Gafniy - og'ir o'tga chidamli kumush-oq metall, davriy tizimning 72-elementi.

Gafniyning kashf etilishi tarixi

D. I. Mendeleyev seriya raqami 72 bo‘lgan elementning kelajakda kashf etilishini oldindan ko‘rgan edi.Lekin Mendeleyev uning xossalarini hali kashf etilmagan skandiy, germaniy va galliy xossalari kabi puxtalik bilan tasvirlay olmadi. Davriy tizimning uyg'unligi lantan va undan keyingi elementlar tomonidan tushunarsiz tarzda buzildi. Keyinchalik, taniqli chex kimyogari, Mendeleevning do'sti va hamkori Boguslav Brauner 14 ta lantanidni mustaqil seriyada ajratib olishni taklif qildi va jadvalning asosiy "matn"ida ularning barchasini lantan hujayrasiga joylashtirishni taklif qildi. 1907 yilda eng og'ir lantanid - lutetiy topildi. Biroq, ko'pchilik kimyogarlar lutetiy noyob yer elementlarining oxirgisi va eng og'irligi ekanligiga ishonchlari komil emas edi.

72-sonli elementni tizimli izlash faqat 20-asrda boshlangan.

1911 yilda Jorj Urbain noyob er rudalarida yangi element topilganligini e'lon qildi. Bir vaqtlar Fransiya hududida yashagan keltlarning qadimiy qabilalari sharafiga u yangi elementni Keltiy deb nomladi. 1922 yilda frantsuz Deauvilliers noyob erlar aralashmasini tadqiq qilishda rentgenologik tahlilning takomillashtirilgan usullarini qo'lladi. Spektrdagi ikkita yangi chiziqni payqab, Deauvillier bu chiziqlar seriya raqami 72 bo'lgan elementga tegishli ekanligiga qaror qildi va Celtium o'n beshinchi lantanid deb tan olindi.

Ammo kashfiyot quvonchi qisqa umr ko'rdi.

Bu vaqtga kelib elektron model Atom nazariyasi allaqachon shu darajada rivojlanganki, uning asosida Nils Bor atomlar tuzilishining davriyligini tushuntira oldi, elementlarning davriy tizimda joylashish xususiyatlari va tartibini tushuntira oldi. Bor o'z hisob-kitoblariga asoslanib, oxirgi noyob yer elementi No71 element - lutetiy, 72-sonli element esa, uning fikricha, sirkoniyning analogi bo'lishi kerak degan xulosaga keldi.

Kopengagendagi Nazariy fizika instituti xodimlari Koster va Xevsi Borning xulosalarini eksperimental tarzda sinab ko'rish majburiyatini oldilar. Shu maqsadda ular tsirkoniy minerallarining bir nechta namunalarini tekshirdilar. Norvegiya va Grenlandiya tsirkonlarini qaynab turgan kislotalar bilan yuvishdan keyin olingan qoldiqlar rentgen spektral tahlilidan o'tkazildi. Rentgen chiziqlari Mozeley qonuni boʻyicha 72-sonli element uchun hisoblangan xarakterli chiziqlarga toʻgʻri keldi.Bundan kelib chiqib, Koster va Xevsi 1923-yilda 72-sonli element topilganligini eʼlon qilib, ushbu kashfiyot boʻlgan shahar sharafiga uni gafniy deb nomladilar. qilingan (Gafniya lotincha nomi Kopengagen). Xuddi shu maqolada ular Urbain va Deauville tomonidan olingan modda 72 atom raqamiga ega element bo'lishi mumkin emasligini ta'kidladilar, chunki ular tomonidan ko'rsatilgan rentgen chiziqlarining to'lqin uzunliklari nazariy qiymatlardan ruxsat etilganidan ancha farq qiladi. eksperimental xato uchun. Va tez orada o'sha institutning xodimlari Verner va Xansen Urbain tomonidan kashf etilgan spektral chiziqlar gafniy chiziqlariga emas, balki lutetiyga mos kelishini ko'rsatdi; 90% gafniyni o'z ichiga olgan namunalar spektrida Urbainning bitta spektral chizig'i topilmadi.

1924 yilda Atom og'irliklari bo'yicha komissiyaning hisobotida Koster va Xevsi taklif qilganidek, atom raqami 72 bo'lgan elementni gafniy deb atash kerakligi aniq ko'rsatilgan. O'shandan beri "gafnium" nomini 1949 yilgacha "seltiy" nomidan foydalangan frantsuz olimlaridan tashqari, dunyoning barcha olimlari afzal ko'rishadi.

Gafniyni olish

Er qobig'idagi gafniyning o'rtacha miqdori taxminan 4 g / t ni tashkil qiladi. O'zining minerallarida gafniy yo'qligi va tsirkoniy bilan doimiy aloqasi tufayli u sirkoniy rudalarini qayta ishlash orqali olinadi, u erda tsirkoniyning og'irligi bo'yicha 2,5% miqdorida (tsirkonda 4% HfO 2, baddeleyit 4) mavjud. 6% HfO 2).

Gafniy sirkoniyga nafaqat tabiiy rudalar va minerallarda, balki elementning barcha sun'iy preparatlarida, shu jumladan metall sirkoniyda hamroh bo'ladi. Bu 72-element topilganidan ko'p o'tmay o'rnatildi.

Gafniydan ajratilgan sirkoniy birinchi marta 1923 yilda Koster va Hevesy tomonidan olingan. Va Jantsen bilan birgalikda Hevesy 99% tozalikdagi metall gafniyning birinchi namunasini oldi.

Keyingi yillarda sirkoniy va gafniyni ajratishning ko'plab usullari topildi, ammo ularning barchasi murakkab va mashaqqatli edi, bundan tashqari, sirkoniy va gafniyni ajratish muammosi amaliy ahamiyatga ega emas edi. U asosan ilmiy maqsadlarda ishlab chiqilgan, chunki sirkoniy va uning birikmalarini qo'llashning o'sha paytlarda ma'lum bo'lgan har qanday sohalarida gafniy nopokligining doimiy mavjudligi umuman ta'sir qilmagan. Gafniy va uning birikmalaridan mustaqil foydalanish ayniqsa yangi narsa va'da qilmadi. Shu sababli, gafniy kimyosi sekin rivojlandi va yangi metall va uning birikmalari ahamiyatsiz miqdorda ajratildi: 1930 yilgacha Evropada atigi 70 g sof gafniy dioksidi olingan.

Bizning asrimiz atom deb ataladi. Buning sababi sirkoniy yoki gafniy emas, ammo ular atom ishlarida ishtirok etishgan. Va agar kimyo nuqtai nazaridan sirkoniy va gafniy o'xshash bo'lsa, yadroviy texnologiya nuqtai nazaridan ular antipodlardir.

Neytronlarning yutilish ehtimoli (fizikada, biz eslaymiz, uni tutib olish kesimi deyiladi) omborlarda o'lchanadi. Sof tsirkoniyning tutilish kesimi 0,18 omborga, sof gafniy esa 120 omborga teng. 2% gafniy aralashmasi sirkoniyning tutilish kesimini 20 marta oshiradi, shuning uchun reaktorlar uchun mo'ljallangan tsirkoniy tarkibida 0,01% dan ko'p bo'lmagan gafniy bo'lishi kerak. Tabiiy tsirkonyum birikmalarida gafniyning miqdori odatda 0,5% dan ortiq. Bu elementlarni ajratish zarurat tug'ildi, agar faqat sirkoniy uchun bo'lsa ...

1949 yilda Qo'shma Shtatlarda tsirkoniy va gafniyni suyuqlik ekstraktsiyasi bilan ajratish uchun juda samarali jarayon ishlab chiqilgan. 1950 yilda zavodda bu jarayon joriy etildi va 1951 yil yanvar oyidan boshlab "reaktor darajasidagi" tsirkonyumni tizimli eritish yo'lga qo'yildi. Ajratish jarayonida olingan gidroksid ko'rinishidagi gafniy dastlab chiqindi qo'shimcha mahsulot edi. Ammo tez orada texnologiyaga gafniyning o'zi kerak edi.

Oltita tabiiy gafniy izotoplarining har biri o'zining "neytron ishtahasiga" ega bo'lib, ularning hajmini gafniy izotoplarining yadroviy-fizik xususiyatlari haqidagi ma'lumotlardan aniqlash mumkin:

Gafniy olish texnologiyasi

Gafniy olishning eng keng tarqalgan texnologik jarayoni quyidagicha.

Ezilgan tsirkon grafit (yoki boshqa uglerodli material) bilan aralashtiriladi va havosiz kamon pechida 1800 ° S ga qadar isitiladi. Bunda tsirkoniy va gafniy uglerod bilan bog‘lanib, ZrC va HfC karbidlarini hosil qiladi, kremniy esa SiO oksidi holida uchib ketadi. Agar bir xil aralashma havo ishtirokida qizdirilsa, reaksiya mahsulotlari uglerod bilan birga azotni ham o'z ichiga oladi va ular karbonitridlar deb ataladi.

Karbidlar va karbonitridlar sovutiladi, bo'laklarga bo'linadi va milya pechiga yuklanadi. U erda, taxminan 500 ° S haroratda, bu mahsulotlar xlor gazi bilan reaksiyaga kirishib, sirkoniy va gafniy tetrakloridlarini hosil qiladi.

Zirkonyum va gafniy bu elementlarning birikmalarining xossalaridagi minimal farqlar yordamida ajratiladi. Hozirgacha ikkita usul sanoatda qo'llanilishini topdi: tsirkoniy va gafniy birikmalarining metil izobutil keton yoki tributilfosfatdagi turli xil eruvchanligiga asoslangan ekstraktsiya va K 2 va K 2 ning turli xil eruvchanligiga asoslangan murakkab ftoridlarni fraksiyonel kristallanish usuli. suvda.

Keling, kimyoviy jihatdan ko'proq gaplashaylik birinchi navbatda qiziq usuli.

Tetraxloridlar aralashmasi suvda eritiladi va eritmaga ammoniy tiosiyanat NH 4 CNS qo'shiladi. Keyin bu eritma HCNS tiosiyanat bilan to'yingan metil izobutil keton (MIBK) bilan aralashtiriladi. Bunday sharoitda gafniy birikmalari mos keladigan sirkoniy birikmalariga qaraganda MIBCda yaxshiroq eriydi va gafniy organik fazada to'planadi. Jarayon ko'p marta takrorlanadi va sirkoniy birikmalarining suvli eritmasi va gafniy tuzining organik erituvchidagi eritmasi olinadi. Ammo ikkinchisida zirkonyum aralashmasi mavjud. Uni ajratib olish uchun organik 1-faza xlorid kislota eritmasi bilan yuviladi va keyin gafniy sulfat kislota eritmasi bilan chiqariladi. Gafniy sulfat kislota eritmasidan gidroksid holida cho'ktiriladi, u kalsinlanish natijasida gafniy dioksidiga aylanadi. Ikkinchisi yana xlorlanadi va gafniy tetraxlorid olinadi, u yana sublimatsiya bilan tozalanadi.

Metall gafniy tozalangan tetrakloriddan magniy yoki magniy-natriy qotishmasi bilan qaytariladi. Jarayon geliy atmosferasida germetik yopiq pechda amalga oshiriladi. Shu tarzda olingan shimgich gafniy eritilib, quyma holga keltiriladi. Bu vakuumli elektr yoy yoki elektron nurli pechlarda amalga oshiriladi.

Eng yuqori tozalikdagi gafniyni tayyorlash uchun oddiy metall tetraiodidga aylantiriladi, so'ngra u parchalanadi. yuqori harorat.

Bizning davrimizda olingan barcha gafniy reaktor tsirkoniy ishlab chiqarishning qo'shimcha mahsulotidir. Agar mustaqil ishlab chiqarishda gafniyni olish kerak bo'lsa, u bir necha barobar qimmatroq bo'ladi. Va u allaqachon eng qimmat metallardan biri. Amerika ma'lumotlariga ko'ra, 1969 yilda gafnium kumushdan ikki yarim baravar qimmatroq edi.

