Гафний

Общая информация
Гафний (рус. гафний, англ. Hafnium, нем. Hafnium n) – химический элемент, символ Hf, ат. н. 72; ат. м. 178,49. Серебристо-белый металл, спутник циркония.
Г. – типичный рассеянный элемент. Не имеет собственных минералов. В природе – спутник циркония. Содержание в земной коре 3,2 · 10-4 мас%.
История
Открытый в 1923 г. Гафний искали среди редкоземельных элементов, потому что не было выяснено строение 6-го Периодической системы элементов Д. И. Менделеева. В 1911 г. французский химик Ж. Урбан объявил об открытии нового элемента, названного им кельтов. В действительности он получил смесь, состоящую из иттербия и Лютецию и небольшого количества гафния. И только после того, как Н. Бор на основании квантовомеханических расчетов показал, что в последнее редкоземельных элементом является элемент с номером 71, стало ясно, что гафний – аналог циркония. Основываясь на выводах Бора, который предсказал его свойства и валентность, в 1923 Дирк Костер и Дьердь де Хевеши систематически проанализировали рентгеноспектральным методом норвежские и гренландские цирконы. Совпадение линий рентгенограмм остатков после выщелачивания циркона кипящими растворами кислот с вычетом по закону Мозли для 72-го элемента позволило исследователям объявить об открытии элемента, который они назвали гафний в честь города, где было сделано открытие (Копенгаген). Спор который начался после этого о першовидкриття между Ж. Урбан, Н. Костер и Д. Хевеши продолжался длительное время. В 1949 г. название элемента «гафний» было утверждено Международной комиссией и принята везде.
Происхождение названия
Hafnia – латинское название Копенгагена, где был открыт элемент.
Получение
В большинстве циркониевых минералов есть от 1-2 до 6-7% Г., а во вторичных минералах – до 35%. Наиболее ценный промышленный тип циркониевых месторождений, содержащих Г. – морские и аллювиальные россыпи минерала циркона.
Для производства гафния его надо сначала отделить от циркония. Для этого используют разную растворимость солей этих элементов: например нитратов в три-н-бутилфосфати, или тиоцианатов в метилизобутилкетони. Также используют ионный обмен или фракционную дистилляцию соответствующих соединений.
Отделены соединения гафния переводят в HfCl 4 и восстанавливают натрием или магнием до металла:



Для производства очень чистого гафния используют газотранспортные реакции с йодом. В зоне слабого нагрева йод реагирует с металлом, а в другой зоне йодид разлагается на раскаленной проволоке с кристаллизацией гафния:



Кристаллы гафния добытые при газотранспортные реакции.

Применение
Применяется в ядерной технике и электротехнике, а также в различных сплавах для космического ракетостроения.