Hafnium compounds
হাফনিয়াম যৌগগুলি হাফনিয়াম (এইচএফ) উপাদান ধারণকারী যৌগ। ল্যান্থানাইড সংকোচনের কারণে হাফনিয়াম (IV)-এর আয়নিক ব্যাসার্ধ জিরকোনিয়াম (IV)-এর প্রায় সমান। ফলস্বরূপ, হাফনিয়াম (IV) এবং জিরকোনিয়াম (IV)-এর যৌগের রাসায়নিক এবং ভৌত বৈশিষ্ট্য খুব মিল রয়েছে। হাফনিয়াম এবং জিরকোনিয়াম প্রকৃতিতে একসঙ্গে ঘটতে থাকে এবং তাদের আয়নিক ব্যাসার্ধের সাদৃশ্য তাদের রাসায়নিক পৃথকীকরণকে বরং কঠিন করে তোলে। হাফনিয়াম + 4-এর জারণ অবস্থায় অজৈব যৌগ গঠন করে। হ্যালোজেনগুলি এর সাথে বিক্রিয়া করে হাফনিয়াম টেট্রাহালাইড গঠন করে। উচ্চ তাপমাত্রায় হাফনিয়াম অক্সিজেন, নাইট্রোজেন, কার্বন, বোরন, সালফার এবং সিলিকনের সাথে বিক্রিয়া করে। নিম্ন জারণ অবস্থায় হাফনিয়ামের কিছু যৌগ জানা যায়। হ্যালাইডস হাফনিয়াম (IV) ফ্লোরাইড (HfF4) হল একটি সাদা স্ফটিকাকার গুঁড়ো। এর একটি মনোক্লিনিক স্ফটিক কাঠামো রয়েছে, যার স্পেস গ্রুপ C2/c (No.15), এবং ল্যাটিস ধ্রুবক a = 1.17 nm, b = 0.986 nm এবং c = 0.764 nm। হাফনিয়াম (IV) ক্লোরাইড (HfCl4) একটি সাদা স্ফটিকাকার গুঁড়ো, যার একটি মনোক্লিনিক কাঠামো রয়েছে। এটি বিভিন্ন উপায়ে প্রস্তুত করা যেতে পারেঃ 450 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে কার্বন টেট্রাক্লোরাইড এবং হাফনিয়াম অক্সাইডের বিক্রিয়া দ্বারা; ক্লোরিন গ্যাস বা সালফার মনোক্লোরাইড ব্যবহার করে 600 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে এইচএফও2 এবং কার্বনের মিশ্রণের এইচএফও2 + 2 সিসিএল4 + 2 সিওসিএল2 ক্লোরিনেশনঃ এইচএফও2 + 2 সিএল2 + সি → এইচএফসিএল4 + সিও2 250 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে হাফনিয়াম কার্বাইডের ক্লোরিনেশন। হাফনিয়াম (IV) ব্রোমাইড (এইচ. এফ. বি. আর. 4) একটি বর্ণহীন, ডায়াম্যাগনেটিক আর্দ্রতা সংবেদনশীল কঠিন পদার্থ যা ভ্যাকুয়ামে জমা হয়। এটি হাফনিয়াম টেট্রাক্লোরাইডের পলিমারিক প্রকৃতির বিপরীতে টেট্রাহেড্রাল এইচএফ কেন্দ্রগুলির বৈশিষ্ট্যযুক্ত জিরকোনিয়াম টেট্রাব্রোমাইডের অনুরূপ একটি কাঠামো গ্রহণ করে। হাফনিয়াম (IV) আয়োডাইড (এইচ. এফ. আই. 4) একটি লাল-কমলা, আর্দ্রতা সংবেদনশীল, নমনীয় কঠিন পদার্থ যা অতিরিক্ত আয়োডিনের সাথে হাফনিয়ামের মিশ্রণকে গরম করে তৈরি করা হয়। এটি হাফনিয়াম ধাতু উৎপাদনের জন্য স্ফটিক বার প্রক্রিয়ার একটি মধ্যবর্তী। এই যৌগে হাফনিয়াম কেন্দ্রগুলি অষ্টতল সমন্বয় জ্যামিতি গ্রহণ করে। বেশিরভাগ বাইনারি ধাতব হ্যালাইডের মতো, যৌগটি একটি পলিমারিক। এটি এক-মাত্রিক পলিমার যা প্রান্ত-ভাগ করা বায়োক্টেহেড্রাল এইচএফ2আই8 