Hozir gafniyning 90% dan ortig'i iste'mol qiladi yadro energiyasi. Shuning uchun, gafniumni boshqa sohalarda qo'llash imkoniyatlari haqida gapirganda, odatda "potentsial" epiteti qo'shiladi. Katta ehtimol bilan, bu holat uzoq davom etadi, chunki atom energetikasi juda tez, sanoatning aksariyat tarmoqlariga qaraganda tezroq rivojlanmoqda... Ko‘rinib turibdiki, uning taqdiri “yadroviy” metall bo‘lishi kerak. Va bu oltita tabiiy izotopdan faqat bittasi radioaktiv bo'lgan element!

Gafniyning fizik xossalari

Gafnium yuqori termal neytronni ushlab turish kesimiga ega (taxminan 10² omborxona), uning kimyoviy hamkasbi tsirkoniy esa 2 baravar kichikroq, taxminan 2 × 10 -1 omborga ega. Shu munosabat bilan reaktor yoqilg'i elementlarini yaratish uchun ishlatiladigan tsirkonyum gafniydan yaxshilab tozalanishi kerak. Gafniyning noyob tabiiy izotoplaridan biri, 174 Hf, zaif alfa faolligini ko'rsatadi (yarimparchalanish davri 2 × 10 15 yil).

Gafniy tsirkoniydan ikki baravar og'irroq va sirkoniydan yuqori haroratda (2230 ° C) eriydi. Bunday erish nuqtalarining bir qatori qiziq emas; gafniy oksidi - 2912 ° S, gafniy borid - 3250 ° S, gafniy nitridi - 3310 ° S, gafniy karbid - 3890 ° S; shuning uchun ham o‘tga chidamli metallarning nitridlari, jumladan, gafniy issiqqa chidamli qotishmalar, yuqori haroratli refrakterlar, qattiq materiallar, radio va elektr qotishmalari (bolometrlar, rezistorlar, issiq katodlar) asosini tashkil qiladi.

Oddiy haroratda Gafnium olti burchakli panjaraga ega bo'lib, davrlari a = 3,1946Å va c = 5,0511Å. Gafniyning zichligi 13,09 g/sm 3 (20 °C). Gafniy o‘tga chidamli, erish nuqtasi 2222 °C, bp t 5400 °C. Atom issiqlik sig'imi 26,3 kJ/(kmol K) (25-100°C); elektr qarshiligi 32,4 · 10 -8 ohm · m (0 ° C). Gafniumning o'ziga xos xususiyati uning yuqori emissiyasi; elektron ish funktsiyasi 5,77 10 -19 J, yoki 3,60 eV (980-1550 ° S); Gafnium 115·10 -28 m 2 yoki 115 omborga (tsirkoniy 0,18 · 10 -28 m 2 yoki 0,18 omborga ega) yuqori termal neytronni ushlab turish kesimiga ega. Sof gafniy egiluvchan, sovuq va issiq ishlov berishga (prokatlash, zarb qilish, shtamplash) oson mos keladi.

Gafniyning kimyoviy xossalari

tomonidan kimyoviy xossalari Ushbu elementlarning ionlarining deyarli bir xil o'lchamlari va elektron strukturaning to'liq o'xshashligi tufayli gafniy sirkoniyga juda o'xshaydi. Biroq, gafniyning kimyoviy faolligi Zr dan bir oz kamroq. Gafniyning asosiy valentligi 4. 3-, 2- va 1-valentli gafniy birikmalari ham maʼlum.

Xona haroratida ixcham Gafnium atmosfera gazlariga to'liq chidamli. Biroq, 600 ° C dan yuqori qizdirilganda, u tez oksidlanadi va azot va vodorod bilan sirkoniy kabi o'zaro ta'sir qiladi. Gafnium 400 ° C gacha bo'lgan toza suv va suv bug'ida korroziyaga chidamliligi bilan ajralib turadi. Kukunli gafniy piroforikdir. Gafniy oksidi HfO 2 yuqori kimyoviy qarshilikka ega oq rangli refrakter (t pl 2780 ° C) moddadir. Gafniy (IV) oksidi va unga mos keladigan gidroksidlar asosiy xossalari ustun bo'lgan amfoterdir. HfO 2 gidroksidi va gidroksidi tuproq metallarining oksidlari bilan qizdirilganda, hafnatlar hosil bo'ladi, masalan, Me 2 HfO 3, Me 4 HfO 4, Me 2 Hf 2 O 3.

Gafniy, tantal kabi, sirtda yupqa passiv oksidli plyonka hosil bo'lganligi sababli juda inert materialdir. Umuman olganda, gafniyning kimyoviy qarshiligi uning hamkasbi sirkoniydan ancha yuqori.

Gafniy uchun eng yaxshi hal qiluvchi gidroflorik kislota (HF) yoki gidroflorik va nitrat kislotalar aralashmasi va aqua regia hisoblanadi.

Yuqori haroratlarda (1000 K dan yuqori) gafniy havoda oksidlanadi va kislorodda yonadi. Galogenlar bilan reaksiyaga kirishadi. Kislotalarga chidamliligi bo'yicha shishaga o'xshaydi. Zirkonyum kabi, u hidrofobik xususiyatlarga ega (suv bilan namlanmaydi).

Kimyoviy xossalari juda oʻxshash boʻlgan davriy sistema elementlari analoglar deyiladi. Elementlarning kimyoviy analogiyasining eng yorqin misoli sirkoniy va gafniy o'rtasidagi o'xshashlikdir. Hozirgacha ulardan qaysi biri kirib, ikkinchisi kirmasligi haqida hech qanday reaksiya topilmagan. Bu gafniy va sirkoniy bir xil tashqi tuzilishga ega ekanligi bilan izohlanadi. elektron qobiqlar. Bundan tashqari, ularning atomlari va ionlarining o'lchamlari deyarli bir xil. Zirkonyum 18-asrda kashf etilgan va gafniy sirkoniy sifatida shu qadar muvaffaqiyatli yashiringanki, bir yarim asr davomida tsirkoniy minerallari va ularning qayta ishlangan mahsulotlarini o'rgangan olimlar ular aslida ikkita element bilan ishlayotganiga shubha qilishmagan. Darhaqiqat, 19-asrda Tsirkoniy minerallarida noma'lum elementlarning kashf etilishi haqida bir nechta hisobotlar nashr etilgan: ostranium (Breithaupt, 1825), noriya (Svanberg, 1845), jargonium (Sorbi, 1869), nigrium (Cherch, 1869), evkseniy (Hoffmann va Prandtl, 1901). . Biroq, bu "da'volar" ning hech biri nazorat tajribalari bilan tasdiqlanmadi.

Eng muhim kimyoviy birikmalar

Ikki valentli gafniy birikmalari

• HfBr 2 - qattiq qora, havoda o'z-o'zidan yonib ketadi. 400 °C da gafniy va gafniy tetrabromidga parchalanadi. Gafniy tribromidni vakuumda qizdirish bilan nomutanosiblik bilan olinadi.

• Hf(HPO 4) 2- oq cho'kma, sulfat va gidroftorik kislotalarda eriydi. Gafniy (II) tuzlarining eritmalarini fosfor kislotasi bilan ishlov berish natijasida olinadi.

Uch valentli gafniy birikmalari

• HfBr 3- qora-ko'k qattiq. 400 °C da dibromid va gafniy tetrabromidga nomutanosiblik qiladi. Vodorod atmosferasida yoki metall alyuminiy bilan qizdirish orqali gafniy tetrabromidni kamaytirish orqali olinadi.

Tetravalent gafniyning birikmalari

• HfO2- rangsiz monoklinik kristallar (zichligi - 9,98 g/sm³) yoki rangsiz tetragonal kristallar (zichligi - 10,47 g/sm³). Ikkinchisi 2900 °C erish nuqtasiga ega, suvda ozgina eriydi, diamagnit, ZrO 2 dan ko'ra asosiy xarakterga ega va katalitik xususiyatlarni namoyon qiladi. Metall gafniyni kislorodda qizdirish yoki gidroksid, dioksalat, gafniy disulfatni kaltsiylash orqali olinadi.

• Hf(OH)4- ishqorlar va vodorod periks qo'shilishi bilan perokso-hafniatlar hosil bo'lishi bilan eriydigan oq cho'kma. U qizdirilganda tetravalent gafniy tuzlarini chuqur gidrolizlash yoki gafniy (IV) tuzlarining eritmalarini ishqorlar bilan ishlov berish natijasida olinadi.

• HFF 4- rangsiz kristallar. t pl 1025 ° S, zichligi - 7,13 g / sm³. Suvda eriydi. 300 ° C da azot oqimida birikma (NH 4) 2 ning termal parchalanishi natijasida olingan.

• HfCl 4- 317 °C da sublimatsiya qiluvchi oq kukun. t pl 432 ° S. Xlorning metall gafniyga, gafniy karbidiga yoki gafniy (II) oksidning ko'mir bilan aralashmasiga ta'sirida olinadi.

• HfBr 4- rangsiz kristallar. 322 ° S da sublimatsiya qilingan. t pl 420 °C. Brom bug'ining 500 ° C gacha qizdirilgan gafniy oksidi aralashmasiga ta'siridan olingan. (II) ko'mir bilan.

• HFI 4- sariq kristallar. 427 ° S da sublimatsiyalanadi va 1400 ° S da termal dissotsiatsiyalanadi. 300 ° S da gafniyning yod bilan o'zaro ta'siridan olingan.

Gafniyni qo'llash

Metall gafniyni qo'llashning asosiy yo'nalishlari aerokosmik texnologiyalar, yadro sanoati va maxsus optika uchun qotishmalar ishlab chiqarishdir.

