Меню Главная Случайная статья Настройки Оксид гафния(IV) Материал из https://ru.wikipedia.org Оксид гафния(IV) — бинарное неорганическое соединение металла гафния и кислорода с формулой ${\displaystyle {\ce {HfO2}}}$, бесцветные кристаллы или белый порошок, нерастворим в воде, из растворов солей выделяется в виде кристаллогидрата. Содержание 1 Получение 2 Физические свойства 3 Химические свойства 4 Применение 5 Примечания 6 Литература Получение Сжиганием металлического гафния в кислороде: ${\displaystyle {\ce {Hf + O2 ->[{\ce {700\ ^{o}C}}] HfO2}}}$. Действием перегретого пара на металлический гафний: ${\displaystyle {\ce {Hf + 2 H2O ->[{\ce {300\ ^{o}C}}] HfO2 + 2 H2}}}$. Разложением при нагревании дигидроксид-оксида гафния: ${\displaystyle {\ce {HfO(OH)2 ->[{\ce {600-1000\ ^{o}C}}] HfO2 + H2O}}}$. Окислением кислородом хлорида гафния(IV): ${\displaystyle {\ce {HfCl4 + O2 ->[{\ce {500\ ^{o}C}}] HfO2 + 2 Cl2}}}$. Разложением при нагревании оксид-дихлорида гафния: ${\displaystyle {\ce {2 HfOCl2 ->[{\ce {300\ ^{o}C}}] HfO2 + HfCl4}}}$. Разложением перегретым паром оксид-дихлорида гафния: ${\displaystyle {\ce {HfOCl2 + H2O ->[{\ce {300\ ^{o}C}}] HfO2 + 2 HCl}}}$. Пиролизом оксалата, сульфата и других солей гафния: ${\displaystyle {\ce {Hf(C2O4)2 ->[{\ce {T}}] HfO2 + 2 CO2 + 2 CO,}}}$ ${\displaystyle {\ce {Hf(SO4)2 ->[{\ce {T}}] HfO2 + 2 SO3}}}$. Физические свойства Оксид гафния(IV) представляет собой бесцветные кристаллы, в мелкодисперсном состоянии — белый порошок, кристаллизуется в нескольких кристаллических модификациях: Моноклинная сингония, параметры ячейки a = 0,511 нм, b = 0,514 нм, c = 0,528 нм, = 99,73°, плотность 9,68 г/см, устойчива при температуре ниже 1650 °С. Тетрагональная сингония, параметры ячейки a = 0,514 нм, c = 0,525 нм, плотность 10,01 г/см, устойчива при температуре от 1650 °С и до 2500 °С. Кубическая сингония, параметры ячейки a = 0,511 нм, плотность 10,43 г/см, устойчива при температуре выше ~2500 °С. Не растворяется в воде, р ПР = 63,94. Химические свойства При осаждении из водных растворов образуется осадок плохо растворимого желтоватого гидрата состава ${\displaystyle {\ce {HfO2.nH2O}}}$. Прокалённый оксид гафния химически более инертен. Гидратированная форма при нагревании разлагается до дигидроксид-оксида гафния: ${\displaystyle {\ce {HfO2.nH2O ->[{\ce {140-200\ ^{o}C}}] HfO(OH)2 + (n-1)H2O}}}$. Медленно реагирует с серной кислотой: ${\displaystyle {\ce {HfO2 + 2 H2SO4 ->[{\ce {\tau}}] Hf(SO4)2 v + 2 H2O}}}$. Реагирует с концентрированной плавиковой кислотой: ${\displaystyle {\ce {HfO2 + 4 HF -> H2(HfOF4) + H2O}}}$. Реагирует с галогенами в присутствии восстановителей: ${\displaystyle {\ce {HfO2 + 2 Cl2 + C ->[{\ce {500\ ^{o}C}}] HfCl4 + CO2}}}$. При сплавлении с гидроксидами, оксидами щелочных металлов образует соли гафниевой кислоты — гафнаты: ${\displaystyle {\ce {HfO2 + 2 NaOH ->[{\ce {1000-1100\ ^{o}C}}] Na2HfO3 + H2O}}}$. Применение Для изготовления регулирующих стержней ядерных реакторов так как гафний имеет высокое сечение захвата для тепловых нейтронов. В качестве просветляющего покрытия оптических деталей. Как компонент специальных стёкол и огнеупоров. Как добавка к вольфраму при изготовлении нитей накаливания электрических ламп. В микроэлектронике применяется как замена оксида кремния при изготовлении МДП-транзисторов благодаря высокому коэффициенту относительной диэлектрической проницаемости, для аморфной формы находится в пределах от 20 до 25, что в 5—7 раз превышает этот показатель у традиционно использовавшегося в качестве подзатворного диэлектрика диоксида кремния[1][2][3]. Позволяет диагностировать и лечить зубной налет при регулярном стоматологическом осмотре[4]. Примечания Pan Kwi Park, Sang-Won Kang: Enhancement of dielectric constant in HfO2 thin films by the addition of Al2O3. In: Applied Physics Letters. 89, 2006, S. 192905, doi:10.1063/1.2387126. M. N. Jones, Y. W. Kwon, D. P. Norton: Dielectric constant and current transport for HfO2 thin films on ITO. In: Applied Physics A. 81, 2005, S. 285–288, doi:10.1007/s00339-005-3208-2. Intel. Intel's Fundamental Advance in Transistor Design Extends Moore's Law, Computing Performance  (11 ноября 2007). Дата обращения: 23 сентября 2018. Архивировано 23 декабря 2018 года. Александр Дубов. Наночастицы оксида гафния помогут обнаружить и удалить зубной налет . nplus1.ru. Дата обращения: 21 августа 2018. Архивировано 21 августа 2018 года. Литература Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И. Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — 623 с.