সাবইউনিটের চেইন নিয়ে গঠিত, যা এইচএফসিএল4 দ্বারা গৃহীত মোটিফের অনুরূপ। নন-ব্রিজিং আয়োডাইড লিগ্যান্ডগুলির ব্রিজিং আয়োডাইড লিগ্যান্ডগুলির তুলনায় এইচএফ-এর সাথে ছোট বন্ধন থাকে। হাফনিয়াম (IV) ক্লোরাইড এবং হাফনিয়াম (IV) আয়োডাইডের হাফনিয়াম ধাতু উৎপাদন ও পরিশোধন করার ক্ষেত্রে কিছু প্রয়োগ রয়েছে। এগুলি পলিমারিক কাঠামো সহ উদ্বায়ী কঠিন পদার্থ। এই টেট্রাক্লোরাইডগুলি হাফনোসিন ডাইক্লোরাইড এবং টেট্রাবেনজাইলহাফনিয়ামের মতো বিভিন্ন অর্গানোহাফনিয়াম যৌগের অগ্রদূত। হাফনিয়াম নিম্ন হ্যালাইড যেমন হাফনিয়াম (III) আয়োডাইড গঠন করে। হাফনিয়াম ট্রাইহ্যালাইডগুলি দৃঢ়ভাবে হ্রাসকারী যৌগ এবং এর কোনও জলীয় রসায়ন নেই। অক্সাইড সাদা হাফনিয়াম (IV) অক্সাইড (HfO2), যা হাফনিয়াম ডাই অক্সাইড বা হাফনিয়া নামেও পরিচিত, যার গলনাঙ্ক 2,812 ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং স্ফুটনাঙ্ক প্রায় 5,100 ডিগ্রি সেলসিয়াস, জিরকোনিয়ার সাথে খুব মিল, তবে কিছুটা বেশি ক্ষারীয়। এটি একটি বৈদ্যুতিক অন্তরক যার ব্যান্ড ফাঁক 5.3-5.7 ই. ভি। হাফনিয়াম (IV) অক্সাইড সাধারণত জিরকোনিয়া (ZrO2)-এর মতো একই কাঠামো গ্রহণ করে। টিআইও2-এর বিপরীতে, যা সমস্ত পর্যায়ে ছয়-সমন্বিত টিআই বৈশিষ্ট্যযুক্ত, জিরকোনিয়া এবং হাফনিয়া সাত-সমন্বিত ধাতু কেন্দ্র নিয়ে গঠিত। ক্যুবিক ফ্লোরাইট (এফ. এম. এম), টেট্রাগোনাল (পি42/এন. এম. সি), মনোক্লিনিক (পি21/সি) এবং অর্থোরম্বিক (পি. বি. সি. এ এবং পি. এন. এম. এ) সহ বিভিন্ন স্ফটিকাকার পর্যায় পরীক্ষামূলকভাবে পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে। এটিও জানা যায় যে হাফনিয়া চাপ এবং তাপমাত্রার বিস্তৃত পরিসরে আরও দুটি অর্থোরম্বিক মেটাস্টেবল পর্যায় (স্পেস গ্রুপ পিসিএ21 এবং পি. এম. এন21) গ্রহণ করতে পারে, সম্ভবত হাফনিয়ার পাতলা ফিল্মগুলিতে দেখা ফেরোইলেক্ট্রিসিটির উৎস। পারমাণবিক স্তর জমা দ্বারা জমা হওয়া হাফনিয়াম অক্সাইডের পাতলা ফিল্মগুলি সাধারণত স্ফটিকাকার হয়। যেহেতু অর্ধপরিবাহী যন্ত্রগুলি নিরাকার ফিল্ম উপস্থিত থাকার ফলে উপকৃত হয়, তাই গবেষকরা অ্যালুমিনিয়াম বা সিলিকন (হাফনিয়াম সিলিকেট গঠন) এর সাথে হাফনিয়াম অক্সাইডকে মিশ্রিত করেছেন, যার হাফনিয়াম অক্সাইডের তুলনায় উচ্চতর স্ফটিকীকরণ তাপমাত্রা রয়েছে। অন্যান্য যৌগ হাফনিয়াম ডাইবরাইড অতি-উচ্চ তাপমাত্রার সিরামিক শ্রেণীর অন্তর্গত, হাফনিয়াম এবং বোরন দ্বারা গঠিত এক ধরনের অবাধ্য সিরামিক। এর গলিত তাপমাত্রা প্রায় 3250 ডিগ্রি সেলসিয়াস। এটি একটি অস্বাভাবিক সিরামিক, তুলনামূলকভাবে উচ্চ তাপীয় এবং বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা রয়েছে, এটি আইসোস্ট্রাকচারাল টাইটানিয়াম ডাইবরাইড এবং জিরকোনিয়াম ডাইবরাইডের সাথে ভাগ করে নেয়। গোলাপ-সদৃশ অঙ্গসংস্থানের সঙ্গে এইচএফবি2-এর ন্যানোক্রিস্টালগুলি আর্গন প্রবাহের অধীনে এইচএফও2 এবং এনএবিএইচ4-এর সংমিশ্রণে 700-900 ডিগ্রি সেলসিয়াসে প্রাপ্ত হয়েছিলঃ এইচএফও2 + 3এনএবিএইচ4 → এইচএফবি2 + 2এনএ (জি, এল) + এনএবিও2 + 6এইচ2 (জি) হাফনিয়াম কার্বাইড হল সর্বাধিক অবাধ্য বাইনারি যৌগ, যার গলনাঙ্ক 3,890 ডিগ্রি সেলসিয়াসের বেশি, এবং হাফনিয়াম নাইট্রাইড হল সমস্ত পরিচিত ধাতব নাইট্রাইডের মধ্যে সর্বাধিক অবাধ্য, যার গলনাঙ্ক 3,310 ডিগ্রি সেলসিয়াস। এর ফলে প্রস্তাব করা হয়েছে যে হাফনিয়াম বা এর কার্বাইডগুলি খুব উচ্চ তাপমাত্রার সাপেক্ষে নির্মাণ সামগ্রী হিসাবে কার্যকর হতে পারে। মিশ্র কার্বাইড ট্যানটালাম হাফনিয়াম কার্বাইড () বর্তমানে পরিচিত যে কোনও যৌগের সর্বোচ্চ গলনাঙ্ক ধারণ করে। সাম্প্রতিক সুপারকম্পিউটার সিমুলেশনগুলি 4,400 কে গলনাঙ্ক সহ একটি হাফনিয়াম খাদ নির্দেশ করে। হাফনিয়াম সিলিকেট (এইচএফএসআইও 4) হাফনিয়ামের একটি সিলিকেট, এবং এটি একটি টেট্রাগোনাল স্ফটিক। পারমাণবিক স্তর জমা, রাসায়নিক বাষ্প জমা বা এম. ও. সি. ভি. ডি দ্বারা উত্থিত হাফনিয়াম সিলিকেট এবং জিরকোনিয়াম সিলিকেটের পাতলা ফিল্মগুলি আধুনিক অর্ধপরিবাহী যন্ত্রগুলিতে সিলিকন ডাই অক্সাইডের প্রতিস্থাপন হিসাবে উচ্চ-কে ডাইলেক্ট্রিক হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। হাফনিয়াম (IV) নাইট্রেট (Hf (NO3) 4) হল হাফনিয়ামের (IV) নাইট্রেট। হাফনিয়াম টেট্রাক্লোরাইড এবং ডাইনাইট্রোজেন পেন্টক্সাইডের বিক্রিয়া দ্বারা এটি প্রস্তুত করা যেতে পারে। হাফনিয়াম ডাইসালফাইড হল একটি স্তরযুক্ত ডাইচালকোজেনাইড যার রাসায়নিক সূত্র এইচ. এফ. এস2। এই উপাদানটির কয়েকটি পারমাণবিক স্তর স্ট্যান্ডার্ড স্কচ টেপ কৌশল ব্যবহার করে এক্সফোলিয়েট করা যেতে পারে (গ্রাফিন দেখুন) এবং একটি ফিল্ড-এফেক্ট ট্রানজিস্টর তৈরির জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। এইচ. এফ. এস. 2-এর উচ্চ ফলন সংশ্লেষণ তরল পর্যায় এক্সফোলিয়েশন ব্যবহার করে প্রদর্শিত হয়েছে, যার ফলে স্থিতিশীল কয়েকটি স্তরের এইচ. এফ. এস. 2 টুকরো তৈরি হয়। 500-1300 ডিগ্রি সেলসিয়াসে হাইড্রোজেন সালফাইড এবং হাফনিয়াম অক্সাইড বিক্রিয়া করে হাফনিয়াম ডাইসালফাইড গুঁড়ো তৈরি করা যেতে পারে। আরও দেখুন টাইটানিয়াম যৌগ জিরকোনিয়াম যৌগ লুটেশিয়াম যৌগ ট্যানটালাম যৌগ ল্যান্থানাইড সংকোচন তথ্যসূত্র রাসায়নিক যৌগগুলিকে উপাদান দ্বারা যৌগিক করে