水素化ハフニウム（ハフニウム水素化物, Hafnium Hydride, HfH₂）の特性と用途

水素化ハフニウム（ハフニウム水素化物, Hafnium Hydride, HfH₂）の特性と用途

水素化ハフニウム（Hafnium Hydride, HfH₂）は、水素化物系遷移金属ハフニウム(Hafnium)の二価元素です。水素化ハフニウム（Hafnium Hydride）は、チタン二水素化物（titanium dihydride）と同じ構造を持ちます。酸素（Oxygen）の下では、化合物は190℃で発火します。水素化ハフニウム（Hafnium Hydride）は灰色や黒色の粉末形で市販されます。 300℃を超える温度では、水素を分解し700℃を超える温度に加熱するとHfH1.86を形成します。

水素化ハフニウム（Hafnium Hydride, HfH₂）は原子力産業で使用され、原子力原子炉の制御棒材料である航空宇宙産業でも利用されます。水素化ハフニウム（Hafnium Hydride）は、ＴＨＦまたはＥｔＣＮを溶媒として用いたBu3SnHとHfCl4との金属交換によって生成されます。このプロセスは、アルデヒド、アルジミン、ケトン、エステルを効果的に減少させました。 α－アルコキシケトン（α－アルコキシケトン）の水素化ハフニウム（Hafnium Hydride）還元におけるジアステレオ選択は、THFまたはEtCNが溶媒として使用されるかどうかによって異なります。

水素化ハフニウム（ハフニウム水素化物, Hafnium Hydride, HfH₂）の機械的性質は純粋なハフニウムよりも低いです。さらに、イットリウムおよびニオブ水素化物の機械的性質は水素(Hydrogen)含有量が増加するにつれて増えますが、水素化ハフニウム（ハフニウム水素化物, Hafnium Hydride, HfH₂）の機械的性質は水素(Hydrogen)含有量が増加するにつれて減少します。水素(Hydrogen)は高速中性子を制御し、ハフニウム（Hafnium）は熱中性子の優れた吸収特性を持つため、水素化ハフニウム（Hafnium Hydride）は高速中性子を効率的に吸収することができます。

水素(Hydrogen)とハフニウム(Hafnium)の特性

水素(Hydrogen)は記号Hと原子番号1を持つ化学元素です。 水素(Hydrogen)は最も軽い元素です。 標準条件において水素(Hydrogen)は化学式H2を持つ二原子分子の気体です。 無色·無臭·無味·無毒性などの特徴があります。 水素(Hydrogen)は宇宙で最も豊かな化学物質で、全体の物質の中で約75%を占めます。 地球上に存在するほとんどの水素(Hydrogen)は、水と有機化合物のような分子形態で存在します。

ハーフニウム（Hafnium）（原子記号:Hf、原子番号:72）は原子量178.49のブロックD、グループ4、Periodの元素です。 ハーフニウム殻の電子数は2、8、18、32、10、2で、電子構成は(Xe)4f145d26s2です。 ハーフニウム(Hafnium)原子の半径は159pmで、バンデルワルス(VanderWaals)半径は212pmです。 元素形態でハーフニウム(Hafnium)は光沢のある銀灰色の外観を持っています。 ハーフニウム(Hafnium)は自然の中に自由元素として存在しません。 ジルコニウム(zircon)のようなジルコニウム化合物から発見されます。 ハフニウム(Hafnium)はしばしば半導体装置製造に使用される超合金及び回路の構成要素です。

・物理的特徴

ハフニウムは、光沢があり、銀色で、延性のある金属であり、耐食性があり、ジルコニウムと化学的に類似しています（同じグループに属する同じ数の価電子を持っているため、相対論的効果もあります。ハフニウムは、2388 Kで、アルファ型の六方最密格子からベータ型の体心立方格子に変化します。ハフニウム金属サンプルの物理的特性は、ジルコニウム不純物、特に核特性の影響を大きく受けます。これらの2つの元素は、化学的類似性があるため、分離が最も困難です。

これらの金属の顕著な物理的な違いは密度であり、ジルコニウムはハフニウムの約半分の密度を持っています。ハフニウムの最も注目すべき核特性は、その高い熱中性子捕獲断面積と、いくつかの異なるハフニウム同位体の核がそれぞれ2つ以上の中性子を容易に吸収することです。これとは対照的に、ジルコニウムは熱中性子に対して実質的に透明であり、原子炉の金属部品、特に核燃料棒の被覆に一般的に使用されます。

・化学的特性

ハフニウムは空気中で反応して、さらなる腐食を防ぐ保護膜を形成します。金属は酸による攻撃を受けにくいですが、ハロゲンで酸化されたり、空気中で燃焼したりする可能性があります。その姉妹金属ジルコニウムのように、細かく分割されたハフニウムは空気中で自然発火する可能性があります。金属はアルカリに耐性があります。

ハフニウムとジルコニウムの化学的性質は非常に類似しているため、異なる化学反応に基づいて2つを分離することはできません。化合物の融点と沸点、および溶媒への溶解度は、これらの双晶元素の化学的性質の主な違いです。

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