Kemijski element · referentna stranica

72Hf

Hafnij

Hafnij je kemijski element s atomskim brojem 72 (Hf), smješten u 6. periodi, 4. skupini i bloku d. Referentno agregatno stanje pri sobnoj temperaturi: čvrsto. Elektronska konfiguracija: [Xe] 4f14 5d2 6s2.

Atomski broj72

Standardna atomska masa178.486(6)

Skupina4

Perioda6

Blokd

Elektronska konfiguracija[Xe] 4f14 5d2 6s2

Elektronska struktura

Što određuje kemijsko ponašanje

Kod prijelaznih elemenata u kemiji sudjeluju elektroni vanjske s-ljuske i obližnjih d-orbitala. To omogućuje više oksidacijskih stanja, stvaranje kompleksa te raznolika magnetska i katalitička svojstva.

Elektronska konfiguracija atoma je [Xe] 4f14 5d2 6s2. Broj i energija valentnih elektrona utječu na stvaranje veza, uobičajena oksidacijska stanja i sličnost sa susjednim elementima.

Kemijski oblici

Spojevi, ioni i materijali

Element može imati više oksidacijskih stanja te tvoriti okside, halogenide, soli i koordinacijske komplekse. Njihova stabilnost ovisi o elektronskoj strukturi i reakcijskim uvjetima.

Fizikalno ponašanje

Agregatno stanje i fazni prijelazi

Pri sobnoj temperaturi referentno agregatno stanje je čvrsto. Gustoća je navedena kao 13.31 g/cm³. Talište je 2 504 K (2 231 °C). Vrelište je 4 876 K (4 603 °C). Na izmjerene vrijednosti mogu utjecati tlak, čistoća uzorka, alotropski oblik i kristalna struktura.

Pojavnost i primjene

Gdje se element nalazi i čemu služi

U praksi se s ovim elementom susrećemo ponajprije u područjima: Upravljanje nuklearnim reaktorima, Mikroelektronika i Legure.

U praksi

Konkretni primjeri primjene

Upravljanje nuklearnim reaktorima

U ovoj su primjeni važne nuklearne osobine određenih izotopa elementa Hafnij. Primjena je vezana uz točno određeni izotop i zahtijeva specijaliziran nadzor materijala i zračenja.

Mikroelektronika

Hafnij je u ovoj primjeni važan zbog električnih, elektrokemijskih ili poluvodičkih svojstava. Točna uloga ovisi o kemijskom obliku i strukturi materijala.

Legure

Hafnij se u ovoj primjeni pojavljuje kao sastojak metala ili legure, gdje utječe na mehanička svojstva, otpornost na koroziju, ponašanje pri povišenoj temperaturi ili obradivost materijala.

Položaj u periodnom sustavu

Što pokazuju susjedni elementi

Element se nalazi u 6. periodi i 4. skupini. Među njegovim stvarnim susjedima u periodnom sustavu nalaze se, primjerice: Itrij, Cirkonij, Niobij, Hafnij, Tantal, Raderfordij. Usporedba susjeda pomaže razumjeti promjene atomskog polumjera, energije ionizacije, valentnih elektrona i načina kemijskog vezanja.

Referentni podaci

Fizikalna i atomska svojstva

Razvrstavanjeprijelazni metal

Agregatno stanje pri sobnoj temperaturičvrsto

Elektronske ljuske2 · 8 · 18 · 32 · 10 · 2

Gustoća13.31 g/cm³

Talište2 504 K (2 231 °C)

Vrelište4 876 K (4 603 °C)

Elektronegativnost po Paulingu1.3

Prva energija ionizacije658.5 kJ/mol

Elektronski afinitet17.18 kJ/mol

Vrijednosti se odnose na element ili neutralni atom gdje je to primjenjivo. Fizikalni podaci mogu ovisiti o alotropskom obliku, tlaku i uvjetima mjerenja.

Povijest

Otkriće i identifikacija

Uz otkriće ili prepoznavanje elementa Hafnij u izvornoj se bilješci navodi ime Dirk Coster. Prepoznavanje posebnog elementa, priprava dovoljno čistog uzorka i kasnije određivanje atomskog broja nisu nužno bili isti povijesni događaj.

Izotopi i atomska masa

Kako izotopski sastav mijenja brojčane vrijednosti

Standardna atomska masa iznosi 178.486(6). Ta vrijednost opisuje tipičan izotopski sastav prirodnog materijala na Zemlji i nije masa jednog određenog atoma.

Hafnij ima barem jedan stabilan izotop. Izotopi imaju jednak broj protona i zato pripadaju istom elementu, ali se razlikuju po broju neutrona i atomskoj masi.

Sigurnost

Rukovanje i izlaganje

Opasnost ovisi o kemijskom obliku elementa, dozi i putu izlaganja. Čisti element, njegovi ioni i spojevi mogu imati vrlo različite biološke i okolišne učinke, pa podatke treba provjeriti za konkretnu tvar koja se upotrebljava.