Unsur kimia · halaman rujukan

72Hf

Hafnium

Hafnium ialah unsur kimia dengan nombor atom 72 dan simbol Hf. Unsur ini terletak pada kala 6, kumpulan 4, blok d. Pada suhu bilik keadaan rujukannya pepejal, dan konfigurasi elektronnya [Xe] 4f14 5d2 6s2.

Nombor atom72

Berat atom piawai178.486(6)

Kumpulan4

Kala6

Blokd

Konfigurasi elektron[Xe] 4f14 5d2 6s2

Struktur elektron

Apa yang mengawal kimianya

Subpetala d memainkan peranan penting dalam kimia Hafnium. Bagi logam peralihan, aras tenaga elektron yang berdekatan membolehkan beberapa keadaan pengoksidaan, pembentukan kompleks koordinasi dan aktiviti pemangkin.

Konfigurasi elektron Hafnium ialah [Xe] 4f14 5d2 6s2. Apabila elektron dikeluarkan atau disusun semula dalam sebatian, pengisian orbital d boleh berubah lalu mempengaruhi warna, kemagnetan, ikatan dan kereaktifan.

Bentuk kimia

Sebatian, ion dan bahan

Bentuk kimia penting bagi Hafnium merangkumi logam dan aloi, oksida, halida serta kompleks koordinasi. Elektron s dan d yang hampir sama aras tenaganya membolehkan beberapa keadaan pengoksidaan; ligan pula boleh mengubah warna, kemagnetan dan kereaktifan dengan ketara.

Sifat fizikal

Keadaan dan perubahan fasa

Keadaan rujukan pada suhu bilik ialah pepejal. Ketumpatan yang disenaraikan ialah 13.31 g/cm³. Takat leburnya 2 504 K (2 231 °C). Takat didihnya 4 876 K (4 603 °C). Tekanan, ketulenan, struktur kristal dan alotrop boleh mengubah nilai fizikal yang diukur, maka keadaan pengukuran sentiasa penting.

Kewujudan dan kegunaan

Di mana Hafnium ditemui dan digunakan

Dalam amalan, Hafnium ditemui dalam aplikasi yang berkaitan dengan kawalan nuklear, mikroelektronik dan aloi. Sifat yang digunakan boleh datang daripada unsur tulen, aloi, sebatian atau isotop tertentu; oleh itu bentuk kimia sentiasa penting apabila membincangkan kegunaan sebenar.

Dalam amalan

Contoh kegunaan sebenar

Kawalan nuklear

Isotop tertentu Hafnium menyerap neutron dengan kuat dan berguna dalam bahan kawalan reaktor.

Mikroelektronik

Hafnium digunakan dalam filem nipis, gerbang transistor, saling hubung dan proses pembuatan semikonduktor pada skala yang sangat kecil.

Aloi

Hafnium ditambah kepada logam atau aloi untuk mengubah kekuatan, rintangan kakisan, tingkah laku peleburan atau prestasi pada suhu tinggi.

Kedudukan berkala

Apa yang ditunjukkan unsur jiran

Hafnium terletak pada kala 6, kumpulan 4. Unsur jiran yang dipaparkan ialah Itrium; Zirkonium; Niobium; Tantalum; Ruterfordium; Dubnium. Kedudukan ini membolehkan perbandingan langsung saiz atom, tenaga pengionan, keadaan pengoksidaan dan kecenderungan ikatan dengan unsur bersebelahan dalam jadual berkala.

Data rujukan

Sifat fizikal dan atom

Pengelasanlogam peralihan

Fasa pada suhu bilikpepejal

Petala elektron2 · 8 · 18 · 32 · 10 · 2

Ketumpatan13.31 g/cm³

Takat lebur2 504 K (2 231 °C)

Takat didih4 876 K (4 603 °C)

Keelektronegatifan Pauling1.3

Tenaga pengionan pertama658.5 kJ/mol

Afiniti elektron17.18 kJ/mol

Nilai menerangkan unsur atau atom neutral apabila sesuai. Data fizikal boleh bergantung pada alotrop, tekanan, ketulenan dan keadaan pengukuran.

Sejarah

Penemuan dan pengenalpastian

Penemuan Hafnium dikaitkan dengan Dirk Coster. Pemerhatian pertama, pengasingan sampel tulen dan penentuan nombor atom moden tidak semestinya berlaku pada masa yang sama, jadi sejarah unsur ini perlu difahami sebagai beberapa peringkat.

Isotop dan berat atom

Bagaimana isotop mempengaruhi nilai

Berat atom piawai yang disenaraikan ialah 178.486(6). Nilai ini mencerminkan komposisi isotop bahan semula jadi di Bumi, bukannya jisim satu atom tunggal.

Hafnium mempunyai sekurang-kurangnya satu isotop stabil. Semua isotop mempunyai bilangan proton yang sama tetapi bilangan neutron yang berbeza, lalu jisim atomnya juga berbeza.

Keselamatan

Pengendalian dan pendedahan

Risiko Hafnium bergantung pada bentuk kimia, dos dan laluan pendedahan. Unsur bebas, ion dan sebatiannya boleh mempunyai kesan biologi serta alam sekitar yang sangat berbeza, jadi helaian data keselamatan bagi bahan khusus perlu dirujuk.