• Yadro texnologiyasida gafniyning neytronlarni tutib olish qobiliyatidan foydalaniladi va uning yadro sanoatida qoʻllanilishi nazorat tayoqchalari, maxsus keramika va shisha (oksid, karbid, borid, oksokarbid, disprosiy gafnat, litiy gafnat) ishlab chiqarish hisoblanadi. Gafniy diboridning o'ziga xos xususiyati va afzalligi - borning "kuyishi" paytida juda kichik gaz chiqarish (geliy, vodorod).
• Gafniy oksidi termal barqarorligi (mp 2780 °C) va juda yuqori sinishi indeksi tufayli optikada qo'llaniladi. Gafniyni iste'mol qilishning muhim sohasi optik tolali mahsulotlar uchun, shuningdek, ayniqsa yuqori sifatli optik mahsulotlar, oyna qoplamalari, shu jumladan tungi ko'rish moslamalari, termal tasvirlar uchun maxsus navlarni ishlab chiqarishdir. Gafniy ftorid ham xuddi shunday qamrovga ega.
• Gafniy karbid va borid (mp 3250 °C) juda aşınmaya bardoshli qoplamalar sifatida va o'ta qattiq qotishmalar ishlab chiqarishda ishlatiladi. Bundan tashqari, gafniy karbid eng o'tga chidamli birikmalardan biridir (mp. 3890 ° C) va nozullar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. kosmik raketalar va gaz fazali yadroning ba'zi strukturaviy elementlari reaktiv dvigatellar.
• Gafniy nisbatan ajralib turadi kam ish elektron chiqishi (3,53 eV) va shuning uchun u yuqori quvvatli radio quvurlari va elektron qurollar uchun katodlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Shu bilan birga, bu sifat, yuqori erish nuqtasi bilan bir qatorda, gafniyni argonda metalllarni payvandlash uchun elektrodlar va ayniqsa, karbonat angidriddagi past karbonli po'latni payvandlash uchun elektrodlar (katodlar) ishlab chiqarish uchun foydalanish imkonini beradi. Bunday elektrodlarning karbonat angidriddagi barqarorligi volframnikidan 3,7 baravar yuqori. Bariy hafnat ham past ish funktsiyasiga ega samarali katodlar sifatida ishlatiladi.
• Yupqa gözenekli keramika mahsuloti ko'rinishidagi gafniy karbid juda samarali elektron kollektor bo'lib xizmat qilishi mumkin, agar seziy-133 bug'i vakuumda uning yuzasidan bug'lanadi, bu holda elektronning ish funktsiyasi 0,1-0,12 eV dan kam bo'lsa, va bu effekt yuqori samarali termion elektr generatorlari va kuchli ionli dvigatellarning qismlarini yaratish uchun ishlatilishi mumkin.
• Gafniy va nikel diborid asosida yuqori darajada aşınmaya bardoshli va qattiq kompozit qoplama ishlab chiqilgan va uzoq vaqt davomida ishlatilgan.
• Tantal-volfram-gafniy qotishmalari gaz fazali yadroviy raketa dvigatellarida yoqilg'i ta'minoti uchun eng yaxshi qotishmalardir.
• Gafniy bilan qotishma titanium qotishmalari kemasozlikda (dengiz dvigateli qismlarini ishlab chiqarish) ishlatiladi va nikelni gafniy bilan qotishma nafaqat uning mustahkamligi va korroziyaga chidamliligini oshiradi, balki choklarning payvandlanishi va mustahkamligini keskin yaxshilaydi.
• Tantalga gafniy qo'shilishi uning havo oksidlanishiga (issiqlikka chidamliligi) chidamliligini keskin oshiradi, sirtda murakkab oksidlardan iborat zich va o'tkazmaydigan plyonka hosil qiladi va birinchi navbatda, bu oksid plyonkasi issiqlik davrlariga (termik zarba) juda chidamli. Bu xususiyatlar raketa texnologiyasi uchun juda muhim qotishmalarni (nozullar, gaz rullari) yaratishga imkon berdi. Raketa nozullari uchun gafniy va tantalning eng yaxshi qotishmalaridan biri 20% gacha gafniyni o'z ichiga oladi. Shuni ham ta'kidlash kerakki, gafniy-tantal qotishmasidan metallarni havo-plazma va kislorod-olovda kesish uchun elektrodlar ishlab chiqarishda foydalanish katta iqtisodiy samara beradi. Bunday qotishmadan foydalanish tajribasi (gafniy - 77%, tantal - 20%, volfram - 2%, kumush - 0,5%, seziy - 0,1%, xrom - 0,4%) sof gafniy bilan solishtirganda 9 baravar ko'proq xizmat muddatini ko'rsatdi. .
• Gafniy bilan qotishma turbinalar qurish, neft, kimyo va oziq-ovqat sanoatida juda muhim bo'lgan ko'plab kobalt qotishmalarini keskin mustahkamlaydi.
• Gafniy noyob erlarga asoslangan og'ir ishlaydigan doimiy magnitlar uchun ba'zi qotishmalarda (xususan, terbium va samarium asosida) ishlatiladi.
• Gafniy karbid (HfC, 20%) va tantal karbid (TaC, 80%) qotishmasi eng o'tga chidamli qotishma hisoblanadi (mp. 4216 ° C). Bundan tashqari, ushbu qotishmani oz miqdorda titanium karbid bilan qotishganda, erish nuqtasini yana 180 darajaga oshirish mumkin bo'lgan alohida ko'rsatkichlar mavjud.
• Alyuminiyga 1% gafniy qo'shib, metall donasi 40-50 nm bo'lgan og'ir alyuminiy qotishmalari olinadi. Bu nafaqat qotishmani mustahkamlaydi, balki sezilarli nisbiy cho'zilishga erishadi va kesish va buralishda yakuniy kuchni oshiradi, shuningdek, tebranish qarshiligini yaxshilaydi.
• Yuqori dielektriklar o'tkazuvchanlik keyingi o'n yil ichida gafniy oksidiga asoslangan mikroelektronikada an'anaviy kremniy oksidi o'rnini bosadi, bu esa chiplarda ancha yuqori elementlar zichligiga erishish imkonini beradi. 2007 yildan beri gafniy dioksidi 45 nm Intel Penryn protsessorlarida ishlatilgan. Gafniy silisidi elektronikada yuqori o'tkazuvchanlikka ega dielektrik sifatida ham ishlatiladi. Gafniy va skandiy qotishmalari mikroelektronikada maxsus xususiyatlarga ega rezistiv plyonkalar olish uchun ishlatiladi.
• Gafnium yuqori sifatli ko'p qatlamli rentgen oynalarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

shu oy boshida Semiconductor Research Corporation (SRC) ushbu metallni o'z ichiga olgan izolyatorlarni ishlab chiqarishda "ilg'or" muvaffaqiyatni e'lon qilmadi. Xabar qilinishicha, Intel va IBM tezroq va energiya tejamkor mikroprotsessorlarni yaratish uchun gafniydan foydalanishni rejalashtirmoqda.

Gafniy oksidi hozirda ishlatilayotgan kremniy oksidi o'rnini bosadi. Shunday qilib, davriy jadvalda 72-o'rinni egallagan element yarimo'tkazgich qurilmalarining kelajak avlodiga yutuq berishi kerak. Ishlab chiqaruvchilar uni juda keng tarqalgan chiplarda - uyali telefonlardan tortib serverlargacha ishlatishni kutishadi.

Agar nodir element juda ko'p ishlatilsa, u hamma uchun etarli bo'ladimi?

Mutaxassislarning fikricha, tashvishga sabab yo'q. Asosan, chunki bitta chipda ishlatiladigan gafniy miqdori ahamiyatsiz.

In-Stat tahlilchisi Jim MakGregor shunday deydi: "Agar siz 300 mm gofret uchun zarur bo'lgan barcha gafniyni olsangiz ham, uni oddiy ko'z bilan ko'rish imkonsiz bo'ladi".

Bernard Meyerson, IBM bosh texnologi buni yanada ta'sirchanroq qilib aytdi: agar siz bir kub santimetr gafniyni olib, uni chipdek qalin qatlamli yuzaga yoyib yuborsangiz, 10 ta futbol maydoniga teng maydonni egallagan bo'lardi. Bundan tashqari, bu baho eng yomoni uchun marj bilan olinadi - birinchidan, sof gafniy emas, balki uning oksidi ishlatiladi, ikkinchidan, texnologiya takomillashgan sari qatlam qalinligi doimiy ravishda kamayadi.

Jahon resurslari va gafniy ishlab chiqarish

2007 yilda 99% gafniy narxi o'rtacha kilogramm uchun 780 dollarni tashkil etdi

Har yili dunyoning barcha mamlakatlari birgalikda ushbu moddadan 50 tonnaga yaqin ishlab chiqariladi. U oltin yoki boshqa metallar singari tomirlar shaklida bo'lmaydi, lekin sirkoniy dioksidini olish jarayonida qo'shimcha mahsulot sifatida olinadi (tsirkoniy AQSh, Braziliya, Avstraliya, Rossiya va boshqa mamlakatlarda juda keng tarqalgan metalldir). Xitoy).

Gafniy dioksidi bo'yicha gafniyning jahon resurslari 1 million tonnadan biroz oshadi. Ushbu resurslarni taqsimlash tuzilishi taxminan quyidagicha:

• Avstraliya - 630 ming tonnadan ortiq,
• Janubiy Afrika - deyarli 287 ming tonna,
• AQSh - 105 ming tonnadan sal ko'proq,
• Hindiston - taxminan 70 ming tonna,
• Braziliya - 9,88 ming tonna.

Xorijiy mamlakatlarda gafniy xom ashyo bazasining katta qismini dengiz qirg'oqlaridan olingan sirkon tashkil qiladi.

Mustaqil ekspertlarning fikriga ko'ra, Rossiya va MDHdagi gafniy zahiralari juda katta va shu nuqtai nazardan, gafniy sanoati rivojlanishi bilan Rossiya jahon gafniy bozorida so'zsiz etakchi bo'lishga qodir. Shu munosabat bilan Ukrainadagi gafniyning juda muhim resurslarini ham ta'kidlash kerak. Rossiya va MDHdagi asosiy gafniy o'z ichiga olgan minerallar loparit, tsirkon, baddeleyit va nodir metall ishqoriy granitlardan iborat.

Gafniy va tsirkonyumning atom tuzilmalarining yaqinligi ajratish jarayonini qimmatlashtiradi. Olingan gafniyning taxminan 60-70% yadroviy reaktorda reaktsiyani boshqarish uchun ishlatiladigan "grafit tayoqchalari" ishlab chiqarishga ketadi. Qolgan gafniyning katta qismi samolyot dvigatellarida ishlatiladigan qotishmalarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Hafnium etishmasligi haqidagi savol hali ham paydo bo'lmagan va agar kerak bo'lsa, uni ishlab chiqarish ko'paytirilishi mumkin.

Gafniyning tirik organizmlarga ta'siri

Gafniyning toksik ta'siri hayvonlarda o'tkazilgan tajribalarda o'rganildi. Kalamushlar uchun LD50 (50% o'limga olib keladigan doz) intragastral kiritilganda tana vazniga taxminan 400 mg / kg ni tashkil etdi. Oshqozonda nekrotik o'zgarishlar rivojlandi va nafas olayotganda bronxial shilliq qavatdagi bunday o'zgarishlar qayd etilgan va o'pka shishi ham qayd etilgan. 6 va 9 oy davomida 10,8 mg / m3 konsentratsiyada gafniy karbid va nitridi 5 soat davomida kundalik ma'muriyati bilan hayvonlarda rivojlangan surunkali zaharlanish.

J/(K mol)

Molyar hajm Oddiy moddaning kristall panjarasi Panjara tuzilishi

olti burchakli

Panjara parametrlari

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

Munosabat c/a Boshqa xususiyatlar Issiqlik o'tkazuvchanligi

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

72
4f 14 5d 2 6s 2

Gafniy - kimyoviy element D. I. Mendeleyev davriy sistemasining uzoq davr shaklining 4-guruhi (davriy sistemaning qisqa shakli boʻyicha — IV guruhning yon kichik guruhi), oltinchi davr, atom raqami 72. Hf belgisi bilan belgilanadi. (lat. Gafnium). Oddiy modda og'ir o'tga chidamli kumush-oq metalldir.

Ismning kashf etilishi va kelib chiqishi tarixi

D.I.Mendeleyev tizimining 6-davr tuzilishi aniqlanmaganligi sababli gafniy noyob yer elementlari orasidan izlandi. 1911-yilda frantsuz kimyogari J. Urbain yangi element topilganligini e'lon qildi va uni Seltiy deb atadi. Haqiqatda u iterbiy, lutesiy va oz miqdorda gafniydan iborat aralashmani oldi. Va N. Bor kvant mexanik hisob-kitoblari asosida oxirgi noyob yer elementi 71-raqamli element ekanligini ko'rsatganidan keyingina, gafniy sirkoniyning analogi ekanligi ayon bo'ldi.

Uning xossalari va valentligini bashorat qilgan Borning topilmalariga asoslanib, 1923 yilda Dirk Koster va Dyordji de Xevsi Norvegiya va Grenlandiya tsirkonlarini rentgen spektroskopiyasi orqali tizimli ravishda tahlil qildilar. Tsirkonni qaynab turgan kislota eritmalari bilan yuvgandan keyin qoldiqlarning rentgen chiziqlari 72-element uchun Mozeley qonuni bo'yicha hisoblanganlarga to'g'ri kelishi tadqiqotchilarga gafniy sharafiga elementning kashf etilishini e'lon qilish imkonini berdi. kashfiyot qilingan shahar (lat. hafniya Kopengagenning lotincha nomi. J. Urbeyn, N. Koster va D. Xevsi o‘rtasida bundan keyin boshlangan ustuvorlik haqidagi bahs uzoq davom etdi. 1949 yilda "gafniy" elementining nomi Xalqaro komissiya tomonidan tasdiqlangan va hamma joyda qabul qilingan.

Kvitansiya

Er qobig'idagi gafniyning o'rtacha miqdori taxminan 4 g / t ni tashkil qiladi. Gafniyda o'ziga xos minerallar yo'qligi va tsirkoniy bilan doimiy bog'liqligi tufayli u sirkoniy rudalarini qayta ishlash orqali olinadi, u erda tsirkoniyning og'irligi bo'yicha 2,5% miqdorida (tsirkonda 4% HfO 2, baddeleyit - 4) mavjud. -6% HfO 2). Dunyoda yiliga o'rtacha 70 tonnaga yaqin gafniy qazib olinadi va uni ishlab chiqarish hajmi sirkoniy ishlab chiqarish hajmiga mutanosibdir. Skandiy mineralining qiziqarli xususiyati tortveytitdir: uning tarkibida tsirkoniydan ko'ra ko'proq gafniy mavjud va bu holat tortveititni skandiyga qayta ishlash va undan gafniyni konsentratsiyalashda juda muhimdir.

