjohur në mineralet e zirkonit: ostranium (Breithaupt, 1825), noria (Svanberg, 1845), jargonium (Sorbi, 1869), nigrium (Kisha, 1869), euksenium (Hoffmann dhe Prandtl), . Megjithatë, asnjë nga këto "pretendime" nuk u konfirmua nga eksperimentet e kontrollit.

Komponimet kimike më të rëndësishme

Përbërjet dyvalente të hafniumit

HfBr 2 - të ngurta e zezë, vetëndezëse në ajër. Zbërthehet në 400 °C në hafnium dhe tetrabromid hafnium. Përftohet nga disproporcioni i tribromidit të hafniumit në vakum me ngrohjen.

Hf(HPO 4) 2- precipitat i bardhë, i tretshëm në acide sulfurike dhe hidrofluorike. Përftohet duke trajtuar tretësirat e kripërave të hafniumit (II) me acid fosforik.

Komponimet trevalente të hafniumit

HfBr 3- e ngurtë e zezë-blu. Është në disproporcion në 400 °C me dibromidin dhe tetrabrominin e hafniumit. Përftohet nga reduktimi i tetrabromidit të hafniumit me ngrohje në një atmosferë hidrogjeni ose me alumin metalik.

Komponimet e hafniumit katërvalent

HfO2- kristale monoklinike pa ngjyrë (densiteti - 9,98 g/cm³) ose kristale tetragonale pa ngjyrë (densiteti - 10,47 g/cm³). Këto të fundit kanë një pikë shkrirjeje 2900 °C, janë pak të tretshëm në ujë, janë diamagnetikë, kanë karakter më themelor se ZrO 2 dhe shfaqin veti katalitike. Përftohet nga ngrohja e hafniumit metalik në oksigjen ose nga kalcinimi i hidroksidit, dioksalatit, disulfatit të hafniumit.

Hf(OH)4- një precipitat i bardhë që tretet me shtimin e alkaleve dhe peroksidit të hidrogjenit me formimin e perokso-hafniateve. Përftohet nga hidroliza e thellë e kripërave të hafniumit tetravalent kur nxehet ose nga trajtimi i tretësirave të kripërave të hafniumit (IV) me alkale.

HFF 4- kristale pa ngjyrë. t pl 1025 ° C, dendësia - 7,13 g / cm³. I tretshëm në ujë. Përftohet nga dekompozimi termik i përbërjes (NH 4) 2 në një rrjedhë azoti në 300 °C.

HfCl 4- pluhur i bardhë që sublimohet në 317 °C. t pl 432 °C. Përftohet nga veprimi i klorit mbi hafniumin metalik, karbitin e hafniumit ose një përzierje të oksidit të hafniumit (II) me qymyr.

HfBr 4- kristale pa ngjyrë. Sublimuar në 322°C. t pl 420 °C. Përftohet nga veprimi i avullit të bromit në një përzierje të oksidit të hafniumit të ngrohur në 500 ° C (II) me qymyr.

HFI 4- kristale të verdha. Sublimohet në 427°C dhe shkëputet termikisht në 1400°C. Përftohet nga bashkëveprimi i hafniumit me jodin në 300 °C.

Aplikimi i hafniumit

Fushat kryesore të aplikimit të hafniumit metalik janë prodhimi i lidhjeve për teknologjinë e hapësirës ajrore, industrinë bërthamore dhe optikën speciale.

Teknologjia bërthamore përdor aftësinë e hafniumit për të kapur neutronet, dhe përdorimi i tij në industrinë bërthamore është prodhimi i shufrave të kontrollit, qeramikës speciale dhe qelqit (oksid, karabit, boride, oksokarbid, hafnate dysprosium, hafnate litium). Një tipar dhe avantazh i diboridit të hafniumit është një dalje shumë e vogël e gazrave (helium, hidrogjen) gjatë "djegjes" së borit.
Oksidi i hafniumit përdoret në optikë për shkak të qëndrueshmërisë së tij termike (mp 2780 °C) dhe indeksit shumë të lartë të thyerjes. Një fushë e konsiderueshme e konsumit të hafniumit është prodhimi i klasave të veçanta të qelqit për produktet me fibra optike, si dhe për marrjen e produkteve optike veçanërisht me cilësi të lartë, veshjet e pasqyrave, përfshirë pajisjet e shikimit të natës, imazherët termikë. Fluori i hafniumit ka një shtrirje të ngjashme.
Karbidi dhe boridi i hafniumit (mp 3250 °C) përdoren si veshje jashtëzakonisht rezistente ndaj konsumit dhe në prodhimin e lidhjeve super të forta. Përveç kësaj, karbidi i hafniumit është një nga përbërësit më zjarrdurues (mp. 3890 ° C) dhe përdoret për prodhimin e grykave raketa hapësinore dhe disa elementë strukturorë të bërthamës në fazë gazi motorët reaktiv.
Hafniumi dallon relativisht punë e ulët prodhimi i elektroneve (3.53 eV), dhe për këtë arsye përdoret për prodhimin e katodave për tuba radio me fuqi të lartë dhe armë elektronike. Në të njëjtën kohë, kjo cilësi, së bashku me pikën e lartë të shkrirjes, bën të mundur përdorimin e hafniumit për prodhimin e elektrodave për saldimin e metaleve në argon, dhe veçanërisht elektrodave (katodave) për saldimin e çelikut me pak karbon në dioksid karboni. Stabiliteti i elektrodave të tilla në dioksid karboni është më shumë se 3.7 herë më i lartë se ai i tungstenit. Hafnati i bariumit përdoret gjithashtu si katodë efikase me funksion të ulët pune.
Karbidi i hafniumit në formën e një produkti qeramik të hollë poroz mund të shërbejë si një kolektor elektronesh jashtëzakonisht efikas, me kusht që avulli i cezium-133 të avullojë nga sipërfaqja e tij në vakum, në këtë rast funksioni i punës së elektroneve zvogëlohet në më pak se 0,1-0,12 eV, dhe ky efekt mund të përdoret për krijimin e gjeneratorëve elektrikë termionikë shumë efikasë dhe pjesëve të motorëve të fuqishëm jonikë.
Bazuar në diboridin e hafniumit dhe nikelit, është zhvilluar dhe është përdorur për një kohë të gjatë një shtresë e përbërë shumë rezistente ndaj konsumit dhe e fortë.
Lidhjet tantal-tungsten-hafnium janë lidhjet më të mira për furnizimin me karburant në motorët e raketave bërthamore me fazë gazi.
Lidhjet e titanit të lidhura me hafnium përdoren në ndërtimin e anijeve (prodhimi i pjesëve të motorit detar), dhe aliazhi i nikelit me hafnium jo vetëm që rrit forcën e tij dhe rezistencën ndaj korrozionit, por gjithashtu përmirëson në mënyrë dramatike saldueshmërinë dhe forcën e saldimeve.
Shtimi i hafniumit në tantal rrit në mënyrë drastike rezistencën e tij ndaj oksidimit të ajrit (rezistenca ndaj nxehtësisë) duke formuar një shtresë të dendur dhe të padepërtueshme të oksideve komplekse në sipërfaqe dhe, mbi të gjitha, ky film oksid është shumë rezistent ndaj cikleve të nxehtësisë (goditje termike). Këto veti bënë të mundur krijimin e lidhjeve shumë të rëndësishme për teknologjinë e raketave (grykë, timon gazi). Një nga lidhjet më të mira të hafniumit dhe tantalit për grykat e raketave përmban deri në 20% hafnium. Duhet të theksohet gjithashtu efekti i madh ekonomik kur përdoret aliazhi hafnium-tantal për prodhimin e elektrodave për prerjen e metaleve me ajër-plazmë dhe oksigjen-flakë. Përvoja e përdorimit të një aliazhi të tillë (hafnium - 77%, tantal - 20%, tungsten - 2%, argjend - 0,5%, cezium - 0,1%, krom - 0,4%) tregoi një jetëgjatësi shërbimi 9 herë më të gjatë në krahasim me hafniumin e pastër .
Lidhja me hafnium forcon ndjeshëm shumë lidhje kobalti, të cilat janë shumë të rëndësishme në ndërtimin e turbinave, industrinë e naftës, kimike dhe ushqimore.
Hafniumi përdoret në disa aliazhe për magnet të përhershëm të rëndë të bazuar në toka të rralla (në veçanti, bazuar në terbium dhe samarium).
Një lidhje e karbitit të hafniumit (HfC, 20%) dhe karbitit të tantalit (TaC, 80%) është aliazhi më zjarrdurues (mp. 4216 °C). Për më tepër, ka indikacione të veçanta që kur lidhni këtë aliazh me një sasi të vogël karabit titani, pika e shkrirjes mund të rritet me 180 gradë të tjera.
Duke shtuar 1% hafnium në alumin, fitohen lidhjet e rënda të aluminit me madhësi të kokrrizave metalike 40-50 nm. Kjo jo vetëm që forcon lidhjen, por gjithashtu arrin një zgjatje të konsiderueshme relative dhe rrit forcën përfundimtare në prerje dhe përdredhje, si dhe përmirëson rezistencën ndaj dridhjeve.
Dielektrikë me të lartë lejueshmëria bazuar në oksidin e hafniumit gjatë dekadës së ardhshme do të zëvendësojë oksidin tradicional të silikonit në mikroelektronikë, gjë që do të lejojë të arrihet një densitet shumë më i lartë i elementeve në patate të skuqura. Që nga viti 2007, dioksidi i hafniumit është përdorur në procesorët Intel Penryn 45 nm. Silicidi i hafniumit përdoret gjithashtu si dielektrik me lejueshmëri të lartë në elektronikë. Lidhjet e hafniumit dhe skandiumit përdoren në mikroelektronikë për të marrë filma rezistent me veti të veçanta.
Hafnium përdoret për të prodhuar pasqyra me rreze X me shumë shtresa me cilësi të lartë.

