Det periodiske system›Grundstoffer›Hafnium

Grundstof · referenceark

72Hf

Hafnium

Hafnium (Hf) er grundstof 72, et overgangsmetal i gruppe 4, periode 6 og d-blokken. Elektronkonfigurationen [Xe] 4f14 5d2 6s2 hjælper med at forklare binding og reaktivitet; referencetilstanden ved stuetemperatur er fast stof.

Atomnummer72

Standardatomvægt178.486(6)

Gruppe4

Periode6

Blokd

Elektronkonfiguration[Xe] 4f14 5d2 6s2

Elektronstruktur

Hvad styrer kemien?

I overgangsmetaller ligger energierne for d- og s-elektroner tæt. Det gør flere oxidationstrin, komplekse ioner, magnetiske egenskaber og katalytisk aktivitet mulige.

For hafnium skal konfigurationen [Xe] 4f14 5d2 6s2 læses sammen med oxidationstrinnet. Når elektroner fjernes eller deles, ændres d-orbitalernes besættelse, hvilket kan påvirke farve, magnetisme, binding og reaktivitet.

Kemiske former

Forbindelser, ioner og materialer

Vigtige former er metallet og dets legeringer, oxider, halogenider og koordinationsforbindelser. Flere oxidationstrin er mulige, fordi s- og d-elektroner ligger tæt i energi; ligander kan påvirke farve, magnetisme og reaktivitet.

Fysisk adfærd

Tilstand og faseændringer

Referencetilstanden ved stuetemperatur er fast stof. Den angivne massefylde er 13.31 g/cm³. Smeltepunktet er angivet til 2 504 K (2 231 °C). Kogepunktet er angivet til 4 876 K (4 603 °C). Tryk, renhed, allotropi og krystalstruktur kan forskyde målte fysiske værdier.

Forekomst og anvendelser

Hvor hafnium findes og bruges

I praksis møder man hafnium blandt andet i sammenhænge som reaktorkontrol, mikroelektronik og legeringer.

I praksis

Konkrete anvendelser

Reaktorkontrol

Hafnium spiller en rolle i reaktorkontrol. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Mikroelektronik

Hafnium spiller en rolle i mikroelektronik. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Legeringer

Hafnium spiller en rolle i legeringer. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Placering i det periodiske system

Hvad naboelementerne fortæller

Hafnium ligger i periode 6, gruppe 4 og d-blokken. Det viste nabolag omfatter blandt andet Yttrium, Zirconium, Niobium, Tantal. Sammenligning med disse grundstoffer gør det lettere at følge tendenser i atomstørrelse, ioniseringsenergi, elektronegativitet og binding.

Referencedata

Fysiske og atomare egenskaber

Klassifikationovergangsmetal

Tilstand ved stuetemperaturfast stof

Elektronskaller2 · 8 · 18 · 32 · 10 · 2

Massefylde13.31 g/cm³

Smeltepunkt2 504 K (2 231 °C)

Kogepunkt4 876 K (4 603 °C)

Pauling-elektronegativitet1.3

Første ioniseringsenergi658.5 kJ/mol

Elektronaffinitet17.18 kJ/mol

Værdierne beskriver grundstoffet eller det neutrale atom, hvor det er relevant. Fysiske data kan afhænge af allotropi, tryk, renhed og målebetingelser.

Historie

Opdagelse og identifikation

Opdagelsen af hafnium forbindes i denne historiske registrering med Dirk Coster. Anerkendelse som grundstof, isolering af en ren prøve og den senere definition via atomnummer skete ikke nødvendigvis samtidig.

Isotoper

Hvordan isotopsammensætningen ændrer tallene

Standardatomvægten er 178.486(6). Værdien beskriver den naturlige isotopsammensætning i terrestrisk materiale og er ikke massen af ét bestemt atom.

Hafnium har mindst én stabil isotop. Isotoper har samme antal protoner og er derfor samme grundstof, men de har forskelligt antal neutroner og forskellig atommasse.

Sikkerhed

Håndtering og eksponering

Risikoen ved hafnium afhænger af kemisk form, dosis og eksponeringsvej. Grundstoffet, dets ioner og dets forbindelser kan have meget forskellige biologiske og miljømæssige virkninger; sikkerhedsdata skal derfor vurderes for det konkrete stof.