Hafnium(IV)-oxid

Hafnium-oxid (IV).

Tábornok
Szisztematikus név	hafnium-oxid (IV).
Hagyományos nevek	hafnium-oxid
Chem. képlet	HfO2_ _
Fizikai tulajdonságok
Állapot	fehér kristályok
Moláris tömeg	210,19 g/ mol
Sűrűség	9,68 g/cm³
Termikus tulajdonságok
Hőfok
• olvadás	2780; 2790 °C
• forralás	5400 °C
Mol. hőkapacitás	60,2 J/(mol K)
Entalpia
• oktatás	-1117 kJ/mol
Szerkezet
Kristályos szerkezet	monoklin, tetragonális, köbös
Osztályozás
Reg. CAS szám	12055-23-1
PubChem	292779
Reg. EINECS szám	235-013-2
MOSOLYOK	O=[Hf]=O
InChI	InChI=1S/Hf.2OCJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N
ChemSpider	258363
Biztonság
NFPA 704	0 egy 0
Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve.

A hafnium(IV)-oxid a hafnium fém és oxigén bináris szervetlen vegyülete , amelynek képlete HfO 2 , színtelen kristályok vagy fehér por, vízben oldhatatlan, sóoldatokból hidrát formájában szabadul fel.

Getting

Fémhafnium oxigénben való elégetésével :

{\mathsf {Hf+O_{2}\ {\xrightarrow {700^{o}C}}\ HfO_{2}}}.

A túlhevített gőz hatása fémhafniumra:

{\mathsf {Hf+2H_{2}O\ {\xrightarrow {300^{o}C}}\ HfO_{2}+2H_{2}}}.

Bomlás hafnium-dihidroxid melegítés hatására :

{\mathsf {HfO(OH)_{2}\ {\xrightarrow {600-1000^{o}C))\ HfO_{2}+H_{2}O)).

Hafnium(IV)-klorid oxidációja oxigénnel :

{\mathsf {HfCl_{4}+O_{2}\ {\xrightarrow {500^{o}C}}\ HfO_{2}+2Cl_{2}}}.

Bomlás hafnium-oxid-diklorid melegítés hatására :

{\mathsf {2HfOCl_{2}\ {\xrightarrow {300^{o}C}}\ HfO_{2}+HfCl_{4}}}.

Hafnium-oxid-diklorid túlhevített gőzzel történő bomlása :

{\mathsf {HfOCl_{2}+H_{2}O\ {\xjobbra {300^{o}C))\ HfO_{2}+2HCl)).

Oxalát , szulfát és más hafniumsók pirolízise :

{\mathsf {Hf(C_{2}O_{4})_{2}\ {\xrightarrow {T))\ HfO_{2}+2CO_{2}+2CO)),

{\mathsf {Hf(SO_{4})_{2}\ {\xrightarrow {T))\ HfO_{2}+2SO_{3))}.

Fizikai tulajdonságok

A hafnium(IV)-oxid színtelen kristály, finoman diszpergált állapotban fehér por, többféle kristálymódosulatban kristályosodik:

Monoklinikus szingónia , sejtparaméterek a = 0,511 nm, b = 0,514 nm, c = 0,528 nm, β = 99,73°, sűrűség 9,68 g/cm3, 1650 °C alatti hőmérsékleten stabil.
Tetragonális szingónia , cella paraméterei a = 0,514 nm, c = 0,525 nm, sűrűség 10,01 g/cm³, stabil 1650 °C és ≈2500 °C közötti hőmérsékleten.
Köbös szingónia , cella paraméterek a = 0,511 nm, sűrűség 10,43 g/cm³, stabil ≈2500 °C feletti hőmérsékleten.

Vízben nem oldódik, p PR = 63,94.

Kémiai tulajdonságok

A vizes oldatokból történő kicsapás során a HfO 2 • n H 2 O összetételű, rosszul oldódó sárgás hidrát csapadéka képződik.

A kalcinált hafnium-oxid kémiailag inertebb.

A hidratált forma hevítéskor hafnium-dihidroxiddá bomlik :

{\mathsf {HfO_{2}\cdot nH_{2}O\ {\xjobbra nyíl {140-200^{o}C}}\ HfO(OH)_{2}+(n-1)H_{ 2}O}}.

Lassan reagál kénsavval :

{\mathsf {HfO_{2}+2H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {\tau }}\ Hf(SO_{4})_{2}\downarrow +2H_{2}O} }.

Reagál tömény hidrogén-fluoriddal :

{\mathsf {HfO_{2}+4HF\ {\xrightarrow {}}\ H_{2}[HfOF_{4}]+H_{2}O)).

Halogénekkel reagál redukálószerek jelenlétében :

{\mathsf {HfO_{2}+2Cl_{2}+C\ {\xjobbra nyíl {500^{o}C))\ HfCl_{4}+CO_{2))}.