Gafniyning jahon resurslari

2007 yilda 99% gafniy narxi o'rtacha kilogramm uchun 780 dollarni tashkil etdi (infogeo.ru ma'lumotlariga ko'ra)

Gafniy dioksidi bo'yicha gafniyning jahon resurslari 1 million tonnadan biroz oshadi. Ushbu resurslarni taqsimlash tuzilishi taxminan quyidagicha:

• Avstraliya - 630 ming tonnadan ortiq,
• Janubiy Afrika - deyarli 287 ming tonna,
• AQSh - 105 ming tonnadan sal ko'proq,
• Hindiston - taxminan 70 ming tonna,
• Braziliya - 9,88 ming tonna.

Xorijiy mamlakatlarda gafniy xom ashyo bazasining katta qismini dengiz qirg'oqlaridan olingan sirkon tashkil qiladi.

Jismoniy xususiyatlar

Gafniy - yorqin, kumushsimon-oq metall, qattiq va o'tga chidamli. Nozik dispers holatda u quyuq kulrang, deyarli qora rangga ega; mat . Oddiy sharoitlarda zichlik - 13,31 g / sm 3. Erish nuqtasi 2506 (2233 ° C), 4876 (4603 ° C) da qaynatiladi.

Kimyoviy xossalari

Gafniy uchun eng yaxshi erituvchi gidroflorik kislota (HF) yoki gidroflorik va nitrat kislotalar aralashmasi va aqua regia hisoblanadi.

Yuqori haroratlarda (1000 dan ortiq) gafniy havoda oksidlanadi va kislorodda yonib ketadi. Galogenlar bilan reaksiyaga kirishadi. Kislotalarga chidamliligi bo'yicha shishaga o'xshaydi. Xuddi zirkonyum kabi, u hidrofobik xususiyatlarga ega (suv bilan namlanmaydi).

Eng muhim kimyoviy birikmalar

Ikki valentli gafniy birikmalari

• HfBr 2, gafniy dibromid qora qattiq modda bo'lib, havoda o'z-o'zidan alangalanadi. 400 °C da gafniy va gafniy tetrabromidga parchalanadi. Gafniy tribromidni vakuumda qizdirish bilan nomutanosiblik bilan olinadi.

Uch valentli gafniy birikmalari

• HfBr 3, gafniy tribromid qora-ko'k qattiq moddadir. 400 °C da dibromid va gafniy tetrabromidga nomutanosiblik qiladi. Gafniy tetrabromidni vodorod atmosferasida yoki alyuminiy metall bilan qizdirish orqali olinadi.

Tetravalent gafniyning birikmalari

• HfO 2, gafniy dioksidi - rangsiz monoklinik kristallar (zichligi - 9,98 g / sm³) yoki rangsiz tetragonal kristallar (zichligi - 10,47 g / sm³). Ikkinchisi bor T mp 2900 °C, suvda ozgina eriydi, diamagnit, ZrO 2 dan ko'ra asosiyroq va katalitik xususiyatlarni ko'rsatadi. Metall gafniyni kislorodda qizdirish yoki gafniy gidroksid, dioksalat, gafniy disulfatni kaltsiylash orqali olinadi.
• Hf (OH) 4, gafniy gidroksid - oq cho'kma, ishqorlar va vodorod peroksid qo'shilishi bilan perokso-hafniatlarni hosil qilish uchun eriydi. U qizdirilganda tetravalent gafniy tuzlarini chuqur gidrolizlash yoki gafniy (IV) tuzlarining eritmalarini ishqorlar bilan ishlov berish natijasida olinadi.
• HfF 4, gafniy tetraflorid - rangsiz kristallar. T pl 1025 ° S, zichligi - 7,13 g / sm³. Suvda eriydi. 300 ° C da azot oqimida birikma (NH 4) 2 ning termal parchalanishi natijasida olingan.
• HfCl 4, gafniyum tetraklorid - 317 ° C da sublimatsiya qiluvchi oq kukun. T pl 432 ° C. Xlorning metall gafniyga, gafniy karbidiga yoki gafniy (II) oksidning ko'mir bilan aralashmasiga ta'sirida olinadi.
• HfBr 4, gafniy tetrabromid - rangsiz kristallar. 322 ° S da sublimatsiya qilingan. T pl 420 ° C. Brom bug'ining gafniy (II) oksidi va 500 ° S ga qadar qizdirilgan ko'mir aralashmasiga ta'siridan olingan.
• HfI 4, gafniy tetraiodid - sariq rangli kristallar. 427 ° S da sublimatsiyalanadi va 1400 ° S da termal dissotsiatsiyalanadi. 300 ° S da gafniyning yod bilan o'zaro ta'siridan olingan.
• Hf (HPO 4) 2, gafniy vodorod fosfat - oq cho'kma, sulfat va gidroflorik kislotalarda eriydi. Gafniy (IV) tuzlarining eritmalarini fosfor kislotasi bilan ishlov berish natijasida olinadi.

Ilova

Metall gafniyni qo'llashning asosiy yo'nalishlari aerokosmik texnologiyalar, yadro sanoati va maxsus optika uchun qotishmalar ishlab chiqarishdir.

• Yadro muhandisligi gafniyning neytronlarni ushlash qobiliyatidan foydalanadi va uning yadro sanoatida qo'llanilishi nazorat tayoqchalari, maxsus keramika va shisha (oksid, karbid, borid, oksokarbid, disprosiy hafnat, litiy gafnat) ishlab chiqarishdir. Gafniy diboridning o'ziga xos xususiyati va afzalligi - borning "kuyishi" paytida juda kichik gaz chiqarish (geliy, vodorod).
• Gafniy oksidi termal barqarorligi (mp 2780 °C) va juda yuqori sinishi indeksi tufayli optikada qo'llaniladi. Gafniyni iste'mol qilishning muhim sohasi optik tolali mahsulotlar uchun, shuningdek, ayniqsa yuqori sifatli optik mahsulotlar, oyna qoplamalari, shu jumladan tungi ko'rish moslamalari, termal tasvirlar uchun maxsus navlarni ishlab chiqarishdir. Gafniy ftorid ham xuddi shunday qamrovga ega.
• Gafniy karbid va borid (mp. 3250 °C) juda aşınmaya bardoshli qoplamalar sifatida va o'ta qattiq qotishmalar ishlab chiqarishda ishlatiladi. Bundan tashqari, gafniy karbid eng o'tga chidamli birikmalardan biridir (mp. 3960 ° C) va kosmik raketalar uchun nozullar va gaz fazali yadro reaktiv dvigatellarining ba'zi strukturaviy elementlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
• Gafniy nisbatan past elektron ish funktsiyasi (3,53 eV) bilan ajralib turadi va shuning uchun u yuqori quvvatli radio trubkalar va elektron qurollar uchun katodlarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Shu bilan birga, bu sifat, yuqori erish nuqtasi bilan bir qatorda, gafniyni argonda metalllarni payvandlash uchun elektrodlar va ayniqsa, karbonat angidriddagi yumshoq po'latni payvandlash uchun elektrodlar (katodlar) ishlab chiqarish uchun foydalanish imkonini beradi. Bunday elektrodlarning karbonat angidriddagi barqarorligi volfram elektrodlariga qaraganda 3,7 baravar yuqori. Bariy hafnat ham past ish funktsiyasiga ega samarali katodlar sifatida ishlatiladi.
• Yupqa g'ovakli keramika mahsuloti ko'rinishidagi gafniy karbid juda samarali elektron kollektor bo'lib xizmat qilishi mumkin, agar seziy-133 bug'i vakuumda uning yuzasidan bug'langan bo'lsa, bu holda elektronlarning ish funktsiyasi 0,1-0,12 eV dan kamroqgacha kamayadi. , va bu effekt yuqori samarali termion elektr generatorlari va kuchli ionli dvigatellarning qismlarini yaratish uchun ishlatilishi mumkin.
• Gafniy va nikel diborid asosida yuqori aşınmaya bardoshli va qattiq kompozit qoplama ishlab chiqilgan va uzoq vaqtdan beri qo'llanilgan.
• Tantal-volfram-gafniy qotishmalari gaz fazali yadro raketa dvigatellarida yoqilg'i etkazib berish uchun eng yaxshi qotishma hisoblanadi.
• Gafniy bilan qotishma titanium qotishmalari kemasozlikda (dengiz dvigateli qismlarini ishlab chiqarish) ishlatiladi va nikelni gafniy bilan qotishma nafaqat uning mustahkamligi va korroziyaga chidamliligini oshiradi, balki choklarning payvandlanishi va mustahkamligini keskin yaxshilaydi.
• Tantal gafniy karbid. Tantalga gafniy qo'shilishi uning sirtida murakkab oksidlarning zich va o'tkazmaydigan plyonkasi hosil bo'lishi tufayli havo oksidlanishiga (issiqlikka chidamliligi) chidamliligini keskin oshiradi va birinchi navbatda, bu oksid plyonkasi issiqlik o'zgarishiga (termik) juda chidamli. zarba). Bu xususiyatlar raketa texnologiyasi uchun juda muhim qotishmalarni (nozullar, gaz rullari) yaratishga imkon berdi. Raketa nozullari uchun gafniy va tantalning eng yaxshi qotishmalaridan biri 20% gacha gafniyni o'z ichiga oladi. Shuni ham ta'kidlash kerakki, gafniy-tantal qotishmasidan metallarni havo-plazma va kislorod-olovda kesish uchun elektrodlar ishlab chiqarishda foydalanish katta iqtisodiy samara beradi. Bunday qotishmadan foydalanish tajribasi (gafniy - 77%, tantal - 20%, volfram - 2%, kumush - 0,5%, seziy - 0,1%, xrom - 0,4%) sof gafniy bilan solishtirganda 9 baravar ko'proq xizmat muddatini ko'rsatdi. .
• Gafniy bilan qotishma turbinalar, neft, kimyo va oziq-ovqat sanoatida juda muhim bo'lgan ko'plab kobalt qotishmalarini keskin mustahkamlaydi.
• Gafniy noyob erlarga asoslangan og'ir ishlaydigan doimiy magnitlar uchun ba'zi qotishmalarda (xususan, terbium va samarium asosida) ishlatiladi.
• Gafniy karbid (HfC, 20%) va tantal karbid (TaC, 80%) qotishmasi eng o'tga chidamli qotishma hisoblanadi (mp. 4216 ° C). Bundan tashqari, ushbu qotishmani oz miqdorda titanium karbid bilan qotishganda, erish nuqtasini yana 180 darajaga oshirish mumkin bo'lgan alohida ko'rsatkichlar mavjud.
• Alyuminiyga 1% gafniy qo'shib, 40-50 nm metall donali og'ir alyuminiy qotishmalari olinadi. Bu nafaqat qotishmani mustahkamlaydi, balki sezilarli nisbiy cho'zilishga erishadi va kesish va buralishda yakuniy kuchni oshiradi, shuningdek, tebranish qarshiligini yaxshilaydi.
• Gafniy oksidiga asoslangan yuqori o'tkazuvchan dielektriklar keyingi o'n yil ichida mikroelektronikada an'anaviy kremniy oksidi o'rnini bosadi, bu esa chiplarda ancha yuqori elementlar zichligiga erishish imkonini beradi. 2007 yildan beri gafniy dioksidi 45 nm Intel Penryn protsessorlarida ishlatilgan. Shuningdek, gafniy silisid elektronikada yuqori o'tkazuvchan dielektrik sifatida ishlatiladi. Gafniy va skandiy qotishmalari mikroelektronikada maxsus xususiyatlarga ega rezistiv plyonkalar olish uchun ishlatiladi.
• Gafnium yuqori sifatli ko'p qatlamli rentgen oynalarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Qo'llashning istiqbolli sohalari

