Keemiline element · teatmeleht

72Hf

Hafnium

Hafnium on keemiline element aatomnumbriga 72 ja sümboliga Hf. See paikneb perioodis 6, rühmas 4, d-plokis. Toatemperatuuril on võrdlusolek tahke. Elektronkonfiguratsioon on [Xe] 4f14 5d2 6s2.

Aatomnumber72

Standardne aatommass178.486(6)

Rühm4

Periood6

Plokkd

Elektronkonfiguratsioon[Xe] 4f14 5d2 6s2

Elektronstruktuur

Mis määrab selle keemia

Hafnium kuulub d-ploki elementide hulka. d- ja s-elektronide lähedased energiad võimaldavad mitut oksüdatsiooniastet ning mitmekesiseid koordinatsiooniühendeid.

Konfiguratsiooni [Xe] 4f14 5d2 6s2 tuleb vaadelda koos oksüdatsiooniastmega: elektronide eemaldumine muudab d-orbitaalide täitumust ning võib mõjutada värvust, magnetismi, sidemeid ja reaktsioonivõimet.

Keemilised vormid

Ühendid, ioonid ja materjalid

Hafnium oluliste keemiliste vormide hulka kuuluvad metall ja sulamid, oksiidid, halogeniidid ning koordinatsiooniühendid. Mitme oksüdatsiooniastme võimalikkus tuleneb osalt s- ja d-elektronide lähedastest energiatest.

Füüsikaline käitumine

Olek ja faasimuutused

Toatemperatuuril on võrdlusolek tahke. Esitatud tihedus on 13.31 g/cm³. Sulamispunkt on 2 504 K (2 231 °C). Keemispunkt on 4 876 K (4 603 °C). Rõhk, puhtus ja kristallstruktuur võivad mõõdetud füüsikalisi väärtusi nihutada.

Leidumine ja kasutus

Kus hafnium leidub ja kasutatakse

Praktikas seostub hafnium eelkõige järgmiste valdkondadega: reaktori juhtimine, mikroelektroonika ja sulamid. Konkreetne kasutus sõltub elemendi keemilisest vormist, puhtusest ja vajalikust omadusest.

Praktikas

Näiteid tegelikust kasutusest

Reaktori juhtimine

Hafnium kasutatakse valdkonnas „Reaktori juhtimine“, kui tema füüsikaline või keemiline omadus annab vajaliku eelise.

Mikroelektroonika

Hafnium kasutatakse valdkonnas „Mikroelektroonika“, kui tema füüsikaline või keemiline omadus annab vajaliku eelise.

Sulamid

Hafnium lisatakse metallidele tugevuse, korrosioonikindluse, sulamiskäitumise või kuumakindluse muutmiseks.

Asend perioodilisustabelis

Mida naaberelemendid näitavad

Hafnium paikneb perioodis 6 ja rühmas 4. Päris naaberelementidega võrdlemine aitab uurida aatomraadiuse, ionisatsioonienergia, elektronegatiivsuse ja sidemekäitumise perioodilisi trende.

Võrdlusandmed

Füüsikalised ja aatomilised omadused

Klassifikatsioonsiirdemetall

Olek toatemperatuuriltahke

Elektronkihid2 · 8 · 18 · 32 · 10 · 2

Tihedus13.31 g/cm³

Sulamispunkt2 504 K (2 231 °C)

Keemispunkt4 876 K (4 603 °C)

Paulingu elektronegatiivsus1.3

Esimene ionisatsioonienergia658.5 kJ/mol

Elektronafiinsus17.18 kJ/mol

Väärtused kirjeldavad elementi või neutraalset aatomit, kui see on asjakohane. Füüsikalised andmed võivad sõltuda allotroobist, rõhust ja mõõtmistingimustest.

Ajalugu

Avastamine ja tuvastamine

Hafnium avastamist seostatakse teadlase või töörühmaga Dirk Coster. Elemendi äratundmine, puhta proovi eraldamine ja tänapäevase aatomnumbri omistamine ei pruukinud toimuda samal ajal.

Isotoobid ja aatommass

Kuidas isotoopkoostis arve mõjutab

Standardne aatommass on 178.486(6). See väärtus kirjeldab loodusliku maise aine tavalist isotoopkoostist, mitte ühe kindla aatomi massi.

Hafniuml on vähemalt üks stabiilne isotoop. Isotoopidel on sama prootonite arv ja seega sama elemendi identiteet, kuid erinev neutronite arv ning aatommass.

Ohutus

Käitlemine ja kokkupuude

Hafniumga seotud ohud sõltuvad keemilisest vormist, annusest ja kokkupuuteviisist. Puhas element, ioonid ja ühendid võivad bioloogiliselt ning keskkonnas väga erinevalt käituda, seetõttu tuleb lähtuda konkreetse aine ohutusandmetest.