Ha hidroxidokkal, alkálifém -oxidokkal egyesül, hafnsav- hafnátok sói képződnek :

{\mathsf {HfO_{2}+2NaOH\ {\xrightarrow {1000-1100^{o}C))\ Na_{2}HfO_{3}+H_{2}O)).

Alkalmazás

Atomreaktorok vezérlőrudainak gyártásához , mivel a hafniumnak nagy a termikus neutronok befogási keresztmetszete .
Reflexiós bevonatként az optikai részeken.
Különleges üvegek és tűzálló anyagok összetevőjeként .
Volfrám adalékanyagaként elektromos lámpák izzószálainak gyártásában .
A mikroelektronikában a szilícium-oxid helyettesítésére használják MIS tranzisztorok gyártásában a magas relatív permittivitás együtthatója miatt , amely 5-7-szer magasabb, mint a hagyományosan kapudielektrikumként használt szilícium -dioxidé [1] .
Lehetővé teszi a plakk diagnosztizálását és kezelését rendszeres fogászati ellenőrzéssel [2] .

Jegyzetek

↑ Intel . Az Intel alapvető fejlesztése a tranzisztorok tervezésében kiterjeszti a Moore-törvényt, a számítási teljesítményt (2007. november 11.). Letöltve: 2018. szeptember 23. Az eredetiből archiválva : 2018. december 23. (határozatlan)
↑ Alekszandr Dubov. A hafnium-oxid nanorészecskék segítenek a lepedék kimutatásában és eltávolításában . nplus1.ru. Letöltve: 2018. augusztus 21. Az eredetiből archiválva : 2018. augusztus 21. (határozatlan)

Irodalom

Chemical Encyclopedia / Editorial Board: Knunyants I. L. et al. - M . : Soviet Encyclopedia, 1988. - T. 1. - 623 p.
Egy vegyész kézikönyve / Szerkesztőbizottság: Nikolsky B.P. et al. - 2. kiadás, javítva. - M. - L .: Kémia, 1966. - T. 1. - 1072 p.
Egy vegyész kézikönyve / Szerkesztőbizottság: Nikolsky B.P. és mások - 3. kiadás, Rev. - L . : Kémia, 1971. - T. 2. - 1168 p.
Lidin R. A. et al .: Szervetlen anyagok kémiai tulajdonságai: Proc. juttatás az egyetemek számára. - 3. kiadás, Rev. - M . : Kémia, 2000. - 480 p. — ISBN 5-7245-1163-0 .
Ripan R., Chetyanu I. Szervetlen kémia. Fémek kémiája. - M . : Mir, 1972. - T. 2. - 871 p.