D. I. Mendeleyev kimyoviy elementlarning davriy tizimi
																		hf
															Uut

Gafniyni tavsiflovchi parcha

U xuddi bolaligida uni, keyin esa knyaz Andreyning kelinini bilar edi. Uning ko'zlarida quvnoq, so'roqli nur porladi; yuzida mehribon va g'alati yaramas ifoda bor edi.
Per tushlik qildi va butun oqshom o'tirardi; lekin malika Meri Vespersga ketayotgan edi va Per ular bilan birga ketdi.
Ertasi kuni Per erta keldi, tushlik qildi va butun oqshom o'tirdi. Malika Meri va Natasha mehmon kelganidan xursand bo'lishlariga qaramay; Perning hayotiga bo'lgan barcha qiziqish endi shu uyda jamlangan bo'lsa-da, kechqurun ular hamma narsani muhokama qilishdi va suhbat tinimsiz bir ahamiyatsiz mavzudan ikkinchisiga o'tdi va ko'pincha uzilib qoldi. O'sha oqshom Per shu qadar kech o'tirdiki, malika Meri va Natasha bir-birlariga qarashdi va uning tez orada ketishini kutishdi. Per buni ko'rdi va keta olmadi. Bu unga qiyin, noqulay bo'ldi, lekin u o'tirishni davom ettirdi, chunki u o'rnidan turolmadi va keta olmadi.
Malika Meri buning oxirini oldindan bilmay, birinchi bo'lib o'rnidan turdi va migrendan shikoyat qilib, xayrlasha boshladi.
- Demak, ertaga Peterburgga ketyapsizmi? - dedi Oka.
"Yo'q, men bormayman", dedi Per shoshib, hayratda va xafa bo'lgandek. - Yo'q, Peterburggami? Ertaga; Men shunchaki xayrlashmayman. Men komissiyalarni chaqiraman, - dedi u malika Maryaning oldida turib, qizarib ketdi va ketmadi.
Natasha unga qo'lini berdi va ketdi. Malika Meri, aksincha, ketish o'rniga, kresloga cho'kdi va o'zining yorqin, chuqur nigohi bilan Perga qattiq va diqqat bilan qaradi. Uning ilgari ko'rsatgan charchoqlari endi butunlay yo'qoldi. U o'zini uzoq suhbatga tayyorlayotgandek, og'ir va uzoq xo'rsindi.
Natashani olib tashlagan Perning barcha noqulayliklari va noqulayliklari bir zumda yo'qoldi va hayajonli animatsiya bilan almashtirildi. U tezda stulni malika Maryaga yaqinlashtirdi.
"Ha, men sizga aytmoqchi edim", dedi u, xuddi so'z bilan aytganda, uning nigohida. “Malika, menga yordam bering. Nima qilay? Men umid qila olamanmi? Malika, do'stim, meni tinglang. Men hammasini bilaman. Men bunga loyiq emasligimni bilaman; Bilaman, hozir bu haqda gapirish mumkin emas. Ammo men uning ukasi bo'lishni xohlayman. Yo'q, xohlamayman... qilolmayman...
U to‘xtab, qo‘llari bilan yuz-ko‘zini ishqaladi.
— Xo'sh, mana, — davom etdi u, shekilli, izchil gapirishga harakat qilib. Men uni qachondan beri sevganimni bilmayman. Lekin men uni butun umrim davomida yolg'iz, yolg'iz sevganman va uni shunchalik sevamanki, usiz hayotni tasavvur qila olmayman. Endi men uning qo'lini so'rashga jur'at etmayman; lekin u meniki bo'lishi mumkin va men bu imkoniyatni ... imkoniyatni qo'ldan boy beraman, degan fikr ... dahshatli. Ayting-chi, umid qilsam bo'ladimi? Ayting-chi, nima qilishim kerak? Aziz malika, - dedi u bir oz pauzadan so'ng va javob bermagani uchun qo'liga tegib.
"Menga aytganlaringiz haqida o'ylayapman", deb javob berdi malika Meri. “Men sizga nima deyman. To'g'ri aytdingiz, endi unga sevgi haqida nima deyish kerak... - Malika to'xtadi. U aytmoqchi edi: endi sevgi haqida gapirish mumkin emas; lekin u to'xtadi, chunki uchinchi kuni u to'satdan o'zgargan Natashani ko'rdi, agar Per unga sevgisini izhor qilsa, nafaqat Natasha xafa bo'lmaydi, balki u faqat shuni xohlaydi.
"Endi unga aytish mumkin emas", dedi malika Marya.
“Ammo men nima qilishim kerak?
"Menga bering", dedi malika Meri. - Men bilaman…
Per malika Meri ko'zlariga qaradi.
"Xo'sh, yaxshi ..." dedi u.
"Men u sevishini bilaman ... u sizni sevadi", deb o'zini tuzatdi malika Meri.
Bu so'zlarni aytishga ulgurmasdan, Per o'rnidan turdi va qo'rqib ketgan yuzi bilan malika Meri qo'lidan ushlab oldi.
- Nima deb o'ylaysiz? Men umid qila olaman deb o'ylaysizmi? Sen o'ylaysan?!
- Ha, men shunday deb o'ylayman, - dedi malika Meri jilmayib. - Ota-onangizga yozing. Va menga ishoning. Qo‘limdan kelganida unga aytaman. tilayman. Yuragim esa shunday bo'lishini his qilmoqda.
- Yo'q, bo'lishi mumkin emas! Men qanchalik xursandman! Lekin bo'lishi mumkin emas... Qanday baxtiyorman! Yo'q, bo'lishi mumkin emas! - dedi Per malika Meri qo'llarini o'pib.
- Siz Sankt-Peterburgga borasiz; yaxshiroq. Men sizga yozaman, dedi u.
- Peterburggami? Haydovchi? OK, ha, ketaylik. Ammo ertaga men sizga kela olamanmi?
Ertasi kuni Per xayrlashish uchun keldi. Natasha eski kunlarga qaraganda kamroq jonli edi; lekin shu kuni, ba'zida uning ko'zlariga qarab, Per o'zini yo'q bo'lib ketayotganini, na u ham, u ham yo'qligini his qildi, lekin bitta baxt hissi bor edi. “Haqiqatanmi? Yo'q, bunday bo'lishi mumkin emas, - dedi u o'ziga o'zi uning har bir qarashi, imo-ishorasi, qalbini quvonchga to'ldiradigan so'zlari.
U qiz bilan xayrlashar ekan, uning ingichka, oriq qo'lini oldi-da, beixtiyor qo'lida bir oz ko'proq ushlab turdi.
"Bu qo'l, bu yuz, bu ko'zlar, men uchun begona ayol jozibasi xazinasi, bularning barchasi abadiy meniki bo'lib qoladimi, men o'zim uchun tanish bo'lsam? Yo'q, bu mumkin emas!.."
- Xayr, graf, - dedi u baland ovozda. "Men sizni juda kutaman", dedi u pichirlab.
Va bular oddiy so'zlar, ularga hamroh bo'lgan ko'rinish va yuz ifodasi, ikki oy davomida Perning bitmas-tuganmas xotiralari, tushuntirishlari va baxtli orzulari mavzusi edi. "Men sizni juda kutaman ... Ha, ha, u aytganidek? Ha, men sizni kutaman. Oh, men qanchalik xursandman! Bu nima, men qanday baxtiyorman!” - dedi Per o'ziga o'zi.

Perning qalbida Xelen bilan uchrashish paytida unga o'xshash vaziyatlarda sodir bo'lgan narsaga o'xshash narsa sodir bo'lmadi.
U o'sha paytdagidek, alamli uyat bilan aytgan so'zlarini takrorlamadi, o'ziga o'zi aytmadi: "Oh, nega buni aytmadim va nega, nega keyin "je vous aime" dedim?" [Men seni yaxshi ko'raman] Endi esa, aksincha, uning har bir so'zini, o'zinikini, hayolida uning yuzi, tabassumining barcha tafsilotlari bilan takrorladi va hech narsani ayirish yoki qo'shishni xohlamadi: u faqat takrorlashni xohladi. Uning qilgan ishi yaxshi yoki yomonligiga endi shubha yo'q edi, endi soyasi yo'q edi. Faqat bitta dahshatli shubha ba'zan xayolidan o'tardi. Hammasi tushdami? Malika Meri xato qildimi? Men juda mag'rur va mag'rurmanmi? Ishonaman; va to'satdan, shunday bo'lishi kerak edi, malika Marya unga aytadi va u jilmayib javob beradi: "Qanday g'alati! U to'g'ri edi, noto'g'ri edi. Nahotki u erkak, oddiy odam, men esa?.. Men butunlay boshqachaman, balandman.
Faqat bu shubha Perga tez-tez kelib turardi. U ham hech qanday reja tuzmagan. Unga shunchalik ajoyib baxtiyordek tuyuldiki, bu sodir bo'lishi bilanoq, bundan boshqa hech narsa bo'lishi mumkin emas edi. Hammasi tugadi.
Per o'zini qobiliyatsiz deb hisoblagan quvonchli, kutilmagan jinnilik uni egallab oldi. Faqat uning uchun emas, balki butun dunyo uchun hayotning butun ma'nosi unga faqat uning sevgisida va uning unga bo'lgan muhabbatidan iborat bo'lib tuyuldi. Ba'zida hamma odamlar unga faqat bir narsa bilan band bo'lib tuyulardi - uning kelajakdagi baxti. Ba’zida unga hamma ham xuddi o‘zi kabi xursand bo‘lib, o‘zini boshqa manfaatlar bilan band qilib ko‘rsatib, bu quvonchni yashirishga harakat qilgandek tuyulardi. Har bir so'z va harakatda u o'z baxtiga ishoralarni ko'rardi. U ko'pincha u bilan uchrashgan odamlarni o'zining muhim, yashirin roziligi, baxtli ko'rinishi va tabassumi bilan hayratda qoldirdi. Ammo u odamlar uning baxti haqida bilmasligi mumkinligini anglab etgach, u ularga butun qalbi bilan achindi va ular qilayotgan hamma narsa bema'nilik va e'tiborga loyiq emasligini qandaydir tarzda tushuntirishni xohladi.
Unga xizmat qilish taklif qilinganda yoki biron bir umumiy, davlat ishlari va urush haqida gap ketganda, hamma odamlarning baxti falon voqeaning falonchi natijasiga bog'liq deb o'ylab, u muloyim, ta'ziya bilan tabassum bilan tingladi va hayratda qoldi. uning g'alati so'zlari bilan unga gapirgan odamlar. Ammo Perga hayotning asl ma'nosini, ya'ni uning his-tuyg'ularini tushungandek tuyulgan odamlar ham, buni tushunmagan baxtsiz odamlar ham - bu davrdagi barcha odamlar unga shunday yorqin nurda tuyuldi. U hech qanday harakat qilmasdan, darhol biron bir odam bilan uchrashganida, unda yaxshi va muhabbatga loyiq bo'lgan hamma narsani ko'rganini his qildi.
Marhum xotinining ishlari va qog'ozlarini ko'rib, uning xotirasiga hech qanday tuyg'usi yo'q edi, faqat uning hozir bilgan baxtini bilmasligiga achinishdan tashqari. Knyaz Vasiliy endi yangi joy va yulduz olganidan g'ururlanib, unga ta'sirchan, mehribon va achinarli chol bo'lib tuyuldi.
Keyinchalik Per bu baxtli aqldan ozgan vaqtni tez-tez esladi. Bu vaqt ichida u odamlar va sharoitlar haqida o'zi uchun qilgan barcha hukmlari uning uchun abadiy haqiqiy bo'lib qoldi. U nafaqat odamlar va narsalar haqidagi bu qarashlaridan keyin ham voz kechmadi, aksincha, ichki shubha va qarama-qarshiliklarda o'sha paytdagi aqldan ozgan qarashga murojaat qildi va bu qarash doimo to'g'ri bo'lib chiqdi.
«Ehtimol, — deb o'yladi u, — o'shanda men g'alati va kulgili tuyulganman; lekin keyin men tuyulganimdek aqldan ozganman. Aksincha, men o'shanda har qachongidan ham aqlli va idrokkor edim va hayotda tushunishga arziydigan hamma narsani tushundim, chunki ... men baxtli edim.
Perning aqldan ozganligi shundaki, u avvalgidek, odamlarning fazilatlari deb atagan shaxsiy sabablarni, ularni sevish uchun kutmagan va sevgi uning yuragini to'ldirgan va u odamlarni hech qanday sababsiz sevib, shubhasizdir. ularni sevishga arziydigan sabablar.

