בקרת כורים
לאיזוטופים מסוימים של הפניום יכולת חזקה לקלוט נייטרונים, ולכן הם שימושיים בחומרי בקרה לכורים גרעיניים.
Mendeleev
הטבלה המחזורית
כל היסודות
עבריתHE⌄
שפות
EnglishENFrançaisFRDeutschDEEspañolESItalianoITPortuguêsPTNederlandsNLPolskiPLSvenskaSVČeštinaCSDanskDANorskNOSuomiFITürkçeTRРусскийRUУкраїнськаUK中文ZH日本語JAБългарскиBGCatalàCAΕλληνικάELEestiETHrvatskiHRMagyarHULëtzebuergeschLBLietuviųLTLatviešuLVRomânăROSlovenčinaSKSlovenščinaSLСрпскиSR한국어KOTiếng ViệtVIBahasa IndonesiaIDBahasa MelayuMSالعربيةARहिन्दीHIไทยTHעבריתHEÍslenskaIS
יסוד כימי · דף עיון
72Hf
הפניום
הפניום הוא יסוד כימי שמספרו האטומי 72 וסמלו Hf. הוא נמצא במחזור 6, קבוצה 4 ובבלוק d. מצבו הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק, ותצורת האלקטרונים שלו היא [Xe] 4f14 5d2 6s2.
מספר אטומי72
משקל אטומי תקני178.486(6)
קבוצה4
מחזור6
בלוקd
תצורת אלקטרונים[Xe] 4f14 5d2 6s2
מבנה אלקטרוני
מה קובע את הכימיה שלו?
אכלוס תת-הרמה d משפיע ישירות על הכימיה של הפניום. הקרבה באנרגיה בין אלקטרוני s ו-d מאפשרת מצבי חמצון שונים, יצירת קומפלקסים ופעילות קטליטית מגוונת.
תצורת האלקטרונים של הפניום היא [Xe] 4f14 5d2 6s2. כאשר אלקטרונים אובדים או מסתדרים מחדש בתרכובות, משתנה אכלוס אורביטלות d, ולכן יכולים להשתנות צבע, מגנטיות, קשרים כימיים ותגובתיות.
צורות כימיות
תרכובות, יונים וחומרים
הצורות הכימיות החשובות של הפניום כוללות את המתכת, סגסוגות, תחמוצות, הלידים וקומפלקסים. האנרגיות הקרובות של אלקטרוני s ו-d מאפשרות כמה מצבי חמצון, וליגנדים יכולים לשנות בבירור צבע, מגנטיות ותגובתיות.
התנהגות פיזיקלית
מצב ושינויי פאזה
המצב הפיזיקלי הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק. הצפיפות המופיעה היא 13.31 g/cm³. נקודת ההתכה היא 2 506 K (2 233 °C). נקודת הרתיחה היא 4 876 K (4 603 °C). לחץ, טוהר, מבנה גבישי ואלוטרופים יכולים לשנות ערכים נמדדים, ולכן תנאי המדידה הם חלק חשוב מקריאת הנתונים הפיזיקליים.
הימצאות ושימושים
איפה נמצא הפניום וכיצד משתמשים בו?
בפועל, הפניום מופיע ביישומים כגון בקרת כורים, מיקרואלקטרוניקה וסגסוגות. התכונה המנוצלת יכולה להגיע מן היסוד הטהור, מסגסוגת, מתרכובת או מאיזוטופ מסוים, ולכן חשוב תמיד להבחין בין היסוד לבין הצורה הכימית שמשמשת בפועל.
בפועל
דוגמאות לשימושים ממשיים
מיקרואלקטרוניקה
הפניום משמש בשכבות דקות, בשערי טרנזיסטורים, במבני קישור ובתהליכי ייצור של מיקרואלקטרוניקה בקנה מידה זעיר.
סגסוגות
הפניום מתווסף למתכות או לסגסוגות כדי לשנות חוזק, עמידות בפני קורוזיה, התנהגות בהתכה או ביצועים בטמפרטורות גבוהות.
מיקום מחזורי
מה מספרים היסודות השכנים?
הפניום נמצא במחזור 6 ובקבוצה 4. היסודות הסמוכים המוצגים כאן הם: איטריום; זירקוניום; ניוביום; טנטלום; רתרפורדיום; דובניום. המיקום הזה מאפשר להשוות ישירות גודל אטומי, אנרגיית יינון, מצבי חמצון ומגמות בקשרים כימיים עם יסודות קרובים בטבלה המחזורית.
נתוני ייחוס
תכונות פיזיקליות ואטומיות
סיווגמתכת מעבר
מצב בטמפרטורת החדרמוצק
קליפות אלקטרונים2 · 8 · 18 · 32 · 10 · 2
צפיפות13.31 g/cm³
נקודת התכה2 504 K (2 231 °C)
נקודת רתיחה4 876 K (4 603 °C)
אלקטרושליליות לפי פאולינג1.3
אנרגיית יינון ראשונה658.5 kJ/mol
זיקה אלקטרונית17.18 kJ/mol
הערכים מתארים את היסוד או את האטום הנייטרלי כאשר הדבר רלוונטי. נתונים פיזיקליים עשויים להשתנות עם האלוטרופ, הלחץ, הטוהר ותנאי המדידה.
היסטוריה
גילוי וזיהוי
גילוי הפניום מזוהה עם עבודתו של דירק קוסטר. התצפית הראשונה, הבידוד של דגימה טהורה והקביעה של המספר האטומי המודרני לא התרחשו בהכרח באותו זמן, ולכן להיסטוריה של היסוד יש כמה שלבים.
איזוטופים ומשקל אטומי
כיצד הרכב האיזוטופים משנה את המספרים?
המשקל האטומי התקני הרשום של הפניום הוא 178.486(6). ערך זה משקף את הרכב האיזוטופים בחומרים טבעיים על פני כדור הארץ, ולא את המסה של אטום יחיד מסוים.
להפניום יש לפחות איזוטופ יציב אחד. לכל האיזוטופים אותו מספר פרוטונים ולכן אותה זהות כימית, אך מספר שונה של נייטרונים ומסה אטומית שונה.
בטיחות
טיפול וחשיפה
הסכנות הקשורות להפניום תלויות בצורה הכימית, במינון ובדרך החשיפה. היסוד החופשי, היונים והתרכובות שלו יכולים להיות שונים מאוד בהשפעתם הביולוגית והסביבתית, ולכן יש לבדוק נתוני בטיחות לחומר שבו מטפלים בפועל.