التحكم النووي
تمتص بعض نظائر هافنيوم النيوترونات بقوة، ولذلك تفيد في مواد التحكم في المفاعلات النووية.
Mendeleev
الجدول الدوري
جميع العناصر
العربيةAR⌄
اللغات
EnglishENFrançaisFRDeutschDEEspañolESItalianoITPortuguêsPTNederlandsNLPolskiPLSvenskaSVČeštinaCSDanskDANorskNOSuomiFITürkçeTRРусскийRUУкраїнськаUK中文ZH日本語JAБългарскиBGCatalàCAΕλληνικάELEestiETHrvatskiHRMagyarHULëtzebuergeschLBLietuviųLTLatviešuLVRomânăROSlovenčinaSKSlovenščinaSLСрпскиSR한국어KOTiếng ViệtVIBahasa IndonesiaIDBahasa MelayuMSالعربيةARहिन्दीHIไทยTHעבריתHEÍslenskaIS
عنصر كيميائي · صفحة مرجعية
72Hf
هافنيوم
هافنيوم عنصر كيميائي عدده الذري 72 ورمزه Hf. يقع في الدورة 6، المجموعة 4 ضمن القطاع d. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب، وتوزيعه الإلكتروني [Xe] 4f14 5d2 6s2.
العدد الذري72
الكتلة الذرية القياسية178.486(6)
المجموعة4
الدورة6
القطاعd
التوزيع الإلكتروني[Xe] 4f14 5d2 6s2
البنية الإلكترونية
ما الذي يتحكم في كيميائه؟
يؤثر امتلاء تحت المستوى d مباشرة في كيمياء هافنيوم. تقارب طاقات إلكترونات s وd في الفلزات الانتقالية يسمح بعدة حالات أكسدة وتكوين معقدات تناسقية ونشاط حفزي متنوع.
التوزيع الإلكتروني لـهافنيوم هو [Xe] 4f14 5d2 6s2. عند فقد الإلكترونات أو إعادة ترتيبها في المركبات يتغير إشغال مدارات d، وهو ما ينعكس على اللون والمغناطيسية ونوع الروابط والتفاعلية.
الأشكال الكيميائية
المركبات والأيونات والمواد
تشمل الأشكال الكيميائية المهمة لـهافنيوم الفلز والسبائك والأكاسيد والهاليدات والمعقدات التناسقية. تقارب طاقات إلكترونات s وd يسمح بعدة حالات أكسدة، ويمكن للربيطات أن تغير اللون والمغناطيسية والتفاعلية بوضوح.
السلوك الفيزيائي
الحالة وتحولات الطور
الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب. الكثافة المدرجة هي 13.31 g/cm³. نقطة الانصهار هي 2 506 K (2 233 °C). نقطة الغليان هي 4 876 K (4 603 °C). يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.
الوجود والاستخدامات
أين يوجد هافنيوم وكيف يُستخدم؟
عملياً يظهر هافنيوم في تطبيقات مرتبطة بـالتحكم النووي، إلكترونيات دقيقة وسبائك. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.
عملياً
أمثلة على استخدامات حقيقية
إلكترونيات دقيقة
يُستخدم هافنيوم في الأغشية الرقيقة وبوابات الترانزستورات والوصلات وعمليات تصنيع أشباه الموصلات على مقاييس دقيقة جداً.
سبائك
يُضاف هافنيوم إلى الفلزات أو السبائك لتعديل القوة ومقاومة التآكل وسلوك الانصهار أو الأداء عند درجات الحرارة المرتفعة.
الموقع الدوري
ماذا تخبرنا العناصر المجاورة؟
يقع هافنيوم في الدورة 6 والمجموعة 4. العناصر المجاورة المعروضة هي: إيتريوم؛ زركونيوم؛ نيوبيوم؛ تانتالوم؛ رذرفورديوم؛ دوبنيوم. يسمح هذا الموقع بمقارنة حجم الذرة وطاقة التأين وحالات الأكسدة واتجاهات الروابط مباشرة مع العناصر القريبة في الجدول الدوري.
بيانات مرجعية
الخواص الفيزيائية والذرية
التصنيففلز انتقالي
الحالة عند درجة حرارة الغرفةصلب
الأغلفة الإلكترونية2 · 8 · 18 · 32 · 10 · 2
الكثافة13.31 g/cm³
نقطة الانصهار2 504 K (2 231 °C)
نقطة الغليان4 876 K (4 603 °C)
الكهرسلبية على مقياس باولنغ1.3
طاقة التأين الأولى658.5 kJ/mol
الألفة الإلكترونية17.18 kJ/mol
تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.
التاريخ
الاكتشاف والتعرّف
يرتبط اكتشاف هافنيوم بأعمال ديرك كوستر. ولم تحدث الملاحظة الأولى والعزل النقي وتحديد العدد الذري الحديث بالضرورة في الوقت نفسه، لذلك يتكون تاريخ العنصر من عدة مراحل متتابعة.
النظائر والكتلة الذرية
كيف يغير تركيب النظائر القيم؟
الكتلة الذرية القياسية المدرجة لـهافنيوم هي 178.486(6). تمثل هذه القيمة تركيب النظائر في المواد الطبيعية على الأرض، لا كتلة ذرة واحدة بعينها.
لـهافنيوم نظير مستقر واحد على الأقل. تمتلك جميع النظائر العدد نفسه من البروتونات، لكنها تختلف في عدد النيوترونات وبالتالي في الكتلة الذرية.
السلامة
المناولة والتعرض
تعتمد مخاطر هافنيوم على الصورة الكيميائية والجرعة وطريق التعرض. قد تختلف التأثيرات الحيوية والبيئية للعنصر الحر وأيوناته ومركباته اختلافاً كبيراً، ولذلك يجب الرجوع إلى بيانات سلامة المادة المحددة.