Në fillim të këtij muaji, Semiconductor Research Corporation (SRC) nuk njoftoi një sukses "novator" në prodhimin e izolatorëve që përmbajnë metal. Intel dhe IBM thuhet se po planifikojnë të përdorin hafnium për të ndërtuar mikroprocesorë më të shpejtë dhe më efikas në energji.

Oksidi i hafniumit do të zëvendësojë oksidin e silikonit në përdorim aktualisht. Kështu, elementi, i cili zë pozicionin 72 në tabelën periodike, duhet të sigurojë një zbulim në gjeneratën e ardhshme të pajisjeve gjysmëpërçuese. Prodhuesit presin ta përdorin atë në çipa që janë shumë të zakonshëm - nga telefonat celularë te serverët.

Nëse një element i rrallë përdoret kaq masivisht, a do të mjaftojë për të gjithë?

Ekspertët besojnë se nuk ka arsye për shqetësim. Kryesisht sepse sasia e hafniumit të përdorur në një çip të vetëm është e papërfillshme.

Jim McGregor, një analist në In-Stat, thotë: “Edhe nëse merrni të gjithë hafniumin e nevojshëm për një vaferë 300 mm, do të jetë e pamundur të shihet me sy të lirë”.

Bernard Meyerson, kryeteknologu i IBM, e shpreh edhe më elokuencë: nëse merrni një centimetër kub hafnium dhe e shpërndani mbi një sipërfaqe me një shtresë të trashë sa ajo e përdorur në patate të skuqura, do të mbulohej një zonë e barabartë me 10 fusha futbolli. Për më tepër, ky vlerësim merret me një diferencë për keq - së pari, nuk përdoret hafnium i pastër, por oksidi i tij, dhe së dyti, trashësia e shtresës do të ulet vazhdimisht me përmirësimin e teknologjisë.

Burimet botërore dhe prodhimi i hafniumit

Çmimet për hafnium 99% në vitin 2007 ishin mesatarisht 780 dollarë për kilogram

Çdo vit, të gjitha vendet e botës, të marra së bashku, prodhojnë rreth 50 tonë të kësaj substance. Nuk shfaqet në formë venash, si ari apo metale të tjera, por përftohet si nënprodukt gjatë nxjerrjes së dioksidit të zirkonit (zirkoniumi është një metal mjaft i përhapur në Shtetet e Bashkuara, Brazil, Australi, Rusi dhe Kinë).

Burimet botërore të hafniumit për sa i përket dioksidit të hafniumit kalojnë paksa 1 milion ton. Struktura e shpërndarjes së këtyre burimeve është afërsisht si më poshtë:

Australi - më shumë se 630 mijë ton,
Afrika e Jugut - pothuajse 287 mijë ton,
SHBA - pak më shumë se 105 mijë ton,
Indi - rreth 70 mijë ton,
Brazil - 9.88 mijë ton.

Pjesa dërrmuese e bazës së lëndës së parë të hafniumit në vendet e huaja përfaqësohet nga zirkon nga vendet e detit bregdetar.

Rezervat e hafniumit në Rusi dhe CIS, sipas ekspertëve të pavarur, janë shumë të mëdha, dhe në këtë drejtim, me zhvillimin e industrisë së hafniumit, Rusia është në gjendje të bëhet lider i padiskutueshëm në tregun botëror të hafniumit. Vlen gjithashtu të përmendet, në lidhje me këtë, burimet shumë të rëndësishme të hafniumit në Ukrainë. Mineralet kryesore që përmbajnë hafnium në Rusi dhe CIS përfaqësohen nga loparite, zirkon, baddeleyite dhe granitet alkaline të metaleve të rralla.

Afërsia e strukturave atomike të hafniumit dhe zirkonit e bën të shtrenjtë procesin e ndarjes. Rreth 60-70% e hafniumit që rezulton shkon në prodhimin e të ashtuquajturave "shufra grafiti" që përdoren për të kontrolluar reaksionin në një reaktor bërthamor. Pjesa më e madhe e pjesës tjetër të hafniumit përdoret për të bërë lidhje të përdorura në motorët e avionëve. Çështja e mungesës së hafniumit ende nuk është ngritur, dhe prodhimi i tij mund të rritet nëse është e nevojshme.

Efekti i hafniumit në organizmat e gjallë

Efekti toksik i hafniumit u studiua në eksperimente me kafshë. LD50 (doza që shkakton 50% vdekshmëri) për minjtë kur administrohej në mënyrë intragastrike ishte rreth 400 mg/kg peshë trupore. Ndryshimet nekrotike u zhvilluan në stomak dhe kur thitheshin, u vunë re ndryshime të tilla në mukozën bronkiale, si dhe u vu re edhe edemë pulmonare. Helmimi kronik u zhvillua në kafshë me administrim ditor të karbitit të hafniumit dhe nitridit për 5 orë në një përqendrim 10.8 mg/m3 për 6 dhe 9 muaj.

J/(K mol)

Vëllimi molar Rrjeta kristalore e një lënde të thjeshtë Struktura e rrjetës

gjashtëkëndor

Parametrat e rrjetës

a=3,196 nm; c=5,051 nm

Qëndrimi c/a Karakteristika të tjera Përçueshmëri termike

(300 K) 23,0 W/(m K)

72

4f 14 5d 2 6s 2

Hafnium - element kimik Grupi i 4-të i formës afatgjatë të sistemit periodik të D. I. Mendeleev (sipas formës së shkurtër të sistemit periodik - nëngrup anësor i grupit IV), periudha e gjashtë, me numër atomik 72. Përcaktohet me simbolin Hf. (lat. Hafnium). Një substancë e thjeshtë është një metal i rëndë zjarrdurues argjend-bardhë.

Historia e zbulimit dhe origjina e emrit

Hafniumi u kërkua midis elementeve të rralla të tokës, pasi struktura e periudhës së 6-të të sistemit D. I. Mendeleev nuk u sqarua. Në vitin 1911, kimisti francez J. Urbain njoftoi zbulimin e një elementi të ri, të cilin e quajti Celtium. Në realitet, ai përftoi një përzierje të përbërë nga yterbium, lutetium dhe një sasi e vogël hafnium. Dhe vetëm pasi N. Bohr, në bazë të llogaritjeve mekanike kuantike, tregoi se elementi i fundit i tokës së rrallë është elementi numër 71, u bë e qartë se hafniumi është një analog i zirkonit.

Bazuar në gjetjet e Bohr, i cili parashikoi vetitë dhe valencën e tij, në 1923 Dirk Coster dhe György de Hevesy analizuan sistematikisht zirkonet Norvegjeze dhe Grenlandeze me anë të spektroskopisë me rreze X. Koincidenca e linjave me rreze X të mbetjeve pas shpëlarjes së zirkonit me tretësirat e acidit të vluar me ato të llogaritura sipas ligjit Moseley për elementin e 72-të, i lejoi studiuesit të shpallin zbulimin e elementit, të cilin ata e quajtën hafnium për nder të qyteti ku u bë zbulimi (lat. hafnia Emri latin i Kopenhagës. Mosmarrëveshja për përparësinë midis J. Urbain, N. Coster dhe D. Hevesy, e cila filloi pas kësaj, vazhdoi për një kohë të gjatë. Në vitin 1949 emri i elementit “hafnium” u miratua nga Komisioni Ndërkombëtar dhe u pranua kudo.

Faturë

Përmbajtja mesatare e hafniumit në koren e tokës është rreth 4 g/t. Për shkak të mungesës së mineraleve të veta në hafnium dhe lidhjes së tij të vazhdueshme me zirkonin, ai përftohet nga përpunimi i xeheve të zirkonit, ku përmbahet në një sasi prej 2,5% të peshës së zirkonit (zirkoni përmban 4% HfO 2, baddeleyite - 4 -6% HfO 2). Në botë, mesatarisht në vit nxirren rreth 70 tonë hafnium, dhe vëllimi i prodhimit të tij është në përpjesëtim me vëllimin e prodhimit të zirkonit. Një tipar interesant i mineralit të skandiumit është tortveiti: ai përmban shumë më tepër hafnium se zirkonium, dhe kjo rrethanë është shumë e rëndësishme kur përpunohet tortveiti në skandium dhe përqendrohet hafniumi prej tij.

Burimet botërore të hafniumit

Çmimet për hafnium 99% në 2007 ishin mesatarisht 780 dollarë për kilogram (sipas infogeo.ru)

Burimet botërore të hafniumit për sa i përket dioksidit të hafniumit kalojnë paksa 1 milion ton. Struktura e shpërndarjes së këtyre burimeve është afërsisht si më poshtë:

Australi - më shumë se 630 mijë ton,
Afrika e Jugut - pothuajse 287 mijë ton,
SHBA - pak më shumë se 105 mijë ton,
Indi - rreth 70 mijë ton,
Brazil - 9.88 mijë ton.

Pjesa dërrmuese e bazës së lëndës së parë të hafniumit në vendet e huaja përfaqësohet nga zirkon nga vendet e detit bregdetar.

Vetitë fizike

Hafniumi është një metal i shkëlqyeshëm, i bardhë në argjend, i fortë dhe zjarrdurues. Në një gjendje të shpërndarë imët, ka një ngjyrë gri të errët, pothuajse të zezë; mat . Dendësia në kushte normale - 13.31 g / cm 3. Pika e shkrirjes është 2506 (2233 °C), vlon në 4876 (4603 °C).

Vetitë kimike

Tretësi më i mirë për hafnium është acidi hidrofluorik (HF) ose një përzierje e acideve hidrofluorike dhe nitrik, dhe aqua regia.

