Оксид гафния(IV)
Оксид гафния(IV) | |
---|---|
![]() | |
Общие | |
Систематическое наименование | оксид гафния(IV) |
Традиционные названия | окись гафния |
Хим. формула | |
Физические свойства | |
Состояние | белые кристаллы |
Молярная масса | 210,19 г/моль |
Плотность | 9,68 г/см³ |
Термические свойства | |
Температура | |
• плавления | 2780; 2790 °C |
• кипения | 5400 °C |
Мол. теплоёмк. | 60,2 Дж/(моль·К) |
Энтальпия | |
• образования | −1117 кДж/моль |
Структура | |
Кристаллическая структура | моноклинная, тетрагональная, кубическая |
Классификация | |
Рег. номер CAS | 12055-23-1 |
PubChem | 292779 |
Рег. номер EINECS | 235-013-2 |
SMILES | O=[Hf]=O |
InChI | InChI=1S/Hf.2O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N |
ChemSpider | 258363 |
Безопасность | |
NFPA 704 | ![]() 0 1 0 |
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. |
Окси́д га́фния(IV) — бинарное неорганическое соединение металла гафния и кислорода с формулой , бесцветные кристаллы или белый порошок, нерастворим в воде, из растворов солей выделяется в виде кристаллогидрата.
Получение
Сжиганием металлического гафния в кислороде:
- .
Действием перегретого па́ра на металлический гафний:
- .
Разложением при нагревании дигидроксид-оксида гафния:
- .
Окислением кислородом хлорида гафния(IV):
- .
Разложением при нагревании оксид-дихлорида гафния:
- .
Разложением перегретым па́ром оксид-дихлорида гафния:
- .
Пиролизом оксалата, сульфата и других солей гафния:
- .
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, β = 99,73°, плотность 9,68 г/см³, устойчива при температуре ниже 1650 °С.
- Тетрагональная сингония, параметры ячейки a = 0,514 нм, c = 0,525 нм, плотность 10,01 г/см³, устойчива при температуре от 1650 °С и до ≈2500 °С.
- Кубическая сингония, параметры ячейки a = 0,511 нм, плотность 10,43 г/см³, 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 .
Прокалённый оксид гафния химически более инертен.
Гидратированная форма при нагревании разлагается до дигидроксид-оксида гафния:
- .
Медленно реагирует с серной кислотой:
- .
Реагирует с концентрированной плавиковой кислотой:
- .
Реагирует с галогенами в присутствии восстановителей:
- .
При сплавлении с гидроксидами, оксидами щелочных металлов образует соли гафниевой кислоты — гафнаты:
- .
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 (неопр.) (11 ноября 2007). Дата обращения: 23 сентября 2018. Архивировано 23 декабря 2018 года.
- ↑ Александр Дубов. Наночастицы оксида гафния помогут обнаружить и удалить зубной налет (неопр.). 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.
- Справочник химика / Редкол.: Никольский Б. П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.—Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
- Справочник химика / Редкол.: Никольский Б. П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
- Лидин Р. А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
- Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1972. — Т. 2. — 871 с.
| |||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
H2O | |||||||||||||||||
Li2O LiCoO2 Li3PaO4 Li5PuO6 Ba2LiNpO6 LiAlO2 Li3NpO4 Li2NpO4 Li5NpO6 LiNbO3 | BeO | B2O3 | С3О2 C12O9 CO C12O12 C4O6 CO2 | N2O NO N2O3 N4O6 NO2 N2O4 N2O5 | O | F | |||||||||||
Na2O NaPaO3 NaAlO2 Na2PtO3 | MgO | AlO Al2O3 NaAlO2 LiAlO2 AlO(OH) | SiO SiO2 | P4O P4O2 P2O3 P4O8 P2O5 | S2O SO SO2 SO3 | Cl2O ClO2 Cl2O6 Cl2O7 | |||||||||||
K2O K2PtO3 KPaO3 | CaO Ca3OSiO4 CaTiO3 | Sc2O3 | TiO Ti2O3 TiO2 TiOSO4 CaTiO3 BaTiO3 | VO V2O3 V3O5 VO2 V2O5 | FeCr2O4 CrO Cr2O3 CrO2 CrO3 MgCr2O4 | MnO Mn3O4 Mn2O3 MnO(OH) Mn5O8 MnO2 MnO3 Mn2O7 | FeCr2O4 FeO Fe3O4 Fe2O3 | CoFe2O4 CoO Co3O4 CoO(OH) Co2O3 CoO2 | NiO NiFe2O4 Ni3O4 NiO(OH) Ni2O3 | Cu2O CuO CuFe2O4 Cu2O3 CuO2 | ZnO | Ga2O Ga2O3 | GeO GeO2 | As2O3 As2O4 As2O5 | SeOCl2 SeOBr2 SeO2 Se2O5 SeO3 | Br2O Br2O3 BrO2 | |
Rb2O RbPaO3 Rb4O6 | SrO | Y2O3 YOF YOCl | ZrO(OH)2 ZrO2 ZrOS Zr2О3Сl2 | NbO Nb2O3 NbO2 Nb2O5 Nb2O3(SO4)2 LiNbO3 | Mo2O3 Mo4O11 MoO2 Mo2O5 MoO3 | TcO2 Tc2O7 | Ru2O3 RuO2 Ru2O5 RuO4 | RhO Rh2O3 RhO2 | PdO Pd2O3 PdO2 | Ag2O Ag2O2 | Cd2O CdO | In2O InO In2O3 | SnO SnO2 | Sb2O3 Sb2O4 Hg2Sb2O7 Sb2O5 | TeO2 TeO3 | I2O4 I4O9 I2O5 | |
Cs2O Cs2ReCl5O | BaO BaPaO3 BaTiO3 BaPtO3 | HfO(OH)2 HfO2 | Ta2O TaO TaO2 Ta2O5 | WO2Br2 WO2 WO2Cl2 WOBr4 WOF4 WOCl4 WO3 | Re2O ReO Re2O3 ReO2 Re2O5 ReO3 Re2O7 | OsO Os2O3 OsO2 OsO4 | Ir2O3 IrO2 | PtO Pt3O4 Pt2O3 PtO2 K2PtO3 Na2PtO3 PtO3 | Au2O AuO Au2O3 | Hg2O HgO (Hg3O2)SO4 Hg2O(CN)2 Hg2Sb2O7 Hg3O2Cl2 Hg5O4Cl2 | Tl2O Tl2O3 | Pb2O PbO Pb3O4 Pb2O3 PbO2 | BiO Bi2O3 Bi2O4 Bi2O5 | PoO PoO2 PoO3 | At | ||
Fr | Ra | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | ||
↓ | |||||||||||||||||
La2O2S La2O3 | Ce2O3 CeO2 | PrO Pr2O2S Pr2O3 Pr6O11 PrO2 | NdO Nd2O2S Nd2O3 NdHO | Pm2O3 | SmO Sm2O3 | EuO Eu3O4 Eu2O3 EuO(OH) Eu2O2S | Gd2O3 | Tb | Dy2O3 | Ho2O3 Ho2O2S | Er2O3 | Tm2O3 | YbO Yb2O3 | Lu2O2S Lu2O3 LuO(OH) | |||
Ac2O3 | UO2 UO3 U3O8 | PaO PaO2 Pa2O5 PaOS | ThO2 | NpO NpO2 Np2O5 Np3O8 NpO3 | PuO Pu2O3 PuO2 PuO3 PuO2F2 | AmO2 | Cm2O3 CmO2 | Bk2O3 | Cf2O3 | Es | Fm | Md | No | Lr |