oxidok
H2O _ _
Li 2 O LiCoO 2 Li 3 PaO 4 Li 5 PuO 6 Ba 2 LiNpO 6 LiAlO 2 Li 3 NpO 4 Li 2 NpO 4 Li 5 NpO 6 LiNbO 3	BeO											B2O3 _ _ _	C 3 O 2 C 12 O 9 CO C 12 O 12 C 4 O 6 CO 2	N 2 O NO N 2 O 3 N 4 O 6 NO 2 N 2 O 4 N 2 O 5	O	F
Na 2 O NaPaO 3 NaAlO 2 Na 2 PtO 3	MgO											AlO Al 2 O 3 NaAlO 2 LiAlO 2 AlO(OH)	SiO SiO 2	P 4 O P 4 O 2 P 2 O 3 P 4 O 8 P 2 O 5	S 2 O SO SO 2 SO 3	Cl 2 O ClO 2 Cl 2 O 6 Cl 2 O 7
K 2 O K 2 PtO 3 KPaO 3	CaO Ca 3 OSiO 4 CaTiO 3	Sc2O3 _ _ _	TiO Ti 2 O 3 TiO 2 TiOSO 4 CaTiO 3 BaTiO 3	VO V 2 O 3 V 3 O 5 VO 2 V 2 O 5	FeCr 2 O 4 CrO Cr 2 O 3 CrO 2 CrO 3 MgCr 2 O 4	MnO Mn 3 O 4 Mn 2 O 3 MnO(OH) Mn 5 O 8 MnO 2 MnO 3 Mn 2 O 7	FeCr 2 O 4 FeO Fe 3 O 4 Fe 2 O 3	CoFe 2 O 4 CoO Co 3 O 4 CoO(OH) Co 2 O 3 CoO 2	NiO NiFe 2 O 4 Ni 3 O 4 NiO(OH) Ni 2 O 3	Cu 2 O CuO CuFe 2 O 4 Cu 2 O 3 CuO 2	ZnO	Ga 2 O Ga 2 O 3	GeO GeO 2	Mint 2 O 3 Mint 2 O 4 As 2 O 5	SeOCl 2 SeOBr 2 SeO 2 Se 2 O 5 SeO 3	Br 2 O Br 2 O 3 BrO 2
Rb 2 O RbPaO 3 Rb 4 O 6	SrO	Y 2 O 3 YOF YOCl	ZrO(OH) 2 ZrO 2 ZrOS Zr 2 O 3 Cl 2	NbO Nb 2 O 3 NbO 2 Nb 2 O 5 Nb 2 O 3 (SO 4 ) 2 LiNbO 3	Mo 2 O 3 Mo 4 O 11 MoO 2 Mo 2 O 5 MoO 3	TcO 2 Tc 2 O 7	Ru 2 O 3 RuO 2 Ru 2 O 5 RuO 4	RhO Rh 2 O 3 RhO 2	PdO Pd 2 O 3 PdO 2	Ag2O Ag2O2 _ _ _ _ _	Cd2O CdO _ _	2 O InO 2 O 3 - ban	SnO SnO 2	Sb 2 O 3 Sb 2 O 4 Hg 2 Sb 2 O 7 Sb 2 O 5	TeO 2 TeO 3	I 2 O 4 I 4 O 9 I 2 O 5
Cs 2 O Cs 2 ReCl 5 O	BaO BaPaO 3 BaTiO 3 BaPtO 3		HfO(OH) 2 HfO 2	Ta 2 O TaO TaO 2 Ta 2 O 5	WO 2 Br 2 WO 2 WO 2 Cl 2 WOBr 4 WOF 4 WOCl 4 WO 3	Re 2 O ReO Re 2 O 3 ReO 2 Re 2 O 5 ReO 3 Re 2 O 7	OsO Os 2 O 3 OsO 2 OsO 4	Ir2O3 IrO2 _ _ _ _	PtO Pt 3 O 4 Pt 2 O 3 PtO 2 K 2 PtO 3 Na 2 PtO 3 PtO 3	Au 2 O AuO Au 2 O 3	Hg 2 O HgO (Hg 3 O 2 )SO 4 Hg 2 O (CN) 2 Hg 2 Sb 2 O 7 Hg 3 O 2 Cl 2 Hg 5 O 4 Cl 2	Tl 2 O Tl 2 O 3	Pb 2 O PbO Pb 3 O 4 Pb 2 O 3 PbO 2	BiO Bi 2 O 3 Bi 2 O 4 Bi 2 O 5	PoO PoO 2 PoO 3	Nál nél
Fr	Ra		RF	Db	Sg	bh	hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	fl	Mc	Lv	Ts
		↓
		La 2 O 2 S La 2 O 3	Ce 2 O 3 CeO 2	PrO Pr 2 O 2 S Pr 2 O 3 Pr 6 O 11 Pro 2	NdO Nd 2 O 2 S Nd 2 O 3 NdHO	Pm 2 O 3	SmO Sm 2 O 3	EuO Eu 3 O 4 Eu 2 O 3 EuO(OH) Eu 2 O 2 S	Gd 2 O 3	Tuberkulózis	Dy2O3 _ _ _	Ho 2 O 3 Ho 2 O 2 S	Er2O3 _ _ _	Tm2O3 _ _ _	YbO Yb 2 O 3	Lu 2 O 2 S Lu 2 O 3 LuO(OH)
		Ac2O3 _ _ _	UO 2 UO 3 U 3 O 8	PaO PaO 2 Pa 2 O 5 PaOS	THO 2	NpO NpO 2 Np 2 O 5 Np 3 O 8 NpO 3	PuO Pu 2 O 3 PuO 2 PuO 3 PuO 2 F 2	AmO 2	Cm2O3 CmO2 _ _ _ _	Bk 2 O 3	Vö . 2 O 3	Es	fm	md	nem	lr

Hafnium vegyületek

Hafnium(II)-bromid (HfBr 2 ) Hafnium(III)-bromid (HfBr 3 ) Hafnium(IV)-bromid (HfBr 4 ) Hafnium-diborid (HfB 2 ) Hafnium-dihidroxid (HfO(OH) 2 ) Hafnium(IV)-hidroxid (Hf(OH) 4 ) Hafnium-hidrogén-foszfát (Hf(HPO 4 ) 2 ) Hafnium(III)-jodid (HfI 3 ) Hafnium(IV)-jodid (HfI 4 ) Hafnium-karbid (HfC) Tantál-hafnium-karbid (Ta 4 HfC 5 ) Hafnium(III) -nitrid (HfN) Hafnium -karbonitrid (HfC 0,5 N 0,35 ) Hafnium(IV)-oxid (HfO 2 ) Hafnium-oxid-dibromid (HfOBr 2 ) Hafnium-oxid-diklorid (HfOCl 2 ) Hafnium(IV)-szilikát ( HfSiO4 ) Hafnium(IV)-szulfát (Hf(SO 4 ) 2 ) Hafnium(IV)-szulfid (HfS 2 ) Triszulfatohafnsav (H 2 [Hf (SO 4 ) 3 ]) Hafnium(IV)-foszfát (Hf 3 (PO 4 ) 4 ) Hafnium(IV)-fluorid (HfF 4 ) Hafnium(I)-klorid (HfCl) Hafnium(III)-klorid (HfCl 3 ) Hafnium(IV)-klorid (HfCl 4 )