¿Cómo se descubrió el hafnio?
Hafnio. Es un nombre extraño para un elemento, ¿no crees? Antes de profundizar en su nombre, vale la pena señalar que el hafnio (abreviado Hf) es un elemento metálico plateado en la tabla periódica con 72 protones en su núcleo. Es dúctil (flexible), no se corroe fácilmente y, por lo general, no se ve afectado por los ácidos.
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De vuelta al nombre. Lo crea o no, la palabra hafnium (pronunciada media neeem) es una palabra latina que significa ‘Copenhague’. ¿Y por qué Copenhague? Bueno, el hafnio fue descubierto en la Universidad de Copenhague en 1923.
Antes de su descubrimiento, los científicos sabían que existía porque había un lugar vacío en la tabla periódica donde debería ir. Sin embargo, nadie pudo encontrar el elemento faltante.
Pero en 1923, Dirk Coster, un físico holandés, y George Charles von Hevesy, un radioquímico húngaro, desenterraron hafnio en un mineral de circón de Noruega. Utilizaron una técnica que se había hecho popular a principios del siglo XX llamada análisis de difracción de rayos X. Coster y von Hevesy dispararon electrones al hafnio, y una vez que los electrones chocaron con el hafnio, los electrones emitieron un rayo X que era diferente a cualquiera de los rayos X así observados. ¡Viola! Deben tener un nuevo elemento en sus manos.
Ha sido difícil para los científicos encontrar hafnio porque se encuentra con circonio en el mineral de circonio. Los dos metales son casi idénticos y los científicos acababan de asumir que era circonio.
Usos
Ahora que sabe un poco sobre el hafnio, veamos algunos de sus usos. El hafnio se combina con otros elementos para producir compuestos que pueden soportar temperaturas extremas. Dato curioso: el carburo de hafnio (hafnio combinado con carbono) tiene el punto de fusión más alto de dos elementos (3.890 grados C, o alrededor de 7.000 grados F); ¡Puedes ver por qué se usa en lugares que hacen mucho calor!
La combinación de hafnio con niobio produce un compuesto que resiste el calor extremo, por lo que ese compuesto se ve en los motores de cohetes. Otros compuestos se utilizan en hornos y hornos.
Sin embargo, la mayor parte del hafnio producido se destina a la fabricación de barras para reactores nucleares llamadas barras de control. En un reactor nuclear, el uranio es impactado por un neutrón; cuando esto ocurre, el núcleo de uranio se rompe en dos núcleos, se libera energía y se liberan más neutrones. Los neutrones liberados chocan contra otro átomo de uranio y, por lo tanto, se produce una reacción en cadena. El hafnio es excelente para absorber neutrones, y las barras de control de hafnio ayudan a controlar la cantidad de neutrones liberados, evitando así que la reacción en cadena se salga de control y cree una bomba nuclear dentro del reactor (obviamente eso sería malo).
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Otro uso sorprendente es en microprocesadores. Estas son partes importantes de computadoras, tabletas, teléfonos celulares y otros dispositivos electrónicos. A medida que la tecnología mejora, estos procesadores deben volverse más pequeños Y más efectivos, dos cosas que parecen difíciles de lograr.
Dentro de los microprocesadores se encuentran los transistores, que se encargan de regular la potencia a través de la electrónica. El área donde se regula el voltaje se llama puerta. Estas puertas deben estar aisladas, y el dióxido de silicio ha sido históricamente el aislante preferido.
A medida que el microprocesador se vuelve más pequeño, la capa aislante también se ha adelgazado. Actualmente, un laboratorio en los Países Bajos está tratando de fabricar transistores de 32 a 22 nanómetros. Para poner eso en perspectiva, alrededor de 6 millones de transistores de 22 nanómetros cabrían en uno de los puntos al final de una oración. A medida que se reduce el espesor del dióxido de silicio, se vuelve menos eficaz y, finalmente, no funciona en absoluto. ¿Entonces lo que hay que hacer? Los investigadores están usando óxido de hafnio en lugar de silicio porque puede aislar mejor que el silicio cuando está en una capa delgada.
Resumen de la lección
Dejando a un lado el nombre tonto, el hafnio tiene algunos usos realmente importantes. Recuerde, el hafnio es un metal plateado en la tabla periódica con 72 protones. Es dúctil, resistente a la corrosión y no se ve afectado por la mayoría de los ácidos. Repasemos algunos de los usos de este metal.
- La combinación de hafnio con otros elementos produce compuestos que pueden resistir el calor extremo, por lo que a menudo se utiliza en hornos, hornos y motores de cohetes.
- Su uso principal es en reactores nucleares, ya que absorbe neutrones adicionales y evita que la fisión del uranio se salga de control.
- Recientemente, se ha utilizado en microprocesadores ya que puede aislar transistores en capas mucho más delgadas que el silicio.
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