Control nuclear
El hafnio se utiliza en materiales de control nuclear cuando su capacidad para absorber neutrones es útil.
Mendeleev
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Elemento químico · ficha de referencia
72Hf
Hafnio
El hafnio es el elemento 72 (Hf), situado en el período 6, grupo 4 y bloque d. A temperatura ambiente, su estado de referencia es sólido. Su configuración electrónica es [Xe] 4f14 5d2 6s2.
Número atómico72
Peso atómico estándar178.486(6)
Grupo4
Período6
Bloqued
Configuración electrónica[Xe] 4f14 5d2 6s2
Estructura electrónica
Qué gobierna su química
La subcapa d participa en la química del hafnio. Los metales de transición pueden utilizar electrones de energías próximas en los enlaces, lo que favorece estados de oxidación variables y compuestos de coordinación.
La configuración [Xe] 4f14 5d2 6s2 debe interpretarse junto con el estado de oxidación: al retirar electrones cambia la ocupación de los orbitales d y pueden variar color, magnetismo, enlace y reactividad.
Formas químicas
Compuestos, iones y materiales
Entre las formas químicas importantes del hafnio se encuentran el metal y sus aleaciones, óxidos, haluros y compuestos de coordinación. Los estados de oxidación variables y el entorno de los ligandos pueden modificar notablemente color, magnetismo y reactividad.
Comportamiento físico
Estado y cambios de fase
A temperatura ambiente, el estado de referencia es sólido. La densidad indicada es 13.31 g/cm³. El punto de fusión es 2 504 K (2 231 °C). El punto de ebullición es 4 876 K (4 603 °C). La presión, la pureza y la estructura cristalina pueden modificar los valores medidos.
Presencia y aplicaciones
Dónde se encuentra y para qué se usa el hafnio
En la práctica, el hafnio se encuentra, se produce o se utiliza en ámbitos como control nuclear, microelectrónica y aleaciones. La forma química o isotópica concreta determina su función.
En la práctica
Ejemplos de usos concretos
Microelectrónica
El hafnio interviene en materiales y procesos de microelectrónica cuando sus propiedades eléctricas, químicas o de dopado son útiles.
Aleaciones
El hafnio se añade a aleaciones para modificar resistencia mecánica, corrosión, comportamiento de fusión o prestaciones a alta temperatura.
Posición periódica
Qué muestran sus elementos vecinos
El hafnio está en el período 6, grupo 4 y bloque d. En el entorno mostrado aparecen vecinos reales como Itrio, Circonio, Niobio, Tantalio y Rutherfordio. Compararlos ayuda a observar tendencias de tamaño atómico, energía de ionización, estados de oxidación y tipos de enlace.
Datos de referencia
Propiedades físicas y atómicas
Clasificaciónmetal de transición
Estado a temperatura ambienteSólido
Capas electrónicas2 · 8 · 18 · 32 · 10 · 2
Densidad13.31 g/cm³
Punto de fusión2 504 K (2 231 °C)
Punto de ebullición4 876 K (4 603 °C)
Electronegatividad de Pauling1.3
Primera energía de ionización658.5 kJ/mol
Afinidad electrónica17.18 kJ/mol
Los valores describen el elemento o el átomo neutro cuando corresponde. Las propiedades físicas pueden depender del alótropo, la presión y las condiciones de medida.
Historia
Descubrimiento e identificación
El descubrimiento del hafnio se asocia con Dirk Coster. El reconocimiento del elemento, el aislamiento de una muestra y su identificación moderna mediante el número atómico no siempre ocurrieron al mismo tiempo.
Isótopos y peso atómico
Cómo cambia los números la composición isotópica
El peso atómico estándar es 178.486(6). Este valor representa la composición isotópica del material terrestre natural y no la masa de un único átomo concreto.
El hafnio posee al menos un isótopo estable. Los isótopos tienen el mismo número de protones y pertenecen al mismo elemento, pero difieren en número de neutrones y masa atómica.
Seguridad
Manipulación y exposición
Los riesgos asociados al hafnio dependen de la forma química, la dosis y la vía de exposición. El elemento, sus iones y sus compuestos pueden tener efectos biológicos y ambientales muy distintos; deben consultarse los datos de seguridad de la sustancia realmente manipulada.