O'sha birinchi oqshomdan boshlab, Natasha Per ketganidan keyin, quvnoq masxara bilan tabassum bilan malika Maryaga, albatta, vannadan kelganini, palto va kalta soch turmagini aytganida, o'sha paytdan boshlab yashirin va noma'lum narsa unga, lekin Natashaning qalbida chidab bo'lmas narsa uyg'ondi
Hammasi: yuzi, yurishi, qarashi, ovozi - unda hamma narsa birdan o'zgarib ketdi. O'zi uchun kutilmagan - hayotning kuchi, baxtga umidlar paydo bo'ldi va qoniqishni talab qildi. Birinchi oqshomdan boshlab Natasha u bilan sodir bo'lgan hamma narsani unutganga o'xshaydi. O'shandan beri u hech qachon o'z ahvolidan shikoyat qilmagan, o'tmish haqida bir og'iz so'z aytmagan va qilishdan qo'rqmagan qiziqarli rejalar kelajak uchun. U Per haqida kam gapirdi, lekin malika Meri u haqida gapirganda, uning ko'zlarida uzoq vaqt o'chgan chaqnash paydo bo'ldi va lablari g'alati tabassum bilan burishdi.
Natashada sodir bo'lgan o'zgarish dastlab malika Maryamni hayratda qoldirdi; lekin uning ma'nosini tushunganida, bu o'zgarish uni xafa qildi. "Agar u akasini juda oz sevgan bo'lsa, uni tezda unutishi mumkinmi?" - deb o'yladi malika Meri, yolg'iz o'zi sodir bo'lgan o'zgarishlar haqida o'ylarkan. Ammo u Natashaning yonida bo'lganida, u unga g'azablanmadi va uni haqorat qilmadi. Natashani qamrab olgan uyg'ongan hayot kuchi, shubhasiz, o'zi uchun shunchalik to'xtatib bo'lmaydigan, shunchalik kutilmagan ediki, malika Meri Natashaning huzurida, hatto qalbida ham uni qoralashga haqqi yo'qligini his qildi.
Natasha o'zini yangi tuyg'uga shunday to'liqlik va samimiylik bilan topshirdiki, u endi qayg'uli emas, balki quvonchli va quvnoq ekanligini yashirishga urinmadi.
Per bilan tungi tushuntirishdan so'ng, malika Meri o'z xonasiga qaytganida, Natasha uni ostonada kutib oldi.
- U dedi? Ha? U dedi? — deb takrorladi u. Quvonchli va ayni paytda achinarli, quvonchi uchun kechirim so'rab, Natashaning yuzida ifoda to'xtadi.
“Men eshik oldida tinglamoqchi edim; lekin sen menga nima deyishingni bilardim.
Natashaning unga qaragan nigohi malika Marya uchun qanchalik tushunarli bo'lmasin, qanchalik ta'sirli bo'lmasin; uning hayajonini ko‘rib qanchalik afsuslanmasin; lekin Natashaning birinchi daqiqadagi so'zlari malika Maryani xafa qildi. U akasini, uning sevgisini esladi.
"Ammo nima qilish kerak! u boshqacha qila olmaydi, - deb o'yladi malika Marya; va qayg'uli va biroz qattiq yuz bilan u Natashaga Per aytgan hamma narsani aytdi. Uning Peterburgga ketayotganini eshitib, Natasha hayratda qoldi.
- Peterburggami? — deb takrorladi u, xuddi tushunmagandek. Ammo malika Meri yuzidagi qayg'uli ifodaga qarab, u qayg'u sababini taxmin qildi va birdan yig'lab yubordi. - Mari, - dedi u, - menga nima qilishni o'rgating. Men ahmoq bo'lishdan qo'rqaman. Nima desang, shuni qilaman; Menga o'rgat…
- Siz uni sevasizmi?
- Ha, - pichirladi Natasha.
- Nimaga yig'layapsan? Men siz uchun xursandman, - dedi malika Marya, bu ko'z yoshlari uchun Natashaning quvonchini kechirib.
“Bu tez orada bo'lmaydi. O'ylab ko'ring, men uning xotini bo'lib, Nikolayga uylansangiz, qanday baxt bo'ladi.
"Natasha, men sendan bu haqda gapirmaslikni so'radim. Siz haqingizda gaplashamiz.
Ular jim turishdi.
- Lekin nima uchun Peterburgga boring! - dedi to'satdan Natasha va u o'zi shoshilib javob berdi: - Yo'q, yo'q, kerak ... Ha, Mari? Shunday qilib, sizga kerak ...

12 yildan beri yetti yil o'tdi. Yevropaning hayajonlangan tarixiy dengizi qirg'oqlariga cho'kdi. Bu jim tuyuldi; ammo insoniyatni harakatga keltiruvchi sirli kuchlar (sirli, chunki ularning harakatini boshqaradigan qonunlar bizga noma'lum) o'z harakatlarini davom ettirdilar.
Tarixiy dengiz yuzasi harakatsizdek tuyulganiga qaramay, insoniyat vaqt harakati kabi uzluksiz harakat qildi. Insonning turli xil kavrama guruhlari shakllandi va parchalandi; davlatlarning tashkil topishi va parchalanishi sabablari, xalqlar harakati tayyorlandi.
Tarixiy dengiz, avvalgidan farqli o'laroq, bir qirg'oqdan ikkinchi qirg'oqqa shiddat bilan yo'naltirildi: u chuqurlikda qaynadi. Tarixiy shaxslar, avvalgidek emas, to'lqinlarda bir qirg'oqdan ikkinchisiga ko'tarilgan; endi ular bir joyda aylanayotgandek tuyuldi. Ilgari qo'shinlarning boshida bo'lgan tarixiy shaxslar urushlar, yurishlar, janglar buyruqlari bilan ommaning harakatini aks ettirgan bo'lsalar, endi qizg'in harakatni siyosiy va diplomatik mulohazalar, qonunlar, risolalar bilan aks ettirdilar ...
Tarixchilar tarixiy shaxslarning bu faoliyatini reaksiya deb atashadi.
Ularning fikricha, reaksiyaga sabab bo‘lgan bu tarixiy shaxslarning faoliyatini tavsiflab, tarixchilar ularni qattiq qoralaydilar. Hammasi mashhur odamlar o'sha paytdagi Aleksandr va Napoleondan tortib to Stael, Fotius, Shelling, Fichte, Chateaubriand va boshqalarga qadar ularning qat'iy hukmi oldiga qo'yiladi va taraqqiyotga yoki reaktsiyaga hissa qo'shganiga qarab oqlanadi yoki qoralanadi.
Rossiyada, ularning tavsifiga ko'ra, bu vaqt ichida reaktsiya ham sodir bo'lgan va bu reaktsiyaning asosiy aybdori Aleksandr I edi - o'sha Aleksandr I, o'z ta'riflariga ko'ra, liberallarning asosiy aybdori edi. uning hukmronligi va Rossiyani qutqarish tashabbuslari.
Haqiqiy rus adabiyotida maktab o‘quvchisidan to bilimdon tarixchigacha Aleksandr I hukmronligi davridagi noto‘g‘ri harakatlari uchun unga tosh otmaydigan odam yo‘q.
“U buni va buni qilishi kerak edi. Bu holatda u yaxshi, bunda yomon ish qildi. U hukmronligining boshida va 12-yilda o'zini yaxshi tutgan; lekin u yomon ish qildi, Polshaga konstitutsiya berdi, Muqaddas ittifoq tuzdi, Arakcheevga hokimiyat berdi, Golitsin va tasavvufni rag'batlantirdi, keyin Shishkov va Photiusni rag'batlantirdi. U armiyaning oldingi qismida qatnashib, yomon ish qildi; u yomon harakat qildi, Semyonovskiy polkini kassir qildi va hokazo.
Tarixchilarning o'zlari ega bo'lgan insoniyat farovonligi haqidagi bilimlari asosida unga aytadigan barcha qoralashlarini sanab o'tish uchun o'nta varaqni to'ldirish kerak bo'ladi.
Bu ayblovlar nimani anglatadi?
Tarixchilar Aleksandr I ni ma'qullagan xatti-harakatlarning o'zi: hukmronlik davridagi liberal tashabbuslar, Napoleon bilan kurash, 12-yilda ko'rsatgan qat'iyligi va 13-yildagi yurishlari bundan kelib chiqmaydi. manbalar - qon sharoitlari, tarbiyasi, hayoti, Iskandarning shaxsini qanday bo'lganligi - tarixchilar uni ayblashlari uchun bu harakatlar sodir bo'ladi, masalan: Muqaddas ittifoq, Polshaning tiklanishi, 20-yillarning reaktsiyasi. ?
Bu ayblovlarning mohiyati nimada?
Iskandar Idek tarixiy shaxs ekanida, go‘yo o‘ziga jamlangan barcha tarixiy nurlarning ko‘r-ko‘rona nuri diqqat markazida bo‘lib, inson kuchining eng yuksak pog‘onasida turgan shaxs; hokimiyatdan ajralmas intriga, makkorlik, xushomadgo‘ylik, o‘z-o‘zini aldash dunyosida o‘sha kuchli ta’sirlarga duchor bo‘lgan odam; O'zini, hayotining har bir daqiqasini, Evropada sodir bo'lgan hamma narsa uchun javobgarlikni his qilgan va o'ylab topmagan, balki har bir inson kabi shaxsiy odatlari, ehtiroslari, yaxshilikka, go'zallikka, haqiqatga intilishi bilan yashaydigan odam - bu ellik yil muqaddam bu odam nafaqat fazilatli emas edi (tarixchilar buni qoralamaydi), balki yoshligidan ilm-fan bilan shug'ullanadigan professorning insoniyat farovonligi to'g'risidagi qarashlari ham yo'q edi. kitoblar, ma'ruzalar o'qish va bu kitoblar va ma'ruzalarni bitta daftarga ko'chirishdir.
Ammo biz Aleksandr I xalqlar manfaati haqida ellik yil muqaddam adashgan deb hisoblasak ham, beixtiyor Iskandarni hukm qilgan tarixchi ham, bir muncha vaqt o'tgach, xuddi shunday bo'ladi deb taxmin qilishimiz kerak. insoniyat manfaati bo'lgan haqiqatga nisbatan adolatsizlik qilish. Bu taxmin yanada tabiiy va zarurdir, chunki tarix rivojini kuzatib, biz har yili, har bir yangi yozuvchi bilan insoniyat uchun nima yaxshi ekanligi haqidagi qarashlar o'zgarib borayotganini ko'ramiz; shunday qilib, o'n yil o'tib yaxshi tuyulgan narsa yomon bo'lib tuyuladi; va teskari. Bundan tashqari, shu bilan birga, biz tarixda nima yomon va nima yaxshi bo'lganligi to'g'risida mutlaqo qarama-qarshi fikrlarni uchratamiz: Polshaga berilgan Konstitutsiya va Muqaddas Alyansning ba'zilari hisoblangan, boshqalari esa Aleksandrni qoralaydi.
Iskandar va Napoleon faoliyati haqida bu foydali yoki zararli ekanligini aytish mumkin emas, chunki u nima uchun foydali va nima uchun zararli ekanligini ayta olmaymiz. Agar kimdir bu faoliyatni yoqtirmasa, demak, u yaxshilik haqidagi cheklangan tushunchasiga to'g'ri kelmagani uchun uni yoqtirmaydi. 12-yilda Moskvadagi otamning uyining saqlanib qolishi yoki rus qo'shinlarining shon-sharafi yoki Peterburg va boshqa universitetlarning gullab-yashnashi, yoki Polshaning erkinligi yoki Rossiyaning qudrati yoki Evropaning muvozanati. , yoki ma'lum bir Yevropa ma'rifati - taraqqiyot, tan olishim kerakki, har bir tarixiy shaxs faoliyatida bu maqsadlardan tashqari, men uchun umumiyroq va erishib bo'lmaydigan boshqa maqsadlar ham bor edi.
Ammo faraz qilaylik, fan deb ataladigan narsa barcha qarama-qarshiliklarni yarashtirish imkoniyatiga ega va tarixiy shaxslar va hodisalar uchun yaxshi va yomonning o'zgarmas o'lchoviga ega.
Aytaylik, Aleksandr hamma narsani boshqacha qilishi mumkin edi. Faraz qilaylik, u uni ayblovchilarning, insoniyat harakatining pirovard maqsadini bilishini tan oluvchilarning buyrug'i bilan milliylik, erkinlik, tenglik va taraqqiyot dasturiga ko'ra tasarruf etishi mumkin edi (ko'rinadi). boshqa yo'q) hozirgi ayblovchilar unga berishadi. Faraz qilaylik, bu dastur mumkin va tuzilgan bo'lar edi va Iskandar unga muvofiq harakat qilgan bo'lardi. O'sha paytda hukumatning o'sha paytdagi yo'nalishiga - tarixchilarning fikriga ko'ra, yaxshi va foydali faoliyatga qarshi bo'lgan barcha odamlarning faoliyati bilan nima sodir bo'lar edi? Bunday faoliyat mavjud bo'lmaydi; hayot bo'lmaydi; hech narsa bo'lmaydi.
Agar inson hayotini aql bilan boshqarish mumkin deb hisoblasak, unda yashash imkoniyati yo'q qilinadi.