Në temperatura të larta (mbi 1000) hafniumi oksidohet në ajër dhe digjet në oksigjen. Reagon me halogjenet. Ngjashëm me qelqin në rezistencë ndaj acideve. Ashtu si zirkonium, ai ka veti hidrofobike (nuk laget nga uji).

Komponimet kimike më të rëndësishme

Përbërjet dyvalente të hafniumit

HfBr 2, dibromidi i hafniumit është një lëndë e ngurtë e zezë që ndizet spontanisht në ajër. Zbërthehet në 400 °C në hafnium dhe tetrabromid hafnium. Përftohet nga disproporcioni i tribromidit të hafniumit në vakum me ngrohjen.

Komponimet trevalente të hafniumit

HfBr 3, tribromidi i hafniumit është një lëndë e ngurtë e zezë-blu. Është në disproporcion në 400 °C me dibromidin dhe tetrabrominin e hafniumit. Përftohet nga reduktimi i tetrabromidit të hafniumit me ngrohje në një atmosferë hidrogjeni ose me metal alumini.

Komponimet e hafniumit katërvalent

HfO 2, dioksid hafniumi - kristale monoklinike pa ngjyrë (densiteti - 9,98 g / cm³) ose kristale tetragonale pa ngjyrë (densiteti - 10,47 g / cm³). Këto të fundit kanë T mp 2900 °C, pak i tretshëm në ujë, diamagnetik, më bazë se ZrO 2 dhe shfaq veti katalitike. Përftohet nga ngrohja e hafniumit metalik në oksigjen ose nga kalcinimi i hidroksidit të hafniumit, dioksalatit, disulfatit të hafniumit.
Hf (OH) 4, hidroksid hafnium - një precipitat i bardhë që tretet me shtimin e alkaleve dhe peroksidit të hidrogjenit për të formuar perokso-hafniate. Përftohet nga hidroliza e thellë e kripërave të hafniumit tetravalent kur nxehet ose nga trajtimi i tretësirave të kripërave të hafniumit (IV) me alkale.
HfF 4, tetrafluorid hafnium - kristale pa ngjyrë. T pl 1025 ° C, dendësia - 7,13 g / cm³. I tretshëm në ujë. Përftohet nga dekompozimi termik i përbërjes (NH 4) 2 në një rrjedhë azoti në 300 °C.
HfCl 4, tetraklorur hafnium - pluhur i bardhë që sublimohet në 317 °C. T pl 432 °C. Përftohet nga veprimi i klorit mbi hafniumin metalik, karbitin e hafniumit ose një përzierje të oksidit të hafniumit (II) me qymyr druri.
HfBr 4, tetrabromidi i hafniumit - kristale pa ngjyrë. Sublimuar në 322°C. T pl 420 °C. Përftohet nga veprimi i avullit të bromit në një përzierje të oksidit të hafniumit (II) dhe qymyrit të ngrohur në 500 °C.
HfI 4, tetrajodidi i hafniumit - kristale të verdha. Sublimohet në 427°C dhe shkëputet termikisht në 1400°C. Përftohet nga bashkëveprimi i hafniumit me jodin në 300 °C.
Hf (HPO 4) 2, hidrogjen fosfat hafnium - një precipitat i bardhë, i tretshëm në acidet sulfurik dhe hidrofluorik. Përftohet duke trajtuar tretësirat e kripërave të hafniumit (IV) me acid fosforik.

Aplikacion

Fushat kryesore të aplikimit të hafniumit metalik janë prodhimi i lidhjeve për teknologjinë e hapësirës ajrore, industrinë bërthamore dhe optikën speciale.

Inxhinieria bërthamore shfrytëzon aftësinë e hafniumit për të kapur neutronet, dhe aplikimet e tij në industrinë bërthamore janë prodhimi i shufrave të kontrollit, qeramikës speciale dhe qelqit (oksid, karbid, boride, oksokarbid, hafnate dysprosium, hafnate litium). Një tipar dhe avantazh i diboridit të hafniumit është një dalje shumë e vogël e gazrave (helium, hidrogjen) gjatë "djegjes" së borit.
Oksidi i hafniumit përdoret në optikë për shkak të qëndrueshmërisë së tij termike (mp 2780 °C) dhe indeksit shumë të lartë të thyerjes. Një fushë e konsiderueshme e konsumit të hafniumit është prodhimi i klasave të veçanta të qelqit për produktet me fibra optike, si dhe për marrjen e produkteve optike veçanërisht me cilësi të lartë, veshjet e pasqyrave, përfshirë pajisjet e shikimit të natës, imazherët termikë. Fluori i hafniumit ka një shtrirje të ngjashme.
Karbidi dhe boridi i hafniumit (mp. 3250 °C) përdoren si veshje jashtëzakonisht rezistente ndaj konsumit dhe në prodhimin e lidhjeve super të forta. Për më tepër, karbidi i hafniumit është një nga përbërësit më zjarrdurues (mp 3960 ° C) dhe përdoret për prodhimin e grykave të raketave hapësinore dhe disa elementeve strukturore të motorëve të avionëve bërthamorë në fazën e gazit.
Hafniumi dallohet nga një funksion relativisht i ulët i punës së elektroneve (3.53 eV), dhe për këtë arsye përdoret për të bërë katoda për tuba radio me fuqi të lartë dhe armë elektronike. Në të njëjtën kohë, kjo cilësi, së bashku me pikën e lartë të shkrirjes, bën të mundur përdorimin e hafniumit për prodhimin e elektrodave për saldimin e metaleve në argon, dhe veçanërisht elektrodave (katodave) për saldimin e çelikut të butë në dioksid karboni. Stabiliteti i elektrodave të tilla në dioksid karboni është më shumë se 3.7 herë më i lartë se ai i elektrodave të tungstenit. Hafnati i bariumit përdoret gjithashtu si katodë efikase me funksion të ulët pune.
Karbidi i hafniumit në formën e një produkti qeramik të imët poroz mund të shërbejë si një kolektor elektronesh jashtëzakonisht efikas, me kusht që avulli i cezium-133 të avullojë nga sipërfaqja e tij në vakum, në këtë rast funksioni i punës së elektroneve ulet në më pak se 0,1-0,12 eV. , dhe ky efekt mund të përdoret për të krijuar gjeneratorë elektrikë termionikë shumë efikasë dhe pjesë të motorëve të fuqishëm jonikë.
Bazuar në diboridin e hafniumit dhe nikelit, është zhvilluar dhe është përdorur prej kohësh një shtresë e përbërë shumë rezistente ndaj konsumit dhe e fortë.
Lidhjet tantal-tungsten-hafnium janë lidhjet më të mira për shpërndarjen e karburantit në motorët e raketave bërthamore me fazë gazi.
Lidhjet e titanit të lidhura me hafnium përdoren në ndërtimin e anijeve (prodhimi i pjesëve të motorit detar), dhe aliazhi i nikelit me hafnium jo vetëm që rrit forcën e tij dhe rezistencën ndaj korrozionit, por gjithashtu përmirëson në mënyrë dramatike saldueshmërinë dhe forcën e saldimeve.
Karbidi i hafniumit të tantalit. Shtimi i hafniumit në tantal rrit në mënyrë dramatike rezistencën e tij ndaj oksidimit të ajrit (rezistenca ndaj nxehtësisë) për shkak të formimit të një filmi të dendur dhe të padepërtueshëm të oksideve komplekse në sipërfaqe, dhe, mbi të gjitha, ky film oksid është shumë rezistent ndaj ndryshimeve të nxehtësisë (termike shoku). Këto veti bënë të mundur krijimin e lidhjeve shumë të rëndësishme për teknologjinë e raketave (grykë, timon gazi). Një nga lidhjet më të mira të hafniumit dhe tantalit për grykat e raketave përmban deri në 20% hafnium. Duhet të theksohet gjithashtu efekti i madh ekonomik kur përdoret aliazhi hafnium-tantal për prodhimin e elektrodave për prerjen e metaleve me ajër-plazmë dhe oksigjen-flakë. Përvoja e përdorimit të një aliazhi të tillë (hafnium - 77%, tantal - 20%, tungsten - 2%, argjend - 0,5%, cezium - 0,1%, krom - 0,4%) tregoi një jetëgjatësi shërbimi 9 herë më të gjatë në krahasim me hafniumin e pastër .
Lidhja me hafnium forcon ndjeshëm shumë lidhje kobalti, të cilat janë shumë të rëndësishme në ndërtimin e turbinave, industrinë e naftës, kimike dhe ushqimore.
Hafniumi përdoret në disa aliazhe për magnet të përhershëm të rëndë të bazuar në toka të rralla (në veçanti, bazuar në terbium dhe samarium).
Një lidhje e karbitit të hafniumit (HfC, 20%) dhe karbitit të tantalit (TaC, 80%) është aliazhi më zjarrdurues (mp. 4216 °C). Për më tepër, ka indikacione të veçanta që kur lidhni këtë aliazh me një sasi të vogël karabit titani, pika e shkrirjes mund të rritet me 180 gradë të tjera.
Duke shtuar 1% hafnium në alumin, përftohen lidhje të rënda alumini me madhësi të kokrrizave metalike prej 40-50 nm. Kjo jo vetëm që forcon lidhjen, por gjithashtu arrin një zgjatje të konsiderueshme relative dhe rrit forcën përfundimtare në prerje dhe përdredhje, si dhe përmirëson rezistencën ndaj dridhjeve.
Dielektrikët me lejueshmëri të lartë të bazuar në oksidin e hafniumit do të zëvendësojnë oksidin tradicional të silikonit në mikroelektronikë gjatë dekadës së ardhshme, duke lejuar që të arrihen densitete shumë më të larta të elementeve në patate të skuqura. Që nga viti 2007, dioksidi i hafniumit është përdorur në procesorët Intel Penryn 45 nm. Gjithashtu silicidi i hafniumit përdoret si një dielektrik me lejueshmëri të lartë në elektronikë. Lidhjet e hafniumit dhe skandiumit përdoren në mikroelektronikë për të marrë filma rezistent me veti të veçanta.
Hafnium përdoret për të prodhuar pasqyra me rreze X me shumë shtresa me cilësi të lartë.

