HAFNİYUM ELEMENTİ

 

    HAFNİYUM ELEMENTİ; Atom numarası 72, atom ağırlığı 178,49 olan, az rastlanır bir elementtir. Sembolü Hf’dir. Hafniyum elementi 1923 yılında Dirk Coster ve Georg von Hevest tarafından Danimarka’da keşfedilmiştir. Adını Kopenhag şehrinin Latince karşılığı olan Hafnia’dan alır. 1921 yılında Neils Bohr, zirkonyum cevherindeki eksik elementi aramak için Macar kimyager George Charles de Hevesy’e teklif götürdü. Bohr’un teorisine göre yeni element zirkonyumla birlikte bulunuyordu, özellikleri bakımından zirkonyumla ilişkili olmalıydı. Bohr’un tavsiyesi üzerine Macar kimyager Hevesy ve Hollandalı fizikçi Dirk Coster zirkonyum mineralinde çalışmaya başladı.

 

  

    Coster ve Hevesy, zirkonyum cevheri numunesindeki atomların dış elektron düzenini incelemek için X ışını spektroskopisi olarak bilinen bir yöntem kullandı. Bu yöntemle elde edilen veriler, daha önce tahmin edilen 72 numaralı “eksik elementin” özellikleri ile eşleşti. 1925 yılında Anton Eduard van Arkel ve Jan Hendrik de Boer, hafniyum teraiyodid buharını ısıtılmış bir tungsten filaman üzerine geçirerek (Kroll yöntemi) metalik hafniyum elde eden ilk kimyagerler oldu. 1869 yılında, titanyum ve zirkonyumdan daha ağır; ancak benzer özellikler gösteren bir elementin varlığı öngörüldü. 1911 yılında Georges Urbain, nadir toprak elementi olarak keşfettiği lutesyumun, 1869 yılında tahmin edilen “72” numaralı element olduğunu öne sürdü. Bu elementi de “celtium” olarak adlandırdı. Ancak 3 yıl sonra bu elementin keşfedilen nadir toprak elementlerinin (lantanitler) bir parçası olduğu ortaya çıktı. Hafniyum, zirkonyumla birçok bakımdan benzerlik gösteren kullanışlı bir metaldir. Zirkonyumla aynı minerallerde bulunurlar ve ayrıştırılmaları çok güçtür. Toz hâldeki hafniyumun su ile tepkimeye girmesi sonucu yanıcı bir gaz olan hidrojen gazı açığa çıkar.

    Hafniyumun en önemli özelliği, yüksek termal nötron yakalama kesitidir. Bazı hafniyum izotoplarının çekirdeklerin her biri iki veya daha fazla nötron absorbe edebilir. Parlak, gümüşi renkte bir metaldir. Hafniyumun en büyük kullanımı jet motorlarıdır. Jet motorlarının ateşleme bölümündeki türbin fanlarında karışım toplayıcı olarak kullanılır. Motor verimini ve yüksek sıcaklık sürtünme dayanımını düzenler. İkinci büyük kullanım alanı ise, nükleer reaktör kontrol çubuklarıdır. Sıcak su aşınma dayanımı çok yüksektir ve kolay tel haline getirilebilir. Termal nötron absorbsiyon kesiti de büyük olduğu için reaktör kontrol çubukları için çok ideal bir elementtir. Hafniyum karbür bileşiği, 3890 derecede erir. Bu değer, iki elementli bileşikler arasındaki en yüksek erime noktası değeridir. Hafniyum nitrit bileşiğinin erime noktası ise 3305 derecedir. Yüksek sıcaklıklarda oksijen, azot, karbon, bor, silisyum ve kükürt ile reaksiyona girer. Doğada az rastlanan elementlerdendir. Yerkabuğunda ağırlığına göre milyonda 3,3 oranında bulunduğu tahmin ediliyor. Güneş atmosferinde de hafniyum buharı tespit edilmiştir. Doğada serbest olarak bulunmaz. Hafniyum rezervleri bakımından zengin ülkeler şunlardır; Brezilya, Malavi, Avustralya, Batı Afrika, Hindistan, ABD. Türkiye’de bazı sahil kumlarında zirkon mineralleri bulunur; ancak ülkemizde ekonomik bulunmadığı için zirkonyum ve hafniyum madenciliği yapılmamaktadır.

Kaynak tarama: https://tr.m.wikipedia.org/wiki/Hafniyum, https://bilimgenc.tubitak.gov.tr/periyodik-tablo/hafniyum, https://www.makaleler.com/amp/hafniyum-nedir

Hazırlayan: Kılıçoğlu Anadolu Lisesi öğrencisi: Azra Nur – EKAL