Agar tarixchilar aytganidek, buyuk insonlar insoniyatni Rossiya yoki Fransiyaning buyukligi yoki Yevropaning muvozanati yoki inqilob g'oyalarini yoyish, umumiy taraqqiyot yoki nima bo'lishidan qat'iy nazar, ma'lum maqsadlar sari yetaklaydi, deb taxmin qilsak. ya’ni tasodif va daho tushunchalarisiz tarix hodisalarini tushuntirish mumkin emas.

Hf - kimyo. elementlar davriy tizimining IV guruh elementi; da. va. 72, da. m 178,49. Kumush oq metall. Aralashmalarda u +4 oksidlanish darajasini ko'rsatadi. Tabiiy vodorod massa raqamlari 174, 176-180 bo'lgan oltita barqaror izotopdan iborat. Massa raqamlari 170-173,175, 179, 180, 181, 183 va yarimparchalanish davri mos ravishda 1,87 soat, 16 soat, 5 yil, 23,6 soat, 70 kun, 19 sek, 5,5 soat, 464 kun bo‘lgan sun’iy radioaktiv moddalar olindi. .

Gafniy 1922 yilda vengerlar tomonidan kashf etilgan. kimyogar D. Xevesi va goll. fizik D. Koster. Metal G, 1925 yilda D. Hevesy tomonidan olingan. Gafniyning keng qo'llanilishining boshlanishi uning yadro texnologiyasida qo'llanilishi bilan bog'liq. G. tarqoq element boʻlib, oʻziga xos minerallarga ega emas va tabiatda odatda sirkoniy (1—7%) bilan birga keladi. Uning yer qobig'idagi miqdori 3,2 10-4% ni tashkil qiladi. G. ikkita polimorf modifikatsiyada mavjud. Oddiy haroratda magniy tipidagi olti burchakli yaqin qadoqlangan panjara barqaror bo'lib, davrlar a = 3,1883 A, c = 5,0422 A, c/a = 1,5815 (0,78% Zr tarkibi bilan). T-ry 1760 ± 35 ° C dan yuqori, tana markazlashtirilgan kubik panjara barqaror (turi)α -Fe) davri bilan a = 3,60 A (t-ra 2000 ° C). Zichlik (t-ra 20 ° S) 13,31 g / sm3 tpl 2222 ± 30 ° S; tkap = 5400° s. Harorat koeffitsienti chiziqli kengayish (tarkibida 0,86-0,89% Zr) ichida interval t-p 0-1000 ° S 5,9 10 -6 deg-1. Issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti (sharobda 2% Zr bo'lsa) haroratning 50 dan 500 ° C gacha ko'tarilishi bilan 0,0533 dan 0,0490 kal / sm sek darajagacha kamayadi. Maxsus issiqlik(t-ra 25 ° C) 0,0342 kal / g deg. Sofligi 99,95-99,98% boʻlgan G. uchun T-ra Debye 251,5-252,3 K. Oʻziga xos elektr qarshilik(t-ra 20 ° C) 40 10-8 ohm m, harorat koeffitsienti. t-r 0-800 ° S oralig'ida elektr qarshiligi 3,51 10-3 deg-1 ni tashkil qiladi.

Gafniyning o'ziga xos xususiyati uning yuqori emissiya qobiliyatidir. Elektronning ish funktsiyasi 3,53 eV ni tashkil qiladi. Termal neytron qo'lga tasavvurlar 105 ± 5 ombori. G. paramagnitdir. Mo'ynali kiyimlar. Saint-va G. sezilarli darajada tozaligi va namunani tayyorlash shartlariga bog'liq. Sof metall grout sovuq va issiq ishlov berilishi mumkin (freze, burg'ulash, prokat). Yodid G. HV = 152 (yuk 1,2 kg), H = 206 kg / mm2 (yuk 60 g) ga ega. Koeffitsient. t-re 303 K da siqilish qobiliyati 0,901 10-6 sm2/kg. Yodid vodorodining Young moduli (0,72% Zr) vakuumda 1040 ° C haroratda tavlangandan keyin 14 105 kgf / sm ni tashkil qiladi. Oddiy sharoitlarda vodorod ta'sirga chidamli. issiq suv, bug '-havo aralashmalari, suyuq natriy, gidroksidi, suyultirilgan xlorid kislotasi, har qanday konsentratsiyadagi azot kislotasi, kislorod, azot va vodorod. Kukun shaklida u piroforikdir. U "qirollik aroq", konsentrlangan sulfat va gidroflorik kislotalarda yaxshi eriydi. Yuqori haroratlarda u vodorod, suv, kislorod, galogenlar bilan sezilarli darajada reaksiyaga kirishadi (HfX4 hosil qiladi), azot va uglerod bilan o'tga chidamli birikmalar hosil qiladi: HfN nitridi (tmelt 2982 ± 50 ° C) va HfC karbid (tmelt 3887 ± 50 ° C)

Vodorod va sirkoniy birikmalarini ajratish uchun fraksiyonel kristallanish, fraksiyalangan cho'kma (laboratoriya amaliyotida eng tez va samarali usul), ion almashinuvi, adsorbsiya, elektroliz, suyuqlik ekstraktsiyasi (sanoat ishlab chiqarishda eng keng tarqalgan), fraksiyonel distillash va selektiv qaytarilish. ishlatiladi (tsirkonni ochishning xlor usuli uchun eng istiqbolli). Metall gidrogenatsiya HfCl4 ning magniy, kaltsiy, natriy yoki ularning aralashmalari bilan metallotermik qaytarilishi, past valentli galogenidlar yoki karbonillarning termal dissotsiatsiyasi va erigan muhitni elektroliz qilish orqali olinadi.

Qo'shimcha tozalash uchun yodid (eng keng tarqalgan) yoki elektrolitik tozalash, nomutanosiblik, elektron nurlari va yuqori vakuumda elektr yoyi erishi qo'llaniladi. G. metalli, shuningdek uning birikmalari (masalan, HfO va HfO2) regulyator tayoqchalarini tayyorlash uchun ishlatiladi. yadro reaktorlari va himoya vositalari. Bundan tashqari, vodorod sof shaklda va qotishmalar shaklida elektr, radio va rentgen texnikasida (elektr filamentlari va cho'g'lanma elektrodlari, uglerod va grafit anodlari uchun qopqoqlar, oluvchilar va boshqalar) ishlatiladi. Bundan tashqari, u maxsus ilovalarda issiqlik qarshiligini oshiradigan qotishma qo'shimcha sifatida ishlatiladi. po'latlar va palladiyli qotishmalar (potentsiometrik sim), mis bilan (payvandlash elektrodlarining kontakt plitalari), raketa va kosmik texnologiyalar uchun molibden, tantal, volfram va niobiy asosidagi issiqlikka chidamli qotishmalarda.

Reaktiv dvigatellar uchun konstruktiv material sifatida istiqbolli, kimyoviy. qurilmalar va boshqalar G. oksidi o'tga chidamli o'tga chidamli materiallar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, kabi tarkibiy qismi mutaxassis. da ishlaydigan optik ko'zoynaklar yuqori haroratlar katalizator sifatida pl. organik reaksiyalar va boshq.; boridlar, karbidlar, silisidlar va boshqa gidroksidi tuproq metallari, toriy, uran birikmalariga asoslangan issiqlikka chidamli materiallarda va niobiy, tantal, titan va vanadiy bilan birgalikda keramik-metall materiallarni ishlab chiqarish uchun birlashtiruvchi sifatida istiqbolli. Karbid G., oddiy karbidlar orasida eng oʻtga chidamli, oʻta chidamli materialdir.

Elementning xarakteristikasi

Gafniy va lantanidlarning siqilishi tufayli deyarli bir xil o'lchamdagi atomlar va -ionlarga ega, shuning uchun elementlarning xossalari boshqa kichik guruhlardagi kabi yaqin. Ularning titandan eng muhim farqi shundaki, past oksidlanish darajasi juda kam uchraydi. Hf eng yuqori oksidlanish darajasini ko'rsatmaydigan bir nechta birikmalar ishonchli ma'lum. Bunday birikmalar kuchli qaytaruvchi xususiyatlar bilan ajralib turadi. Tuzlarning suvli eritmalarida

gidroliz titan tuzlariga qaraganda kamroq darajada davom etadi, ammo erkin Hf ionlarining mavjudligi⁴ ⁺ mumkin emasdek tuyuladi. Ushbu elementning komplekslarida koordinatsion raqam titandan yuqori va 7 va hatto 8 ga teng.

Oddiy moddalar va birikmalarning xossalari

Qattiq holatda gafniy yorqin, kumushsimon oq metalldir. Gafniy og'ir metallarga kiradi, u o'tga chidamli va sof holatda yaxshi metall xususiyatlarga ega. Kislorod, azot, uglerod, brom bilan ifloslanganda,vodorod va boshqalar plastikligini yo'qotadi va qattiq va mo'rt bo'ladi. Gafniy temir, xrom, marganets, vanadiy bilan hosil bo'ladi. alyuminiy mis, uglerod, oltingugurt, azot,fosfor, bor va boshqalar chang holatida u vodorodni katta miqdorda o'zlashtirishga qodir. FROM kimyoviy nuqta Titan kichik guruhini ko'rish faol emas, normal sharoitda havoda yoki suvda barqaror. Yuqori haroratlarda ular kislorod, galogenlar, oltingugurt, azot, uglerod, bor va boshqalarga nisbatan juda faol bo'ladi.Oksidlar qiyin eriydi va ularning gidratlarining asosiy xossalari Hf ga kuchayadi.

Element tabiatda erkin holatda bo'lmaydi va uni suvli eritmalarni elektroliz qilish orqali olish mumkin emas. Titan (IV) oksidi kislotali bo'lsa, gafniy oksidlari zaif asosdir. Hf(OH) elementlarning gidroksidlari 4 (yoki gidratlangan MeO dioksidi sifatida 2-2H 2 O) tegishli tetragalidlar eritmalarini HfCl bilan ishlov berishda hosil bo'ladi 4 va ishqorlar. Ular jelatinli oq cho'kindi, suvda yomon eriydi; juda yumshoq kislotali xususiyatlarni namoyon qiladi, buning natijasida ular gidroksidi bilan deyarli reaksiyaga kirishmaydi. Murakkabning asosiy tabiati sirkoniydan gafniygacha oshadi, bu, masalan, kuchli kislotalarda erish qobiliyatiga ega bo'ladi.

Gafniyni olish va ishlatish

Gafniy barcha tsirkonyum minerallarida mavjud bo'lib, uning tarkibi sirkoniy tarkibining bir necha foizidan oshmaydi. Ushbu elementlarni ajratish lantanidlarga qaraganda qiyinroq. Bu faqat ion almashinuvi va ekstraktsiya yordamida mumkin. Ko'pincha u yadroviy reaktorlarni qurish uchun material sifatida ishlatiladi.

Yer qobig'ida bor-yo'g'i to'rt gramm gafniy mavjud. Uni olishning yagona yo'li sirkoniy rudasini va boshqa ba'zi minerallarni qayta ishlashdir. Oddiy tsirkonlarda 4 foizgacha gafniy oksidi mavjud. Ushbu noyob metallni olish uchun sirkonlar qaynab turgan kislotalarda eritiladi.

Konchilik

Gafniyga eng boy mamlakat Avstraliya hisoblanadi. Bu yerda 600 tonnadan ortiq ushbu metall to‘plangan. Sayyoradagi gafniyning umumiy zaxirasi 1000 tonnaga baholanmoqda. Rossiyada gafniy ham juda ko'p - u granit, baddeleyit, loparit va boshqalar kabi minerallarda mavjud.