Fushat premtuese të aplikimit

Sistemi periodik i elementeve kimike të D. I. Mendeleev

Uut

Një fragment që karakterizon Hafnium

Ajo ishte e njëjtë me atë që ai e njihte pothuajse si fëmijë dhe më pas nusen e Princit Andrei. Në sytë e saj shkëlqeu një shkëlqim i gëzuar dhe pyetës; kishte një shprehje të dashur dhe çuditërisht djallëzore në fytyrën e tij.
Pierre darkoi dhe do të ishte ulur gjithë mbrëmjen; por Princesha Mari ishte në rrugën e saj për në Vesper, dhe Pierre u largua me ta.
Të nesërmen, Pierre mbërriti herët, darkoi dhe u ul gjithë mbrëmjen. Pavarësisht nga fakti se Princesha Mary dhe Natasha ishin padyshim të lumtur që kishin një mysafir; përkundër faktit se i gjithë interesi për jetën e Pierre ishte përqendruar tani në këtë shtëpi, deri në mbrëmje ata kishin biseduar gjithçka, dhe biseda lëvizte pandërprerë nga një temë e parëndësishme në tjetrën dhe shpesh ndërpritej. Pierre u ul aq vonë atë mbrëmje sa Princesha Mary dhe Natasha shikuan njëri-tjetrin, padyshim që prisnin që ai të largohej së shpejti. Pierre e pa këtë dhe nuk mund të largohej. Iu bë e vështirë, e sikletshme, por ai vazhdoi të rrinte ulur, sepse nuk mund të ngrihej dhe të largohej.
Princesha Mary, duke mos parashikuar fundin e kësaj, ishte e para që u ngrit dhe, duke u ankuar për një migrenë, filloi të thoshte lamtumirë.
- Pra, do të shkoni nesër në Petersburg? tha Oka.
"Jo, nuk po shkoj," tha Pierre me nxitim, me habi dhe sikur i ofenduar. - Jo, në Petersburg? Nesër; Unë thjesht nuk them lamtumirë. Unë do të bëj thirrje për komisione, "tha ai, duke qëndruar përballë Princeshës Marya, duke u skuqur dhe duke mos u larguar.
Natasha i dha dorën dhe u largua. Princesha Mary, përkundrazi, në vend që të largohej, u zhyt në një kolltuk dhe, me shikimin e saj rrezatues, të thellë, shikoi me ashpërsi dhe vëmendje Pierre. Lodhja që ajo kishte treguar dukshëm më parë ishte zhdukur plotësisht tani. Ajo psherëtiu rëndë dhe gjatë, sikur po përgatitej për një bisedë të gjatë.
I gjithë siklet dhe siklet i Pierre, kur Natasha u hoq, u zhduk menjëherë dhe u zëvendësua nga një animacion i emocionuar. Ai shpejt e lëvizi karrigen shumë pranë Princeshës Marya.
"Po, doja t'ju tregoja," tha ai, duke iu përgjigjur, si me fjalë, në shikimin e saj. “Princeshë, më ndihmo. Cfare duhet te bej? A mund të shpresoj? Princesha, miku im, më dëgjo. Unë di gjithcka. E di që nuk ia vlen; E di që është e pamundur të flasësh për këtë tani. Por unë dua të jem vëllai i saj. Jo, nuk dua... nuk mundem...
Ai u ndal dhe fërkoi fytyrën dhe sytë me duar.
"Epo, ja ku është," vazhdoi ai, me sa duket duke u përpjekur të fliste në mënyrë koherente. Nuk e di që kur e dua. Por unë e kam dashur atë vetëm, vetëm në gjithë jetën time dhe e dua aq shumë sa nuk mund ta imagjinoj jetën pa të. Tani nuk guxoj t'i kërkoj dorën; por mendimi se ndoshta ajo mund të ishte e imja dhe se do ta humbisja këtë mundësi ... mundësi ... është e tmerrshme. Më thuaj, a mund të shpresoj? Më thuaj çfarë duhet të bëj? E dashur princeshë, - tha ai, pas një pauze dhe duke i prekur dorën, pasi ajo nuk u përgjigj.
"Unë jam duke menduar për atë që më thatë," u përgjigj Princesha Mary. "Unë do t'ju them se çfarë. Ke të drejtë, çfarë t'i tregosh tani për dashurinë ... - princesha ndaloi. Ajo donte të thoshte: tani e ka të pamundur të flasë për dashurinë; por ajo u ndal, sepse për të tretën ditë pa nga Natasha e ndryshuar papritur që Natasha jo vetëm që nuk do të ofendohej nëse Pierre i shprehte dashurinë e tij, por se ajo donte vetëm këtë.
"Është e pamundur t'i thuash asaj tani," tha gjithsesi Princesha Marya.
“Por çfarë të bëj?
"Ma jep mua," tha Princesha Mary. - E di…
Pierre shikoi në sytë e Princeshës Mary.
“Epo, mirë…” tha ai.
"Unë e di që ajo do ... ajo do të të dojë," korrigjoi veten Princesha Mary.
Para se të kishte kohë për të thënë këto fjalë, Pierre u hodh dhe, me një fytyrë të frikësuar, kapi për dore Princeshën Mary.
- Pse mendon? Mendon se mund të shpresoj? Mendon?!
"Po, unë mendoj kështu," tha Princesha Mary, duke buzëqeshur. - Shkruaj prindërve. Dhe më beso mua. Unë do t'i them asaj kur të mundem. e uroj. Dhe zemra ime e ndjen se do të jetë.
- Jo, nuk mund të jetë! Sa e lumtur jam! Por nuk mund të jetë... Sa e lumtur jam! Jo, nuk mund të jetë! - tha Pierre, duke puthur duart e Princeshës Mary.
- Ju shkoni në Shën Petersburg; eshte me mire. Unë do t'ju shkruaj, tha ajo.
- Në Petersburg? Udhëtim? Mirë, po, le të shkojmë. Por nesër mund të vij tek ju?
Të nesërmen, Pierre erdhi për të thënë lamtumirë. Natasha ishte më pak e gjallë se në ditët e vjetra; por në këtë ditë, ndonjëherë duke parë në sytë e saj, Pierre ndjeu se ai po zhdukej, se as ai as ajo nuk ishin më, por kishte një ndjenjë lumturie. “Vërtet? Jo, nuk mundet, - tha me vete në çdo vështrim, gjest, fjalë të saj që i mbushte shpirtin me gëzim.
Kur, duke i dhënë lamtumirën e saj, e kapi dorën e hollë e të hollë, padashur e mbajti edhe pak më gjatë në të tijën.
“A është e mundur që kjo dorë, kjo fytyrë, këta sy, gjithë ky thesar i hijeshisë femërore, të huaj për mua, a do të jetë e gjitha kjo përgjithmonë e imja, e njohur, e njëjtë siç jam unë për veten time? Jo, është e pamundur!.."
"Lamtumirë, Kont," i tha ajo me zë të lartë. "Do të të pres shumë," shtoi ajo duke pëshpëritur.
Dhe këto fjalë të thjeshta, pamja dhe shprehja e fytyrës që i shoqëroi, për dy muaj, ishin objekt i kujtimeve të pashtershme, shpjegimeve dhe ëndrrave të lumtura të Pierre. “Do të pres shumë... Po, po, siç tha ajo? Po, unë do të pres për ju. Ah, sa i lumtur jam! Çfarë është, sa e lumtur jam!” Tha Pierre me vete.

