Pierwiastek chemiczny · karta referencyjna

72Hf

Hafn

Hafn to pierwiastek o liczbie atomowej 72 (Hf), położony w okresie 6, grupie 4 i bloku d. Stan odniesienia w temperaturze pokojowej: ciało stałe. Konfiguracja elektronowa: [Xe] 4f14 5d2 6s2.

Liczba atomowa72

Standardowa masa atomowa178.486(6)

Grupa4

Okres6

Blokd

Konfiguracja elektronowa[Xe] 4f14 5d2 6s2

Budowa elektronowa

Co steruje jego chemią

W metalach przejściowych elektrony podpowłoki d mogą uczestniczyć w tworzeniu wiązań i stabilizować różne stopnie utlenienia. To źródło bogatej chemii kompleksów, barw i właściwości katalitycznych.

Konfiguracja elektronowa atomu to [Xe] 4f14 5d2 6s2. Liczba i energia elektronów walencyjnych wpływają na tworzenie wiązań, typowe stopnie utlenienia oraz podobieństwa z sąsiednimi pierwiastkami.

Formy chemiczne

Związki, jony i materiały

Typowe są tlenki, halogenki i związki koordynacyjne. Częściowo zapełniona podpowłoka d umożliwia występowanie kilku stopni utlenienia, a niektóre związki wykazują intensywne barwy lub aktywność katalityczną.

Zachowanie fizyczne

Stan skupienia i przemiany fazowe

W temperaturze pokojowej stanem odniesienia jest ciało stałe. Podawana gęstość wynosi 13.31 g/cm³. Temperatura topnienia wynosi 2 504 K (2 231 °C). Temperatura wrzenia wynosi 4 876 K (4 603 °C). Ciśnienie, czystość próbki i struktura krystaliczna mogą wpływać na mierzone właściwości fizyczne.

Występowanie i zastosowania

Gdzie występuje i do czego jest używany

W praktyce najważniejsze konteksty występowania i zastosowań to: Sterowanie reaktorami, Mikroelektronika oraz Stopy.

W praktyce

Konkretne przykłady zastosowań

Sterowanie reaktorami

W technice jądrowej znaczenie mają właściwości jąder atomowych, pochłanianie lub emisja promieniowania oraz zachowanie materiału w polu neutronowym i w wysokiej temperaturze.

Mikroelektronika

W elektronice wykorzystuje się jego przewodnictwo, właściwości półprzewodnikowe, odpowiedź optyczną albo stabilność chemiczną w cienkich warstwach i elementach urządzeń.

Stopy

Dodatek tego pierwiastka lub jego związków może zmieniać twardość, wytrzymałość, odporność korozyjną, temperaturę topnienia albo zachowanie materiału w wysokiej temperaturze.

Położenie w układzie okresowym

Co mówią sąsiednie pierwiastki

Pierwiastek znajduje się w okresie 6 i grupie 4. W jego rzeczywistym otoczeniu w układzie okresowym widać między innymi: Itr, Cyrkon, Niob, Hafn, Tantal, Rutherford. Porównanie tych pozycji pomaga zrozumieć zmiany promienia atomowego, energii jonizacji, elektronów walencyjnych i sposobów tworzenia wiązań.

Dane referencyjne

Właściwości fizyczne i atomowe

Klasyfikacjametal przejściowy

Stan w temperaturze pokojowejciało stałe

Powłoki elektronowe2 · 8 · 18 · 32 · 10 · 2

Gęstość13.31 g/cm³

Temperatura topnienia2 504 K (2 231 °C)

Temperatura wrzenia4 876 K (4 603 °C)

Elektroujemność Paulinga1.3

Pierwsza energia jonizacji658.5 kJ/mol

Powinowactwo elektronowe17.18 kJ/mol

Wartości opisują pierwiastek lub atom obojętny tam, gdzie ma to zastosowanie. Dane fizyczne mogą zależeć od odmiany alotropowej, ciśnienia i warunków pomiaru.

Historia

Odkrycie i identyfikacja

Odkrycie pierwiastka wiąże się z osobą lub zespołem: Dirk Coster. Rozpoznanie nowego pierwiastka, uzyskanie czystej próbki i późniejsze przypisanie współczesnej liczby atomowej nie zawsze następowały w tym samym czasie.

Izotopy i masa atomowa

Jak skład izotopowy zmienia liczby

Standardowa masa atomowa wynosi 178.486(6). Wartość ta odnosi się do składu izotopowego naturalnego materiału ziemskiego, a nie do masy jednego konkretnego atomu.

Pierwiastek ma co najmniej jeden trwały izotop. Izotopy mają tę samą liczbę protonów, lecz różną liczbę neutronów, dlatego zachowują tożsamość chemiczną pierwiastka, ale różnią się masą atomową.

Bezpieczeństwo

Postępowanie i narażenie

Ryzyko zależy od postaci chemicznej, dawki i drogi narażenia. Czysty pierwiastek, jego jony i związki mogą mieć bardzo różne działanie biologiczne i środowiskowe, dlatego należy korzystać z danych bezpieczeństwa dla konkretnej substancji.