रासायनिक तत्व · संदर्भ पृष्ठ

72Hf

हैफ्नियम

हैफ्नियम परमाणु क्रमांक 72 और प्रतीक Hf वाला रासायनिक तत्व है। यह आवर्त 6, समूह 4, d-ब्लॉक में स्थित है। कमरे के तापमान पर इसकी संदर्भ अवस्था ठोस है और इसका इलेक्ट्रॉन विन्यास [Xe] 4f14 5d2 6s2 है।

परमाणु क्रमांक72

मानक परमाणु भार178.486(6)

समूह4

आवर्त6

ब्लॉकd

इलेक्ट्रॉन विन्यास[Xe] 4f14 5d2 6s2

इलेक्ट्रॉनिक संरचना

इसकी रसायनिकी को क्या नियंत्रित करता है?

हैफ्नियम की रसायनिकी में d उपकक्षा के इलेक्ट्रॉन सीधे भाग लेते हैं। s और d इलेक्ट्रॉनों की निकट ऊर्जा के कारण संक्रमण धातुओं में अनेक ऑक्सीकरण अवस्थाएँ, समन्वय यौगिक और उत्प्रेरक व्यवहार सामान्य हैं।

हैफ्नियम का इलेक्ट्रॉन विन्यास [Xe] 4f14 5d2 6s2 है। यौगिक बनने पर d कक्षकों की भरावट बदल सकती है, जिससे रंग, चुंबकत्व, बंधन और अभिक्रियाशीलता में स्पष्ट परिवर्तन आते हैं।

रासायनिक रूप

यौगिक, आयन और पदार्थ

हैफ्नियम के महत्वपूर्ण रूपों में धातु, मिश्रधातुएँ, ऑक्साइड, हैलाइड और समन्वय यौगिक शामिल हैं। s और d इलेक्ट्रॉनों की निकट ऊर्जा अनेक ऑक्सीकरण अवस्थाओं को संभव बनाती है और लिगैंड रंग, चुंबकत्व तथा अभिक्रियाशीलता बदल सकते हैं।

भौतिक व्यवहार

अवस्था और अवस्था परिवर्तन

कमरे के तापमान पर संदर्भ अवस्था ठोस है। सूचीबद्ध घनत्व 13.31 g/cm³ है। गलनांक 2 504 K (2 231 °C) है। क्वथनांक 4 876 K (4 603 °C) है। दाब, शुद्धता, क्रिस्टलीय संरचना और अपररूप मापे गए मानों को बदल सकते हैं, इसलिए भौतिक आँकड़ों के साथ मापन की परिस्थितियाँ भी महत्वपूर्ण होती हैं।

उपस्थिति और उपयोग

हैफ्नियम कहाँ मिलता है और कैसे उपयोग होता है?

व्यवहार में हैफ्नियम नाभिकीय नियंत्रण, सूक्ष्म इलेक्ट्रॉनिक्स और मिश्रधातुएँ जैसे क्षेत्रों में मिलता है। उपयोग की वास्तविक वजह शुद्ध तत्व, मिश्रधातु, यौगिक या किसी विशिष्ट समस्थानिक के गुण हो सकते हैं, इसलिए अनुप्रयोग समझते समय रासायनिक रूप को पहचानना जरूरी है।

व्यावहारिक उदाहरण

वास्तविक उपयोगों के उदाहरण

नाभिकीय नियंत्रण

हैफ्नियम के कुछ समस्थानिक न्यूट्रॉन को प्रबलता से अवशोषित करते हैं, इसलिए वे नाभिकीय रिएक्टर नियंत्रण पदार्थों में उपयोगी हैं।

सूक्ष्म इलेक्ट्रॉनिक्स

हैफ्नियम का उपयोग सूक्ष्म इलेक्ट्रॉनिक्स में पतली परतों, गेट पदार्थों, इंटरकनेक्ट या अर्धचालक निर्माण की नैनोमीटर-स्तरीय प्रक्रियाओं में किया जाता है।

मिश्रधातुएँ

हैफ्नियम को धातुओं में मिलाकर मजबूती, संक्षारण प्रतिरोध, गलन व्यवहार या उच्च तापमान प्रदर्शन बदला जाता है।

आवर्त स्थिति

पड़ोसी तत्व क्या बताते हैं?

हैफ्नियम आवर्त 6 और समूह 4 में स्थित है। इसके आसपास इट्रियम, जिरकोनियम, नायोबियम जैसे वास्तविक पड़ोसी तत्व हैं। इनसे तुलना करके परमाणु आकार, आयनीकरण ऊर्जा, बंधन और अभिक्रियाशीलता के आवर्ती रुझानों को सीधे देखा जा सकता है।

संदर्भ आँकड़े

भौतिक और परमाणवीय गुण

वर्गीकरणसंक्रमण धातु

कमरे के तापमान पर अवस्थाठोस

इलेक्ट्रॉन आवरण2 · 8 · 18 · 32 · 10 · 2

घनत्व13.31 g/cm³

गलनांक2 504 K (2 231 °C)

क्वथनांक4 876 K (4 603 °C)

पॉलिंग विद्युतऋणात्मकता1.3

प्रथम आयनीकरण ऊर्जा658.5 kJ/mol

इलेक्ट्रॉन बंधुता17.18 kJ/mol

जहाँ लागू हो, ये मान तत्व या उदासीन परमाणु का वर्णन करते हैं। भौतिक आँकड़े अपररूप, दाब, शुद्धता और मापन की परिस्थितियों पर निर्भर कर सकते हैं।

इतिहास

खोज और पहचान

हैफ्नियम की खोज या पहचान का इतिहास Dirk Coster से जुड़ा है। किसी तत्व की पहली पहचान, शुद्ध नमूने का पृथक्करण और आधुनिक परमाणु क्रमांक का निर्धारण हमेशा एक ही समय पर नहीं हुआ।

समस्थानिक और परमाणु भार

समस्थानिक संरचना संख्याओं को कैसे बदलती है?

हैफ्नियम का मानक परमाणु भार 178.486(6) है। यह प्राकृतिक स्थलीय पदार्थ में समस्थानिक संरचना का भारित औसत है, किसी एक परमाणु का द्रव्यमान नहीं।

हैफ्नियम के समस्थानिकों में प्रोटॉन संख्या समान रहती है, इसलिए वे एक ही तत्व हैं, लेकिन न्यूट्रॉन संख्या और परमाणु द्रव्यमान अलग होते हैं। प्राकृतिक समस्थानिक अनुपात मानक परमाणु भार को प्रभावित कर सकता है।

सुरक्षा

संचालन और संपर्क

हैफ्नियम से जुड़े जोखिम उसके रासायनिक रूप, मात्रा और संपर्क मार्ग पर निर्भर करते हैं। शुद्ध तत्व, उसके आयन और यौगिकों के जैविक तथा पर्यावरणीय प्रभाव अलग हो सकते हैं, इसलिए वास्तविक पदार्थ की सुरक्षा जानकारी देखना आवश्यक है।