Në shpirtin e Pierre tani asgjë e ngjashme nuk ndodhi me atë që ndodhi me të në rrethana të ngjashme gjatë miqësisë së tij me Helenën.
Nuk i përsëriti, si atëherë, me turp të dhimbshëm, fjalët që kishte thënë, nuk tha me vete: “Ah, pse nuk e thashë këtë dhe pse, pse thashë atëherë “je vous aime”? ” [Të dua] Tani, përkundrazi, ai përsëriste çdo fjalë të sajën, të tijën, në imagjinatën e tij me të gjitha detajet e fytyrës së saj, buzëqeshjes dhe nuk donte të hiqte e të shtonte asgjë: donte vetëm të përsëriste. Tani nuk kishte dyshim nëse ajo që kishte bërë ishte e mirë apo e keqe, tani nuk kishte asnjë hije. Vetëm një dyshim i tmerrshëm i kalonte ndonjëherë në mendje. A është e gjitha në ëndërr? A kishte gabuar Princesha Mary? A jam shumë krenar dhe arrogant? Unë besoj; Dhe befas, siç duhet të ndodhë, Princesha Marya do t'i thotë asaj, dhe ajo do të buzëqeshë dhe do të përgjigjet: "Sa e çuditshme! Ai kishte të drejtë, gabim. A nuk e di ai që ai është një burrë, thjesht një burrë, dhe unë? .. Unë jam krejtësisht ndryshe, më lart.
Vetëm ky dyshim i vinte shpesh Pierre. As ai nuk bëri asnjë plan. Atij iu duk një lumturi kaq tepër e afërt sa që sapo ndodhi kjo, asgjë nuk mund të ishte më tej. Gjithçka përfundoi.
Çmenduri e gëzueshme, e papritur, për të cilën Pierre e konsideronte veten të paaftë, e pushtoi. I gjithë kuptimi i jetës, jo vetëm për të, por për të gjithë botën, i dukej se konsistonte vetëm në dashurinë e tij dhe në mundësinë e dashurisë së saj për të. Ndonjëherë të gjithë njerëzit i dukeshin të zënë me vetëm një gjë - lumturinë e tij të ardhshme. Nganjëherë i dukej se të gjithë gëzoheshin njësoj si ai vetë, dhe vetëm përpiqeshin ta fshihnin këtë gëzim, duke u shtirur se ishin të zënë me interesa të tjera. Në çdo fjalë dhe lëvizje ai shihte shenja të lumturisë së tij. Ai shpesh i befasonte njerëzit që e takonin me pëlqimin e tij domethënës, duke shprehur pëlqimin e fshehtë, shikimet e gëzuara dhe buzëqeshjet. Por kur e kuptoi se njerëzit mund të mos dinin për lumturinë e tij, ai ndjeu keqardhje për ta me gjithë zemër dhe ndjeu një dëshirë për t'u shpjeguar disi atyre se gjithçka që ata po bënin ishte absurditet i plotë dhe gjëra të vogla që nuk ia vlente t'i kushtohej vëmendje.
Kur iu ofrua të shërbente, ose kur diskutohej për ndonjë çështje të përgjithshme shtetërore dhe luftë, duke supozuar se lumturia e të gjithë njerëzve varej nga një përfundim i tillë apo i një ngjarjeje të tillë, ai dëgjonte me një buzëqeshje të butë e ngushëlluese dhe i habiti njerëz që i folën me fjalët e tij të çuditshme. Por si ata njerëz që i dukeshin Pierre se kuptonin kuptimin e vërtetë të jetës, domethënë ndjenjën e tij, dhe ata njerëz fatkeq që padyshim nuk e kuptonin këtë - të gjithë njerëzit në këtë periudhë kohore i dukeshin atij në një dritë kaq të ndritshme të duke ndjerë shkëlqimin në të që pa përpjekjen më të vogël, ai menjëherë, duke u takuar me ndonjë person, pa tek ai gjithçka që ishte e mirë dhe e denjë për dashuri.
Duke marrë parasysh punët dhe letrat e gruas së tij të ndjerë, ai nuk kishte asnjë ndjenjë për kujtesën e saj, përveç keqardhjes që ajo nuk e njihte lumturinë që ai njihte tani. Princi Vasily, tani veçanërisht krenar që kishte marrë një vend të ri dhe një yll, iu duk një plak prekës, i sjellshëm dhe i mëshirshëm.
Pierre shpesh kujtonte më vonë këtë kohë të çmendurisë së lumtur. Të gjitha gjykimet që ai bëri për veten e tij për njerëzit dhe rrethanat gjatë kësaj periudhe kohore mbetën të vërteta për të. Jo vetëm që më vonë nuk hoqi dorë nga këto pikëpamje për njerëzit dhe gjërat, por, përkundrazi, në dyshime dhe kontradikta të brendshme, iu drejtua pikëpamjes që kishte në atë kohë çmendurie dhe kjo pikëpamje doli gjithmonë e saktë.
"Ndoshta," mendoi ai, "atëherë m'u duk i çuditshëm dhe qesharak; por atëherë nuk isha aq i çmendur sa dukej. Përkundrazi, atëherë isha më i zgjuar dhe më perceptues se kurrë, dhe kuptova gjithçka që ia vlen të kuptohet në jetë, sepse ... isha e lumtur.
Çmenduria e Pierre konsistonte në faktin se ai nuk priste, si më parë, arsye personale, të cilat ai i quante virtyte të njerëzve, për t'i dashur ata dhe dashuria i mbushi zemrën e tij, dhe ai, duke i dashur njerëzit pa asnjë arsye, i gjeti të padyshimtë. arsye për të cilat ia vlente t'i duash.

Që nga ajo mbrëmje e parë, kur Natasha, pas largimit të Pierre, me një buzëqeshje tallëse të gëzueshme, i tha Princeshës Marya se ai ishte padyshim, mirë, patjetër nga banja, dhe një pallto fustanellë dhe një prerje flokësh të shkurtër, që nga ai moment diçka e fshehur dhe e panjohur. për të, por i papërmbajtshëm u zgjua në shpirtin e Natasha.
Gjithçka: fytyra, ecja, shikimi, zëri - gjithçka ndryshoi papritmas në të. E papritur për veten e saj - fuqia e jetës, shpresat për lumturinë u shfaqën dhe kërkuan kënaqësi. Që në mbrëmjen e parë, Natasha dukej se kishte harruar gjithçka që i kishte ndodhur. Që atëherë, ajo kurrë nuk është ankuar për situatën e saj, nuk ka thënë asnjë fjalë të vetme për të kaluarën dhe nuk ka pasur frikë të bëjë plane argëtuese per te ardhmen. Ajo foli pak për Pierre, por kur Princesha Mari e përmendi atë, një shkëlqim i shuar prej kohësh u ndez në sytë e saj dhe buzët e saj u grumbulluan në një buzëqeshje të çuditshme.
Ndryshimi që ndodhi te Natasha e befasoi në fillim princeshën Mary; por kur ajo e kuptoi kuptimin e saj, ky ndryshim e mërziti atë. "A është e mundur që ajo e donte aq pak vëllanë e saj sa mund ta harronte atë kaq shpejt," mendoi Princesha Mary, kur ajo vetëm mendoi ndryshimin që kishte ndodhur. Por kur ishte me Natasha, ajo nuk u zemërua me të dhe nuk e qortoi. Fuqia e zgjuar e jetës, e cila pushtoi Natashën, ishte padyshim aq e papërmbajtshme, aq e papritur për veten e saj, sa Princesha Maria, në prani të Natasha, ndjeu se nuk kishte të drejtë ta qortonte as në shpirt.
Natasha iu dorëzua ndjenjës së re me një plotësi dhe sinqeritet të tillë sa nuk u përpoq të fshihte faktin se tani nuk ishte e trishtuar, por e gëzuar dhe e gëzuar.
Kur, pas një shpjegimi të natës me Pierre, Princesha Mari u kthye në dhomën e saj, Natasha e takoi atë në prag.
- tha ai? Po? Ai tha? përsëriti ajo. I gëzuar dhe njëkohësisht patetik, duke kërkuar falje për gëzimin e tij, shprehja ndaloi në fytyrën e Natashës.
“Doja të dëgjoja te dera; por e dija qe do me tregoje.
Sado e kuptueshme, sado prekëse ishte për Princeshën Marya pamja me të cilën e shikonte Natasha; pa marrë parasysh se sa i erdhi keq kur pa eksitimin e saj; por fjalët e Natasha në minutën e parë ofenduan Princeshën Marya. Ajo kujtoi vëllain e saj, dashurinë e tij.
“Por çfarë të bëjmë! ajo nuk mund të bëjë ndryshe," mendoi Princesha Marya; dhe me një fytyrë të trishtuar dhe disi të ashpër ajo i përcolli Natashës gjithçka që i kishte thënë Pierre. Kur dëgjoi se po shkonte në Petersburg, Natasha u mahnit.
- Në Petersburg? përsëriti ajo, sikur të mos kuptonte. Por, duke parë shprehjen e trishtuar në fytyrën e Princeshës Mary, ajo mori me mend arsyen e trishtimit të saj dhe papritmas shpërtheu në lot. "Marie," tha ajo, "më mëso çfarë të bëj." Kam frikë të jem budalla. Atë që thua, do ta bëj; më mëso…
- Ti e dashuron ate?
"Po," pëshpëriti Natasha.
- Për çfarë po qan? Jam e lumtur për ty, - tha Princesha Marya, duke ia falur gëzimin Natashës për ato lot.
“Nuk do të jetë së shpejti. Vetëm mendo se çfarë lumturie do të jetë kur unë do të jem gruaja e tij dhe ti do të martohesh me Nicolas.
“Natasha, të kërkova të mos flasësh për këtë. Ne do të flasim për ju.
Ata heshtën.
- Po pse të shkosh në Petersburg! - tha papritmas Natasha, dhe ajo vetë u përgjigj me nxitim: - Jo, jo, është e nevojshme ... Po, Marie? Kështu që ju duhet...

