الهافنيوم
الهافنيوم: هو عنصر من العناصر الكيميائيّة، نادر الوجود والاستخدام، يُرمز له بالرمز الكيميائيّ”Hf”، عدده الذريّ يساوي”72″، يقع في الجدول الدوريّ ضمن عناصر المجموعة الرابعة والدورة السادسة، ينتمي في تصنيفه إلى مجموعة الفلزات الإنتقاليّة.
يتشابه الهافنيوم مع عنصر الزركونيوم في العديد من الخصائص الكيميائيّة والتراكيب؛ حيث أنّه يتواجد ويكميّات كبيرة نوعاً ما في العديد من املاح عنصر الزركونيوم.
يُعدّ هذا العنصر واحداً من عناصر الفصيلة الرابعة والتي تضم عدداً من العناصر المُهمة من أشهرها عنصر التيتانيوم والزركونيوم إلى جانب الرذرفورديوم، هذا وقد يمتلك الهافنيوم ذرةً خاصة به تحتوي على إلكترونين إثنين موضوعات في طبقتها الخارجيّة.
نظراً لكون الهافنيوم من العناصر قليلة المُركبات الكيميائيّة فإنّ تكافؤاته تتناقص بشكلٍ تدريجيّ بدءاً من عنصر التيتانيوم وصولاً إليه، إضافةً إلى تناقص شدة أكاسيد هذا العنصر الحمضيّة بشرط أن تزداد قيمة خصائصه الأساسيّة.
يحتوي الهافنيوم على مجموعة كبيرة من النظائر المُستقرة والمُشعة كغيره من العناصر الكيميائيّة الأخرى، ومن أهم نظائر هذا العنصر هي نظير الهافنيوم”172، 174، 176، إلى جانب مجموعة كبيرة من النظائر المُشعة والتي تختلف في عمرها النصف ووزنها الذريّ.
خصائص الهافنيوم
- يُعدّ الهافنيوم عنصر فلزيّ طري.
- يمتاز بوزنه الذريّ وكثافته المُنخفضات مُقارنةً بباقي العناصر الأخرى.
- له نقاط انصهار وغليان ثابتات.
- يظهر في أغلب الأحيان في الحالة الصلبة.
- يتشابه في معظم خصائصه الكيميائيّة مع عنصر الزركونيوم، حيث أنّ كلاً من هذين العنصرين يمتلكان نصفا قطر مُتساويات.
- له بُنيةّ بلوريّة سداسيّة الشكل.
- قابل للتاكسد.
- يمتاز بليونته وهشاشته.
- يمتلك مغناطيسيّة مُسايرة.
- يصل مقدار صلابته حسب مقياس موس إلى”5.5″ موس.
- يمتاز بمقاومته الكهربائيّة العاليّة نوعاً ما.
- قابل للتبخر عندما تكون درجة الحرارة تساوي”648″ كيلو جول/ مول.
- درجة أكسدته تساوي”+4″.
- أيونات نصف القطر الخاص بهذا العنصر قادرة على الإنكماش.
- يُعدّ هذا العنصر من العناصر الخاملة كيميائيّاً عندما تكون درجة الحرارة عاديّة، في حين يزداد نشاطه عند ارتفاع درجة الحرارة.
- قابل للتفاعل مع جميع عناصر الهالوجينات إلى جانب تفاعله مع الأكسجين والكبريت.
- قابل للاحتراق والتوهُّج.
- قابل للخدش.
- غير قابل للذوبان عند وضعه في الماء.
- يمتاز بشدة تفاعله مع النيترونات.
- يمتاز الهافنيوم بتكلفة انتاجه واستخراجه العالية.
أماكن تواجد الهافنيوم
يتم العثور على هذا العنصر في العديد من مناطق ودول العالم، حيث أنّه يزداد تركيزه بشكلٍ كبير في كل من الهندوروسيا إلى جانب وجوده ولكن بكميّات أقل في الصينواليابان والبرازيل.
هذا وقد يتم العثور على الهافنيوم كغيره من العناصر مُرتبطاً بمجموعة من المعادن والمواد ومن أهم المعادن التي يرتبط بها بشكلٍ دائم هو الزركونيوم؛ وذلك نظراً للتشابه الكبير في العديد من خصائصهما، إلى جانب ذلك فقد يحتل هذا العنصر المرتبة الخامسة والأربعين من ناحية تواجده وتوافره على سطح القشرة الأرضيّة.
استخدامات الهافنيوم
- يتم استخدامه بشكلٍ رئيسيّ في صناعة العديد من المصابيح الإلكترونية إلى جانب استخدامه في صناعة العديد من أشرطة التوهج.
- يدخل في صناعة العديد من السبائك المعدنيّة خاصةً سبائك الحديد والنيكل.
- يدخل في صناعة أنواع مُتعددة من الزجاج خاصةً الزجاج الذي له قرينة انكسار عالية.
- من المُمكن أن يتم استخدامه في عمليّات توليد الطاقة.
- يتم استخدامه في عمليّات المُفاعلات النوويّة.
مركبات الهافنيوم
الهافنيوم كغيره من العناصر التي تمتلك مجموعة من المركبات الكيمائيّة المُهمة، حيث أنّه يحتوي وبشكلٍ أساسيّ على مجموعة من الأكاسيد وهي عبارة عن مادة لونها أبيض، تمتاز بصعوبة انصهارها وانحلالها في الماء أو الحموض.
كما أنّه يحتوي على مركبات الهاليدات وهي مركبات يتم الصحول عليها نتيجة القيام بعمليّة حرق لخليط من الأكاسيد والكربون بشرط أن يتم وضع هذا الخليط في مكان أو جو يحتوي على مجموعة كبرة من الهالوجين.
احتياطات الأمان
يُعدّ الهافنيوم من العناصر التي لاتُشكّل خطراً أو ضرراً على من يقوم باستخدامه، في حين أنّ مركبات هذا العنصر هي التي لها ضرراً كبيراً وأخطاراً مُتعددة، لذلك يُنصح بضرورة أخذ الحيطة والحذر عند التعامل مع هذه المركبات.
هذا وقد يُنصح بضرورة تخزين الهافنيوم في أماكن جافة بعيدة عن الرطوبة، أو وضعه في أماكن باردة بشرط أن لا يتم تعرُّضه إلى الهواء بشكلٍ مُباشر؛ وذلك نظراً لسرعة تفاعله واحتراقه في الهواء.
كما أنّه وعند التعرُّض لمثل هذا العنصر عن طريق التنفس أو مُلامسته للجلد أو العينين فإنّه سيُسبب العديد من الأعراض والأخطار التي لم تكن مُتوقعة حيث انّه يؤدي إلى ظهور بثور وعلامات غريبة على الجلد، إلى جانب إحمرار أو تهيُّج في العينين.
هذا وقد يُنصح بضرورة اتباع إجراءات السلامة وأخذ الحيطة والحذر عند التعامل مع هذا العنصر أو مركباته خوفاً من الإصابة بالتسمم أو الإختناق.