Xususiyatlari

Tashqi ko'rinishida, gafnium kumush rangli porloq metallga o'xshaydi. Gafniy juda o'tga chidamli va termal neytronlarni ushlash qobiliyatiga ega.

Gafniy kimyoviy jihatdan ancha inertdir. Uning yuzasida oksidli plyonka hosil bo'lib, uni agressiv muhit ta'siridan himoya qiladi. Eng yaxshisi, gafniy kuchli kislotalarda eriydi - azot, gidroflorik va akva regia.

Ilova

Gafnium maishiy qurilmalarda deyarli qo'llanilmaydi. O'ta kuchli odamni topish juda kam uchraydi doimiy magnitlar gafniy qotishmalariga asoslangan. Ammo Intel Penryn seriyali mikroprotsessorlarida ishlaydigan kompyuterlar egalari gafniyni qo'llarida ushlab turish imkoniyatiga ega. Bunday protsessorlar, masalan, Intel Core 2 Duo oilasini o'z ichiga oladi. Dielektrik sifatida ular gafniy birikmalaridan foydalanadilar.

Gafnium yuqori quvvatli radio trubkalar ishlab chiqarishda, nozullar ishlab chiqarishda keng qo'llanilishini topdi raketa dvigatellari va yadroviy reaktorlarning qismlari. Gafniy oksidi juda yuqori erish nuqtasiga va yaxshi sindirish ko'rsatkichiga ega - u tungi ko'rish moslamalari, optik tolali tarmoqlar va termal tasvirlar uchun mo'ljallangan maxsus navli oynalarni tayyorlash uchun ishlatiladi.

Agar siz tantal karbidni gafniy karbid bilan birlashtirsangiz, siz dunyodagi eng o'tga chidamli qotishma olasiz. Uning erish nuqtasi 4200 darajadan yuqori. Gafniyumdan aşınmaya bardoshli kompozit qoplamalar, argonli payvandlash uchun elektrodlar va rentgen oynalari uchun aks ettiruvchi qoplamalar ishlab chiqariladi.

Keling, gafniyning yana bir qiziq qo'llanilishiga to'xtalib o'tamiz. Gafniyning 178 m2 deb nomlangan izotopi shunchalik ortiqcha energiyani o'z ichiga oladiki, unga ta'sir qilganda. rentgen nurlari uni portlatib chiqarishga qodir. Shu bilan birga, bir gramm gafniy-178 m2 dan 50 kilogramm trotil portlashida qancha energiya ajratilgan bo'lsa, shuncha energiya chiqariladi.

gafniy kimyoviy elementi nisbatan yaqinda ochilgan. Yigirmanchi asrning boshlarida Dirk Koster va Dyordji Xevsi sirkoniy va unga aloqador elementlarni izlash bilan band edi. Aynan ular 1923 yilda gafniyni kashf etgan va uning yuqori tozalikdagi birinchi namunasini qazib olgan. Bu element nima va u nima uchun kerak?

Gafniyning tavsifi va xossalari

Gafniy elementi Mendeleyev davriy sistemasining VI guruhiga mansub va 72-raqamda joylashgan, massa soni 178 ga teng. Bunga asoslanib aytishimiz mumkin. gafniy atom tuzilishiga ega: 72 elektron va yadroda bir xil miqdordagi proton va 106 neytron mavjud.

Tabiatda gafniyning oltita izotopi mavjud. massa raqamlari 174 dan 180 gacha, ulardan biri radioaktiv xususiyatni namoyon qiladi. Gafniyning elektron formulasi 4f 14 5d 2 6s 2 ga o'xshaydi. Asosiy oksidlanish darajasi +4, lekin ba'zida +3 va +2 topiladi. Elektromanfiylik 1,6 ga teng.

Sof qattiq shaklda gafniy o'ziga xos yorqinligi bo'lgan kumush-oq metalldir, kukunda u mot va kulrang, deyarli qora rangda. Issiqlik o'tkazuvchanligi 100 ° S haroratda 22 Vt / (m * K) metall juda qattiq va kam emas refrakter.

Mexanik xususiyatlar. Ular gafniyda tozalikka va uni qayta ishlashga kuchli bog'liqdir. Agar metall tarkibida kislorod, uglerod yoki azot aralashmalari bo'lsa, u mo'rt bo'ladi.

Otish asl xususiyatlarini tiklashga yordam beradi. Odatda elastiklik moduli 137 GPa, siqilish koeffitsienti 1,18 GPa, qattiqligi esa 1,1-1,2 GPa.

Kimyoviy tsirkoniy va gafniy o'xshash. Bosim 25 MPa dan oshmasa va harorat 400 ° C dan oshmasa, bir parcha eritilgan metall suv bilan o'zaro ta'sir qilmaydi. Uch yuz daraja haroratda u suv bug'lari bilan o'zaro ta'sir qila boshlaydi.

gafniy oksidi havodagi kislorod bilan reaksiyaga kirishmasligini hisobga olib, qiyinroq bo'lsin. Oksidlanish faqat 500-600 ° S haroratda boshlanadi. U qanchalik baland bo'lsa, u tezroq oksidlanadi.

Gafniy dioksidlari kristallar yoki jelga o'xshaydi. Ushbu birikmalar uchun odatiy formula HfO 2 * xH 2 O. Aniqlovchi xususiyat amfoterdir, ular suvda ham yomon eriydi va vaqt o'tishi bilan polikondensatsiyaga uchraydi.

Ishqoriy eritmalarda gafniy ham barqaror, yuz darajadan past haroratlarda xlorid, sulfat va nitrat kislotalar bilan reaksiyaga kirishmaydi. Quyidagilar bilan reaksiyaga kirishishi mumkin:

Hidroflorik kislota;

Mineral kislotalarning aralashmalari;

Qaynatilgan romashka;

Hidroflorik va azot aralashmasi;

Royal aroq.

Oxirgi ikkitasi gafniyni eng yaxshi eritadi. Mineral kislotalarga qarshilik ammoniy va gidroksidi metall ftoridlari bilan kamayadi.

Gafniyning kelib chiqishi va ishlab chiqarilishi

gafniy rudasi klassik ma'noda mavjud emas, bu element kamdan-kam uchraydi va tarqoqdir. Bular klarkga ega bo'lganlar, ya'ni er qobig'idagi tarkib 0,01-0,001% dan kam.

Gafniy tabiatda faqat sirkoniy bilan birga uchraydi, u hatto "soya" deb ham ataladi, shu munosabat bilan u barcha sirkoniy minerallarida mavjud. gafniy rudasi minerali sanoatda - tsirkon ZrSiO 4 tsirkonyum atomlarini gafniy (0,5 ... 2%) bilan almashtirishning yuqori darajasi tufayli.

Gafniyni ajratib olishning qiyinligi uning sirkoniyga o'xshashligidadir. Gafniyni izolyatsiya qilishning sanoat usuli bir necha bosqichlardan iborat:

Zirkon maydalanadi, grafit bilan aralashtiriladi va yoy pechiga joylashtiriladi. Havo u erga kirmaydi va harorat 1800 ° C gacha ko'tariladi. Zirkoniy va gafniy karbidlari hosil bo'ladi, kremniy uchuvchan bo'ladi.

Karbidlar bo'laklarga bo'linadi va 500 ° S da shaft pechida ular xlor gazi bilan reaksiyaga kirishadi. Tetraxloridlar hosil bo'ladi.

Butun dunyoda gafniy resurslari, agar metall dioksidga aylantirilsa, atigi 1 million tonnadan bir oz ko'proqni tashkil qiladi. Ularning eng katta qismi Avstraliyada, taxminan 630 ming tonna.

Janubiy Afrika, AQSH, Hindiston va Braziliyada ham katta zahiralar mavjud. Qoidaga ko'ra, sanoat zahiralari qirg'oq dengiz plasserlaridan tsirkon hisoblanadi.

Gafniy ishlab chiqarish va sotish bilan shug'ullanadigan dunyodagi yirik kompaniyalar Allegheny Technologies Incorporated, Western Zirconium va Cezus hisoblanadi. Birinchi ikkitasi AQShda, oxirgisi - In.

Gafniyni qo'llash

Ushbu metallning asosiy ko'lami yadro reaktorlari uchun boshqaruv rodlaridir. Bu sohada birinchi marta 1950-yillarning boshlarida sinab ko'rilgan.

asosiy sabab, bunga ko'ra gafniy ishlatiladi atom sanoatida undan tayyorlangan tayoqlarning samaradorligi vaqt o'tishi bilan deyarli yomonlashmaydi. Bundan tashqari, yuqori haroratlarda suvda korroziyaga yuqori qarshilik muhim rol o'ynaydi, hatto fon radiatsiyasi ham unga ta'sir qilmaydi.

Bu xususiyatlar, shuningdek, issiqlikka chidamliligi bilan kuch, gafniy va, masalan, tsirkonyumni qotishma orqali oshirilishi mumkin. Ushbu metalldan foydalanadigan boshqa hududlar uni juda oz miqdorda oladi. Yadro sanoati gafniyning 90% dan ortig'ini oladi, garchi uning izotoplaridan faqat bittasi radioaktivdir.

Bu metall qotishmalar va metallurglarda ishlatiladi, lekin asosiy material sifatida emas, balki qo'shimcha sifatida ishlatiladi. Gafniy boshqa metallarning fizik va mexanik xususiyatlarini yaxshilaydi. Gafniyning yana bir muhim qo'llanilishi raketa fanida qismlarni ishlab chiqarishdir.

Bu sohada u o'zining yuqori refrakterligi va issiqlikni tez so'rib olish va chiqarish qobiliyati bilan baholanadi. Tantalda harorat 1650 ° C dan oshmasa, u oksidlanmaydi.

Gafniyning deyarli barcha moddalarga nisbatan yuqori chidamliligi tufayli ular kimyo sanoati uchun apparatlarni qoplaydi. Bundan tashqari, u radiotexnikada, elektron qurol va radio trubkalari uchun qismlarni ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

Optikada qo'llaniladi gafniy oksidi yuqori sindirish ko'rsatkichi tufayli termal tasvirchilar uchun nometall va qorong'uda ko'rish uchun asboblar metall bilan qoplangan.

Qo'llash sohalaridan biri og'ir magnitlar bo'lib, ular boshqa noyob tuproq metallari bilan gafniy qotishmasidan tayyorlanadi. Ushbu noyob metalldan foydalaniladigan yana bir qiziqarli soha zargarlik buyumlari.

Jozibador uchun, uning kumushrang oq rang va yorqin , qaysi xira emas, haqiqiy tufayli yuqori narx gafniy almashtiriladi.

gafniy narxi

Metallning kamchiliklaridan biri gafniy - narx. Gafniy, albatta, ishlab chiqarish xarajatlarini o'z ichiga oladi, bu esa qazib olish va ajratishning murakkab jarayoni tufayli xarajatlarning katta qismini tashkil qiladi.

Bundan tashqari, bu metallning tozaligiga, partiya hajmiga va yadroviy gafniyumga qo'yilishi mumkin bo'lgan maxsus talablarga bog'liq. Ushbu metallni ijaraga olish an'anaviy ravishda yanada qimmatroq. Metal Bulletin kabi bir nechta jurnallar narxlarni hisoblab chiqdi har xil turlari 2005 yil uchun gafniy.

Shunday qilib, hatto metall chiqindisi ham kilogramm uchun 176-198 dollar turadi. Har xil qotishmalar 50-150 dollar / kg, gafniy shimgichni 165-209 dollar / kg, oksidi 150, kristalli novdalar 220 dan baholandi.

Eng yuqori darajadagi tozalash darajasiga ega gafnium har bir kilogramm uchun 330 dollargacha turadi. Endi u o'tgan vaqtni, inflyatsiyani va metall iste'molini ko'paytirishni hisobga olgan holda ancha yuqori.

Xulosa qilib shuni aytishimiz mumkin gafniy metall juda kam va qimmat. Uni jamoat mulkida topish qiyin. Bu qo'llashning aniq sohalari bilan bog'liq. Bularning barchasiga qaramay, u kamroq yuqori texnologiyali hududlarda juda mashhur.