Kanë kaluar shtatë vjet nga viti i 12-të. Deti historik i trazuar i Evropës është ulur në brigjet e tij. Dukej e qetë; por forcat misterioze që lëvizin njerëzimin (të mistershme sepse ligjet që rregullojnë lëvizjen e tyre janë të panjohura për ne) vazhduan veprimin e tyre.
Pavarësisht se sipërfaqja e detit historik dukej e palëvizshme, njerëzimi lëvizte po aq vazhdimisht sa lëvizja e kohës. U formuan dhe u shpërbënë grupe të ndryshme kthetrash njerëzore; u përgatitën arsyet e formimit dhe shpërbërjes së shteteve, lëvizjet e popujve.
Deti historik, ndryshe nga më parë, drejtohej nga rrëmujat nga një bregdet në tjetrin: ai vlonte në thellësi. Figura historike, jo si më parë, u bartën në valë nga një bregdet në tjetrin; tani dukej sikur rrethoheshin në një vend. Figura historike, të cilët më parë në krye të trupave pasqyronin lëvizjen e masave me urdhra luftërash, fushatash, betejash, tani pasqyronin lëvizjen e ndezur me konsiderata politike dhe diplomatike, ligje, traktate ...
Historianët e quajnë këtë veprimtari të personave historikë reaksion.
Duke përshkruar veprimtarinë e këtyre figurave historike, të cilët, sipas tyre, ishin shkaku i asaj që ata e quajnë reaksion, historianët i dënojnë ashpër. Të gjitha njerëz të famshëm të asaj kohe, nga Aleksandri dhe Napoleoni e deri te m me Staeli, Photius, Schelling, Fichte, Chateaubriand, e kështu me radhë, kalojnë para gjykimit të tyre të rreptë dhe justifikohen ose dënohen, sipas faktit nëse kanë kontribuar në përparim apo reagim.
Në Rusi, sipas përshkrimit të tyre, gjatë kësaj periudhe ka ndodhur edhe një reagim, dhe fajtori kryesor i këtij reagimi ishte Aleksandri I - i njëjti Aleksandri I, i cili, sipas përshkrimeve të tyre, ishte fajtori kryesor i liberalit. ndërmarrjet e mbretërimit të tij dhe shpëtimin e Rusisë.
Në letërsinë reale ruse, nga një nxënës shkolle te një historian i ditur, nuk ka asnjë person që nuk do ta gjuante gurin ndaj Aleksandrit I për veprimet e tij të gabuara gjatë kësaj periudhe të mbretërimit të tij.
“Ai duhet të kishte bërë këtë dhe atë. Në këtë rast, ai bëri mirë, në këtë keq. Ai u soll mirë në fillim të mbretërimit të tij dhe gjatë vitit të 12-të; por ai veproi keq, duke i dhënë një kushtetutë Polonisë, duke krijuar një Aleancë të Shenjtë, duke i dhënë pushtet Arakçeevit, duke inkurajuar Golicinin dhe misticizmin, pastaj duke inkurajuar Shishkovin dhe Fotin. Ai bëri keq, duke u angazhuar në pjesën e përparme të ushtrisë; ai veproi keq, duke arkëtuar regjimentin Semyonovsky, etj.
Do të ishte e nevojshme të plotësoheshin dhjetë fletë për të renditur të gjitha qortimet që historianët i bëjnë atij në bazë të njohurive për të mirën e njerëzimit që ata zotërojnë.
Çfarë kuptimi kanë këto akuza?
Vetë veprimet për të cilat historianët miratojnë Aleksandrin I - si: ndërmarrjet liberale të mbretërimit, lufta kundër Napoleonit, vendosmëria e treguar prej tij në vitin e 12-të dhe fushata e vitit të 13-të, nuk rrjedhin nga e njëjta. burimet - kushtet e gjakut, edukata, jeta, që e bënë personalitetin e Aleksandrit atë që ishte - nga cilat rrjedhin ato veprime për të cilat historianët e fajësojnë atë, si: Aleanca e Shenjtë, restaurimi i Polonisë, reagimi i viteve 20?
Cili është thelbi i këtyre akuzave?
Në faktin se një person i tillë historik si Aleksandri I, një person që qëndronte në nivelin më të lartë të mundshëm të fuqisë njerëzore, është, si të thuash, në fokusin e dritës verbuese të të gjitha rrezeve historike që përqendrohen tek ai; një person që iu nënshtrua atyre ndikimeve më të forta në botën e intrigave, mashtrimeve, lajkave, vetëmashtrimit, të cilat janë të pandashme nga pushteti; një person që ndjente në vetvete, çdo minutë të jetës së tij, përgjegjësi për gjithçka që ndodhi në Evropë, dhe një person i pa shpikur, por që jeton, si çdo njeri, me zakonet e tij personale, pasionet, aspiratat për të mirën, të bukurën, të vërtetën - ky person, pesëdhjetë vjet më parë, jo vetëm që nuk ishte i virtytshëm (historianët nuk e qortojnë për këtë), por nuk kishte ato pikëpamje për mirëqenien e njerëzimit që ka tani një profesor, i cili merret me shkencë që në moshë të re, është, leximi i librave, leksionet dhe kopjimi i këtyre librave dhe leksioneve në një fletore.
Por edhe nëse supozojmë se Aleksandri I gaboi pesëdhjetë vjet më parë në pikëpamjen e tij për atë që është e mira e popujve, duhet të supozojmë në mënyrë të pavullnetshme se historiani që gjykon Aleksandrin, në të njëjtën mënyrë, pasi të ketë kaluar një kohë, do të dalë të jetë i padrejtë në pikëpamjen e tij për faktin se çfarë është e mira e njerëzimit. Ky supozim është edhe më i natyrshëm dhe i nevojshëm, sepse, duke ndjekur zhvillimin e historisë, shohim se çdo vit, me çdo shkrimtar të ri, ndryshon pikëpamja se çfarë është e mira e njerëzimit; kështu që ajo që dukej e mirë dhjetë vjet më vonë duket të jetë e keqe; dhe anasjelltas. Për më tepër, në të njëjtën kohë ne gjejmë në histori pikëpamje krejtësisht të kundërta për atë që ishte e keqe dhe çfarë ishte e mirë: disa nga kushtetuta dhe Aleanca e Shenjtë e dhënë Polonisë janë merita, të tjera qortojnë Aleksandrin.
Për veprimtarinë e Aleksandrit dhe të Napoleonit është e pamundur të thuhet se ishte e dobishme apo e dëmshme, sepse nuk mund të themi se për çfarë është e dobishme dhe për çfarë është e dëmshme. Nëse dikujt nuk i pëlqen ky aktivitet, atëherë ai nuk e pëlqen vetëm sepse nuk përkon me të kuptuarit e tij të kufizuar për atë që është e mirë. Qoftë ruajtja e shtëpisë së babait tim në Moskë në vitin e 12-të, qoftë lavdia e trupave ruse, qoftë prosperiteti i Shën Petersburgut dhe universiteteve të tjera, qoftë liria e Polonisë, qoftë fuqia e Rusisë apo ekuilibri i Europës. , apo një lloj iluminimi - progresi europian, më duhet të pranoj se veprimtaria e çdo personi historik kishte përveç këtyre synimeve edhe synime të tjera më të përgjithshme dhe më të paarritshme për mua.
Por le të supozojmë se e ashtuquajtura shkencë ka mundësinë të pajtojë të gjitha kontradiktat dhe ka një masë të pandryshueshme të së mirës dhe së keqes për personat dhe ngjarjet historike.
Le të supozojmë se Aleksandri mund të kishte bërë gjithçka ndryshe. Le të supozojmë se ai mund, me urdhër të atyre që e akuzojnë, atyre që dëshmojnë njohjen e qëllimit përfundimtar të lëvizjes së njerëzimit, të dispononte atë program të kombësisë, lirisë, barazisë dhe përparimit (duket se nuk ka asnjë tjetër ) që do t'i jepnin akuzuesit e pranishëm. Le të supozojmë se ky program do të ishte i mundur dhe hartuar, dhe se Aleksandri do të kishte vepruar sipas tij. Çfarë do të kishte ndodhur atëherë me aktivitetet e të gjithë atyre njerëzve që kundërshtuan drejtimin e atëhershëm të qeverisë - me aktivitetet që, sipas historianëve, janë të mira dhe të dobishme? Ky aktivitet nuk do të ekzistonte; nuk do të kishte jetë; nuk do të kishte asgjë.
Nëse supozojmë se jeta e njeriut mund të kontrollohet nga arsyeja, atëherë mundësia e jetës do të shkatërrohet.

Duke supozuar, siç bëjnë historianët, se njerëzit e mëdhenj e çojnë njerëzimin drejt qëllimeve të caktuara, të cilat janë ose madhështia e Rusisë ose Francës, ose ekuilibri i Evropës, ose përhapja e ideve të revolucionit, ose përparimi i përgjithshëm, ose çfarëdo tjetër, është e pamundur të shpjegohen dukuritë e historisë pa konceptet e rastësisë dhe gjeniut.

Hf - kim. element i grupit IV të sistemit periodik të elementeve; në. dhe. 72, në. m 178,49. Metal i bardhë argjendtë. Në komponime, ai shfaq një gjendje oksidimi prej +4. Hidrogjeni natyror përbëhet nga gjashtë izotope të qëndrueshme me numra masiv 174, 176-180. Janë marrë substanca artificiale radioaktive me numra masiv 170-173.175, 179, 180, 181, 183 dhe gjysmë jetë, përkatësisht 1.87 orë, 16 orë, 5 vjet, 23.6 orë, 70 ditë, 19 sek, 5.5 ditë dhe 4.5 ditë. .

Hafnium u zbulua në vitin 1922 nga hungarezët. kimist D. Khevesi dhe goll. fizikani D. Coster. Metal G, marrë në 1925 nga D. Hevesy. Fillimi i përdorimit të gjerë të hafniumit lidhet me përdorimin e tij në teknologjinë bërthamore. G. është element i shpërndarë, nuk ka mineralet e veta dhe në natyrë zakonisht shoqëron zirkonin (1-7%). Përmbajtja e tij në koren e tokës është 3,2 10-4%. G. ekziston në dy modifikime polimorfike. Në temperaturë të zakonshme, një grilë gjashtëkëndore e mbyllur e tipit magnez është e qëndrueshme, me periudha a = 3,1883 A, c = 5,0422 A, c/a = 1,5815 (me një përmbajtje prej 0,78% Zr). Mbi t-ry 1760 ± 35 ° C, një grilë kubike me qendër trupin është e qëndrueshme (llojiα -Fe) me një periudhë a = 3,60 A (t-ra 2000 ° C). Dendësia (t-ra 20 ° C) 13,31 g / cm3 t shkrihet 2222 ± 30 ° C; tkap = 5400° s. Koeficienti i temperaturës zgjerimi linear (me përmbajtje 0,86-0,89% Zr) në intervali t-r 0-1000°C është 5.9 10 -6 deg-1. Koeficienti i përçueshmërisë termike (kur vera përmban 2% Zr) zvogëlohet nga 0,0533 në 0,0490 cal / cm sec deg me një rritje të temperaturës nga 50 në 500 ° C. Nxehtësia specifike(t-ra 25 ° C) 0,0342 cal / g deg. T-ra Debye për G. me pastërti 99,95-99,98% është 251,5-252,3 K. Specifike rezistenca elektrike(t-ra 20 ° C) 40 10-8 ohm m, koeficienti i temperaturës. rezistenca elektrike në intervalin t-r 0-800 ° C është 3,51 10-3 deg-1.

