Χημικό στοιχείο · σελίδα αναφοράς

72Hf

Χάφνιο

Το στοιχείο «Χάφνιο» έχει ατομικό αριθμό 72 και σύμβολο Hf. Βρίσκεται στην περίοδο 6, στην ομάδα 4 και στον τομέα d. Σε θερμοκρασία δωματίου η κατάσταση αναφοράς είναι στερεό. Η ηλεκτρονιακή του διαμόρφωση είναι [Xe] 4f14 5d2 6s2.

Ατομικός αριθμός72

Σχετική ατομική μάζα178.486(6)

Ομάδα4

Περίοδος6

Τομέαςd

Ηλεκτρονιακή διαμόρφωση[Xe] 4f14 5d2 6s2

Ηλεκτρονιακή δομή

Τι καθορίζει τη χημεία του

Το στοιχείο «Χάφνιο» ανήκει στα στοιχεία του d-τομέα. Τα ηλεκτρόνια d και s έχουν κοντινές ενέργειες, γι’ αυτό είναι δυνατές διαφορετικές βαθμίδες οξείδωσης και ποικιλία ενώσεων συναρμογής.

Η ηλεκτρονιακή διαμόρφωση [Xe] 4f14 5d2 6s2 πρέπει να εξετάζεται μαζί με τη βαθμίδα οξείδωσης. Όταν αφαιρούνται ηλεκτρόνια, αλλάζουν η κατοχή των τροχιακών d, το χρώμα, ο μαγνητισμός και η χημική δραστικότητα.

Χημικές μορφές

Ενώσεις, ιόντα και υλικά

Το στοιχείο «Χάφνιο» σχηματίζει ενώσεις των οποίων οι ιδιότητες εξαρτώνται από τη βαθμίδα οξείδωσης και τον τύπο δεσμού. Ανάλογα με τη θέση του στον περιοδικό πίνακα, σημαντικές οικογένειες μπορεί να είναι οξείδια, αλογονίδια, υδρίδια, άλατα ή ενώσεις συναρμογής.

Φυσική συμπεριφορά

Κατάσταση και αλλαγές φάσης

Σε θερμοκρασία δωματίου η κατάσταση αναφοράς είναι στερεό. Η αναφερόμενη πυκνότητα είναι 13.31 g/cm³. Το σημείο τήξης είναι 2 504 K (2 231 °C). Το σημείο βρασμού είναι 4 876 K (4 603 °C). Η πίεση, η καθαρότητα και η κρυσταλλική δομή μπορούν να μεταβάλουν τις μετρούμενες φυσικές τιμές.

Παρουσία και εφαρμογές

Παρουσία και χρήσεις: Χάφνιο

Στη Γη, το στοιχείο «Χάφνιο» απαντά σε ορυκτά, ενώσεις ή στοιχειακή μορφή ανάλογα με τη χημική του δραστικότητα και το γεωχημικό περιβάλλον. Στην πράξη, σημαντικές εφαρμογές που παρουσιάζονται εδώ είναι Πυρηνικός έλεγχος, Μικροηλεκτρονική και Κράματα.

Στην πράξη

Παραδείγματα πραγματικών χρήσεων

Πυρηνικός έλεγχος

Το στοιχείο «Χάφνιο» χρησιμοποιείται σε εφαρμογές που σχετίζονται με «Πυρηνικός έλεγχος», όταν οι φυσικές ή χημικές ιδιότητές του προσφέρουν το κατάλληλο πλεονέκτημα.

Μικροηλεκτρονική

Το στοιχείο «Χάφνιο» χρησιμοποιείται σε εφαρμογές που σχετίζονται με «Μικροηλεκτρονική», όταν οι φυσικές ή χημικές ιδιότητές του προσφέρουν το κατάλληλο πλεονέκτημα.

Κράματα

Το στοιχείο «Χάφνιο» χρησιμοποιείται σε εφαρμογές που σχετίζονται με «Κράματα», όταν οι φυσικές ή χημικές ιδιότητές του προσφέρουν το κατάλληλο πλεονέκτημα.

Θέση στον περιοδικό πίνακα

Τι δείχνουν τα γειτονικά στοιχεία

Το στοιχείο «Χάφνιο» βρίσκεται στην περίοδο 6 και στην ομάδα 4. Η σύγκριση με τα πραγματικά γειτονικά στοιχεία του πίνακα βοηθά να εξεταστούν τάσεις όπως το ατομικό μέγεθος, η ενέργεια ιοντισμού, η ηλεκτραρνητικότητα και ο χαρακτήρας των χημικών δεσμών.

Δεδομένα αναφοράς

Φυσικές και ατομικές ιδιότητες

Κατηγορίαμέταλλο μετάπτωσης

Κατάσταση σε θερμοκρασία δωματίουΣτερεό

Ηλεκτρονιακές στιβάδες2 · 8 · 18 · 32 · 10 · 2

Πυκνότητα13.31 g/cm³

Σημείο τήξης2 504 K (2 231 °C)

Σημείο βρασμού4 876 K (4 603 °C)

Ηλεκτραρνητικότητα Pauling1.3

Πρώτη ενέργεια ιοντισμού658.5 kJ/mol

Ηλεκτρονική συγγένεια17.18 kJ/mol

Οι τιμές αφορούν το στοιχείο ή το ουδέτερο άτομο, όπου αυτό εφαρμόζεται. Τα φυσικά δεδομένα μπορεί να εξαρτώνται από το αλλότροπο, την πίεση και τις συνθήκες μέτρησης.

Ιστορία

Ανακάλυψη και ταυτοποίηση

Η ανακάλυψη του στοιχείου «Χάφνιο» συνδέεται με Dirk Coster. Η αναγνώριση του στοιχείου, η απομόνωση καθαρού δείγματος και η απόδοση του σύγχρονου ατομικού αριθμού δεν συνέβησαν απαραίτητα την ίδια στιγμή.

Ισότοπα και ατομική μάζα

Πώς η ισοτοπική σύσταση αλλάζει τις τιμές

Η σχετική ατομική μάζα αναφοράς είναι 178.486(6). Η τιμή αφορά τη συνήθη ισοτοπική σύσταση φυσικού γήινου υλικού και όχι τη μάζα ενός συγκεκριμένου ατόμου.

Το στοιχείο «Χάφνιο» έχει τουλάχιστον ένα σταθερό ισότοπο. Τα ισότοπα έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων, άρα την ίδια στοιχειακή ταυτότητα, αλλά διαφορετικό αριθμό νετρονίων και διαφορετικές ατομικές μάζες.

Ασφάλεια

Χειρισμός και έκθεση

Οι κίνδυνοι που σχετίζονται με το στοιχείο «Χάφνιο» εξαρτώνται από τη χημική μορφή, τη δόση και την οδό έκθεσης. Το καθαρό στοιχείο, τα ιόντα και οι ενώσεις του μπορεί να έχουν πολύ διαφορετικές βιολογικές και περιβαλλοντικές επιδράσεις, γι’ αυτό πρέπει να χρησιμοποιούνται τα δεδομένα ασφαλείας της συγκεκριμένης ουσίας.