Një tipar i hafniumit është emetimi i tij i lartë. Funksioni i punës së elektroneve është 3,53 eV. Kapje termike neutron seksion kryq 105 ± 5 hambar. G. është paramagnetik. Gëzof. Saint-va G. varen dukshëm nga pastërtia dhe kushtet e përgatitjes së kampionit. Fino metalike e pastër mund të punohet në të ftohtë dhe të nxehtë (i bluar, i shpuar, i mbështjellë). Jodidi G. ka HV = 152 (ngarkesë 1,2 kg), H = 206 kg/mm2 (ngarkesë 60 g). Koefi. kompresueshmëria në t-re 303 K është 0,901 10-6 cm2/kg. Moduli i Young i hidrogjenit jodid (0,72% Zr) pas pjekjes në vakum në një temperaturë prej 1040 ° C është 14 105 kgf / cm 'Në kushte normale, hidrogjeni është rezistent ndaj veprimit ujë i nxehtë, përzierjet avull-ajër, natrium i lëngshëm, alkale, acid klorhidrik i holluar, acid azoti i çdo përqendrimi, oksigjen, azot dhe hidrogjen. Në formë pluhuri, është pirofor. Ai tretet mirë në "vodka mbretërore", acide sulfurike dhe hidrofluorike të koncentruara. Në temperatura të larta, ai reagon dukshëm me hidrogjen, ujë, oksigjen, halogjene (duke formuar HfX4), formon komponime zjarrduruese me azot dhe karbon: nitrid HfN (shkrirje 2982 ± 50 ° C) dhe karabit HfC (shkrirje 3887 ± 50 ° C)

Për të ndarë përbërjet e hidrogjenit dhe zirkonit, kristalizimi i pjesshëm, reshjet e fraksionuara (metoda më e shpejtë dhe më efikase në praktikën laboratorike), shkëmbimi i joneve, adsorbimi, elektroliza, nxjerrja e lëngshme (më e zakonshme në prodhimin industrial), distilimi i pjesshëm dhe reduktimi selektiv. përdoren.(më premtuese për metodën e klorit të hapjes së zirkonit). Hidrogjenizimi metalik përftohet nga reduktimi metalotermik i HfCl4 me magnez, kalcium, natrium ose përzierjet e tyre, shpërbërja termike e halogjeneve ose karbonileve me valencë më të ulët dhe elektroliza e mjediseve të shkrirë.

Për pastrim shtesë, përdoret jodidi (më i zakonshmi) ose rafinimi elektrolitik, disproporcioni, rreze elektronike dhe shkrirja e harkut elektrik në vakum të lartë. G. metali, si dhe komponimet e tij (për shembull, HfO dhe HfO2) përdoren për të bërë shufra rregullatore reaktorët bërthamorë dhe pajisje mbrojtëse. Përveç kësaj, hidrogjeni në formën e tij të pastër dhe në formën e lidhjeve përdoret në teknologjinë elektrike, radio dhe me rreze X (filamente elektrike dhe elektroda inkandeshente, mbulesa për anodat e karbonit dhe grafitit, marrësit, etj.). Përdoret gjithashtu si një aditiv aliazh që rrit rezistencën ndaj nxehtësisë në aplikime të veçanta. çeliqe dhe lidhje me paladium (tel potenciometrik), me bakër (pllaka kontakti të elektrodave të saldimit), në lidhje rezistente ndaj nxehtësisë me bazë molibden, tantal, tungsten dhe niobium për teknologjinë raketore dhe hapësinore.

Premtues si material strukturor për motorët reaktiv, kimik. pajisje, etj. Oksidi G. përdoret për prodhimin e materialeve zjarrduruese, si pjesë specialist. syzet optike të operuara në temperaturat e larta si katalizator pl. reaksionet organike dhe etj.; premtues si lidhës në materialet rezistente ndaj nxehtësisë me bazë boride, karbide, silicide dhe komponime të tjera të metaleve alkaline tokësore, toriumit, uraniumit dhe për prodhimin e materialeve qeramike-metalike në kombinim me niobium, tantal, titan dhe vanadium. Karbidi G., më refraktari midis karbiteve të thjeshta, është një material shumë zjarrdurues.

Karakteristikë e elementit

Hafniumi dhe për shkak të ngjeshjes së lantanidit kanë pothuajse të njëjtat madhësi atomesh dhe -jonesh, prandaj vetitë e elementeve janë aq të afërta sa në çdo nëngrup tjetër. Dallimi i tyre më i rëndësishëm nga titani është se gjendjet e ulëta të oksidimit janë jashtëzakonisht të rralla. Vetëm disa komponime njihen me besueshmëri ku Hf nuk shfaq gjendjen më të lartë të oksidimit. Komponime të tilla karakterizohen nga veti të forta reduktuese. Në tretësirat ujore të kripërave

hidroliza vazhdon në një masë më të vogël se ajo e kripërave të titanit, megjithatë, ekzistenca e joneve të lirë të Hf⁴ ⁺ duket e pamundur. Numri i koordinimit në komplekset e këtij elementi është më i lartë se ai i titanit dhe është i barabartë me 7 dhe madje 8.

Vetitë e substancave dhe të përbërjeve të thjeshta

Në gjendje të ngurtë, hafniumi është një metal i shkëlqyeshëm, i bardhë argjendi. Hafniumi i përket metaleve të rënda, është refraktar dhe në gjendje të pastër ka veti të mira metalike. Kur kontaminohet me oksigjen, azot, karbon, brom,hidrogjeni etj humbin plasticitetin e tyre dhe bëhen të fortë dhe të brishtë. Hafniumi formohet me hekur, krom, mangan, vanadium, alumini bakri, karboni, squfuri, azoti,fosfor, bor etj Në gjendje pluhuri është në gjendje të thithë sasi të mëdha hidrogjeni. NGA pikë kimike Shikimi i nëngrupit të titanit është joaktiv, i qëndrueshëm në ajër ose në ujë në kushte normale. Në temperatura të ngritura, ato bëhen shumë aktive në lidhje me oksigjenin, halogjenet, squfurin, azotin, karbonin, borin etj.

Elementi nuk gjendet në natyrë në gjendje të lirë dhe nuk mund të merret nga elektroliza e tretësirave ujore. Ndërsa oksidi i titanit (IV) është acid, oksidet e hafniumit janë pak bazikë. Hidroksidet e elementeve Hf(OH) 4 (ose si diokside të hidratuar MeO 2 - 2 orë 2 O) formohen gjatë trajtimit të tretësirave të tetrahalideve përkatëse me HfCl 4 dhe alkalet. Janë sedimente të bardha xhelatinoze, të dobëta të tretshme në ujë; shfaqin veti shumë të buta acidike, si rezultat i të cilave ato pothuajse nuk reagojnë me alkalet. Natyra bazë e përbërjes rritet nga zirkonium në hafnium, i cili, për shembull, fiton aftësinë për t'u tretur në acide të forta.

Marrja dhe përdorimi i hafniumit

Hafniumi gjendet në të gjitha mineralet e zirkonit, ku përmbajtja e tij nuk kalon disa për qind të përmbajtjes së zirkonit. Ndarja e këtyre elementeve është më e vështirë se lantanidet. Kjo është e mundur vetëm me ndihmën e shkëmbimit dhe nxjerrjes së joneve. Më shpesh përdoret si material për ndërtimin e reaktorëve bërthamorë.

Korja e tokës përmban vetëm katër gram hafnium. Mënyra e vetme për ta marrë atë është përpunimi i mineralit të zirkonit dhe disa mineraleve të tjera. Zirkonet e zakonshme përmbajnë deri në 4 për qind oksid hafniumi. Për të nxjerrë këtë metal të rrallë, zirkonet treten në acide të vluar.

Minierat

Vendi më i pasur me hafnium është Australia. Më shumë se 600 tonë të këtij metali janë përqendruar këtu. Rezervat totale të hafniumit në planet vlerësohen në 1000 tonë. Ka gjithashtu shumë hafnium në Rusi - gjendet në minerale si graniti, baddeleyite, lopariti, etj.

Vetitë

Nga pamja e jashtme, hafniumi duket si një metal me shkëlqim me një shkëlqim argjendi. Hafniumi është shumë zjarrdurues dhe ka një aftësi të lartë për të kapur neutronet termike.

Hafniumi është kimikisht mjaft inert. Në sipërfaqen e tij formohet një film oksid, i cili e mbron atë nga veprimi i mjediseve agresive. Më e mira nga të gjitha, hafniumi shpërndahet në acide të forta - nitrik, hidrofluorik dhe aqua regia.

Aplikacion

Hafniumi praktikisht nuk përdoret në pajisjet shtëpiake. Është shumë e rrallë të gjesh super-fuqishëm magnet të përhershëm bazuar në lidhjet e hafniumit. Por pronarët e kompjuterëve që funksionojnë me mikroprocesorë të serisë Intel Penryn kanë mundësinë të mbajnë hafnium në duart e tyre. Procesorë të tillë, për shembull, përfshijnë familjen Intel Core 2 Duo. Ata përdorin komponimet e hafniumit si dielektrik.

Hafnium ka gjetur aplikim të gjerë në prodhimin e tubave të radios me fuqi të lartë, prodhimin e grykave motorët e raketave dhe pjesë të reaktorëve bërthamorë. Oksidi i hafniumit ka një pikë shkrirjeje shumë të lartë dhe një indeks të mirë thyerjeje - përdoret për të bërë klasa të veçanta xhami të projektuar për pajisjet e shikimit të natës, rrjetet e fibrave optike dhe imazherët termikë.

Nëse bashkoni karbitin e tantalit me karbitin e hafniumit, ju merrni lidhjen më zjarrduruese në botë. Pika e shkrirjes së saj është mbi 4200 gradë. Hafniumi përdoret për të bërë veshje kompozite rezistente ndaj konsumit, elektroda për saldimin me argon dhe veshje reflektuese për pasqyrat me rreze X.

Le të ndalemi në një aplikim tjetër kurioz të hafnium. Një izotop hafniumi i quajtur 178 m2 përmban aq shumë energji të tepërt sa kur ekspozohet ndaj tij rrezet x në gjendje ta lëshojë atë në mënyrë shpërthyese. Në të njëjtën kohë, nga një gram hafnium-178m2 çlirohet po aq energji sa çlirohet nga shpërthimi i 50 kilogramëve TNT.

element kimik hafnium u hap relativisht kohët e fundit. Në fillim të shekullit të njëzetë, Dirk Coster dhe György Hevesy ishin të zënë duke kërkuar për zirkonium dhe elementë të lidhur. Ishin ata që zbuluan hafniumin në vitin 1923 dhe nxorrën kampionin e tij të parë me pastërti të lartë. Cili është ky element dhe pse është i nevojshëm?

Përshkrimi dhe vetitë e hafniumit

Elementi hafnium i përket grupit VI të sistemit periodik të Mendelejevit dhe ndodhet në numrin 72, ka një numër masiv prej 178. Bazuar në këtë, mund të themi se cili hafniumi ka një strukturë atomike: 72 elektrone, dhe bërthama ka të njëjtin numër protonesh dhe 106 neutrone.

Ekzistojnë gjashtë izotope të hafniumit në natyrë. numrat masiv variojnë nga 174 në 180, njëri prej tyre shfaq veti radioaktive. Formula elektronike e hafniumit duket si 4f 14 5d 2 6s 2 . Gjendja kryesore e oksidimit është +4, por ndonjëherë gjenden +3 dhe +2. Elektronegativiteti është 1.6.

Në formë të pastër të ngurtë, hafniumi është një metal i bardhë argjendi me një shkëlqim karakteristik, në pluhur është mat dhe gri, pothuajse i zi. Përçueshmëria termike është 22 W / (m * K) në një temperaturë prej 100 ° C. Metali është shumë i fortë dhe jo më pak zjarrdurues.

Vetitë mekanike. Ata në hafnium kanë një varësi të fortë nga pastërtia dhe mënyra se si u përpunua. Nëse metali përmban papastërti të oksigjenit, karbonit ose azotit, ai bëhet i brishtë.

Pushimi ndihmon në rivendosjen e vetive origjinale. Normalisht, moduli i elasticitetit është 137 GPa, koeficienti i kompresueshmërisë është 1.18 GPa dhe fortësia është 1.1-1.2 GPa.

Kimikisht zirkonium dhe hafnium i ngjashëm. Metali i shkrirë në një copë nuk ndërvepron me ujin nëse presioni nuk i kalon 25 MPa dhe temperatura nuk i kalon 400°C. Në treqind gradë, ajo fillon të ndërveprojë me avujt e ujit.

oksid hafniumi bëhet më e vështirë, duke qenë se nuk reagon me oksigjenin në ajër. Oksidimi do të fillojë vetëm në një temperaturë prej 500-600°C. Sa më i lartë të jetë, aq më shpejt do të oksidohet.

Dioksidet e hafniumit duken si kristale ose xhel. Formula tipike për këto komponime është HfO 2 * xH 2 O. Vetia përcaktuese është amfoterike, ato janë gjithashtu pak të tretshme në ujë dhe i nënshtrohen polikondensimit me kalimin e kohës.

Në tretësirat alkaline hafniumështë gjithashtu e qëndrueshme, në temperatura nën njëqind gradë nuk fillon të reagojë me acidet klorhidrik, sulfurik dhe nitrik. Mund të reagojë me:

Acidi hidrofluorik;

Përzierjet e acideve minerale;

Zierje e egër;

Një përzierje e hidrofluorit dhe azotit;

Vodka mbretërore.

Dy të fundit shpërndajnë hafniumin më së miri nga të gjitha. Rezistenca ndaj acideve minerale reduktohet nga amoniumi dhe fluoridet e metaleve alkali.

Origjina dhe prodhimi i hafniumit

mineral hafniumi në kuptimin klasik nuk ekziston, ky element është i rrallë dhe i shpërndarë. Këto janë ato që kanë një klarke, domethënë përmbajtja në koren e tokës është më pak se 0,01-0,001%.

Hafniumi gjendet në natyrë vetëm së bashku me zirkonin, madje quhet "hije", në këtë drejtim është i pranishëm në të gjitha mineralet e zirkonit. mineral mineral hafniumi në industri - zirkon ZrSiO 4 për shkak të shkallës së lartë të zëvendësimit të atomeve të zirkonit nga hafniumi (0,5 ... 2%).

Vështirësia e izolimit të hafniumit është në ngjashmërinë e tij me zirkonin. Metoda industriale për izolimin e hafniumit përbëhet nga disa faza:

Zirkoni grimcohet, përzihet me grafit dhe vendoset në një furrë me hark. Ajri nuk hyn atje, dhe temperatura rritet në 1800 ° C. Formohen karbide të zirkonit dhe hafniumit, silici avullohet.

Karbitet thyhen në copa dhe në një furrë me bosht në 500° C. reagojnë me gaz klor. Formohen tetrakloridet.

Burimet e hafniumit në të gjithë botën, nëse shndërrohen në dioksid metali, janë vetëm pak më shumë se 1 milion ton. Pjesa më e madhe e tyre është në Australi, rreth 630 mijë tonë.

Rezerva të mëdha kanë edhe Afrika e Jugut, SHBA, India dhe Brazili. Si rregull, rezervat industriale janë zirkon nga vendosëset detare bregdetare.

Kompanitë kryesore botërore të përfshira në prodhimin dhe shitjen e hafniumit janë Allegheny Technologies Incorporated, Western Zirconium dhe Cezus. Dy të parat janë të vendosura në SHBA, të fundit - në.

Aplikimi i hafniumit

Qëllimi kryesor i këtij metali është shufrat e kontrollit për reaktorët bërthamorë. Për herë të parë u provua në këtë zonë në fillim të viteve 1950.

arsyeja kryesore, sipas të cilit përdoret hafniumi në industrinë bërthamore, efikasiteti i shufrave të bëra prej tij praktikisht nuk përkeqësohet me kalimin e kohës. Gjithashtu, rezistenca e lartë ndaj korrozionit në ujë në temperatura të larta luan një rol të rëndësishëm, madje as rrezatimi i sfondit nuk ndikon në të.

Këto veti, si dhe forca me rezistencën ndaj nxehtësisë, mund të rriten duke lidhur hafnium dhe, për shembull, zirkon. Zonat e tjera që përdorin këtë metal e marrin atë në sasi shumë të vogla. Industria bërthamore merr më shumë se 90% të hafniumit, megjithëse vetëm një nga izotopet e tij është radioaktiv.

Ky metal përdoret në lidhje dhe metalurgjikë, por jo si material bazë, por si shtesë. Hafniumi përmirëson vetitë fizike dhe mekanike të metaleve të tjera. Një aplikim tjetër i rëndësishëm i hafniumit është prodhimi i pjesëve në shkencën e raketave.

Në këtë zonë, vlerësohet për rezistencën e lartë dhe aftësinë për të thithur dhe çliruar shpejt nxehtësinë. Në tantal, ai nuk oksidohet nëse temperatura nuk kalon 1650 ° C.

Për shkak të rezistencës së lartë të hafniumit ndaj pothuajse të gjitha substancave, ato mbulojnë aparate për industrinë kimike. Përdoret gjithashtu në inxhinierinë radio, prodhimin e pjesëve për armë elektronike dhe tuba radio.

Përdoret në optikë oksid hafniumi për shkak të indeksit të lartë të thyerjes, pasqyrat për imazhet termike dhe pajisjet për të parë në errësirë janë të veshura me metal.

Një nga fushat e aplikimit janë magnetët e rëndë, ato janë bërë nga një aliazh hafniumi me metale të tjera të rralla të tokës. Një fushë tjetër interesante në të cilën përdoret ky metal i rrallë janë bizhuteritë.

Për tërheqëse, ngjyra e saj e bardhë argjendtë dhe e ndritshme, e cila nuk njolloset, e vërtetë për shkak të cmim i larte zëvendësohet hafniumi.

çmimi i hafniumit

Një nga disavantazhet e metalit hafnium - çmimi. Hafniumi përfshin detyrimisht kostot e prodhimit, të cilat përbëjnë pjesën më të madhe të kostos për shkak të procesit kompleks të nxjerrjes dhe ndarjes nga.

Përveç kësaj, kjo varet nga pastërtia e metalit, madhësia e grupit dhe kërkesat e veçanta që mund të vendosen në hafniumin e klasës bërthamore. Marrja me qira e këtij metali është tradicionalisht edhe më e shtrenjtë. Disa revista, si Metal Bulletin, kanë llogaritur çmimet për lloje te ndryshme hafnium për vitin 2005.

Pra, edhe mbetjet metalike të metaleve kushtojnë 176-198 dollarë për kg. Lidhjet e ndryshme u vlerësuan në 50-150 dollarë/kg, sfungjeri i hafniumit 165-209 dollarë/kg, oksidi në 150, shufrat kristalore nga 220.

Hafniumi i shkallës më të lartë të pastrimit kushton deri në 330 dollarë për kg. Tani është shumë më e lartë, duke marrë parasysh kohën e kaluar, inflacionin dhe rritjen e konsumit të metalit.

Duke përmbledhur, mund të themi se metal hafnium mjaft e rrallë dhe e shtrenjtë. Është e vështirë ta gjesh atë në domenin publik. Kjo është për shkak të fushave mjaft specifike të aplikimit. Përkundër gjithë kësaj, ai është mjaft i popullarizuar në zonat më pak të teknologjisë së lartë.