Element chimic · pagină de referință

72Hf

Hafniu

Hafniu este elementul chimic cu numărul atomic 72 și simbolul Hf; se află în perioada 6, grupa 4, blocul d. Starea de referință la temperatura camerei este solidă. Configurația electronică: [Xe] 4f14 5d2 6s2.

Număr atomic72

Masă atomică standard178.486(6)

Grupă4

Perioadă6

Blocd

Configurație electronică[Xe] 4f14 5d2 6s2

Structură electronică

Ce îi determină chimia

Substratul d participă la chimia acestui element. Metalele de tranziție pot utiliza în legături electroni cu energii apropiate, de aceea stările de oxidare variabile, compușii de coordonație și comportamentul catalitic sunt frecvente în blocul d.

Configurația electronică [Xe] 4f14 5d2 6s2 trebuie analizată împreună cu starea de oxidare a compusului: îndepărtarea electronilor schimbă orbitalii d ocupați și poate modifica culoarea, magnetismul, legăturile și reactivitatea.

Forme chimice

Compuși, ioni și materiale

Formele chimice importante includ metalul și aliajele, oxizii, halogenurile și compușii de coordonație. Stările de oxidare variabile sunt frecvente deoarece electronii s și d au energii apropiate, iar liganzii din jurul ionului metalic pot modifica puternic culoarea, magnetismul și reactivitatea.

Comportament fizic

Stare și tranziții de fază

Starea de referință la temperatura camerei este solidă. Densitatea indicată este 13.31 g/cm³. Punctul de topire este 2 504 K (2 231 °C). Punctul de fierbere este 4 876 K (4 603 °C). Presiunea, puritatea și structura cristalină pot modifica proprietățile fizice măsurate.

Răspândire și utilizări

Unde se găsește și cum este utilizat hafniu

În practică, acest element apare în domenii precum control nuclear, microelectronică și aliaje.

În practică

Exemple de utilizări reale

Control nuclear

Anumiți izotopi ai acestui element absorb puternic neutronii, proprietate utilă în materialele de control ale reactoarelor.

Microelectronică

Acest element este folosit în filme subțiri, porți, interconexiuni sau procese de fabricație a semiconductorilor la scară foarte mică.

Aliaje

Acest element este adăugat metalelor pentru a modifica rezistența mecanică, rezistența la coroziune, comportamentul la topire sau performanța la temperaturi ridicate.

Poziție în tabelul periodic

Ce ne spun elementele vecine

Hafniu se află în perioada 6 și grupa 4. În vecinătatea prezentată aici, în aceeași perioadă, imediat la dreapta se află tantal; în aceeași grupă, deasupra se află zirconiu, iar dedesubt rutherfordiu. Aceste poziții permit compararea dimensiunii atomice, energiei de ionizare și comportamentului de legare cu elementele apropiate.

Date de referință

Proprietăți fizice și atomice

Clasificaremetal de tranziție

Stare la temperatura camereisolid

Straturi electronice2 · 8 · 18 · 32 · 10 · 2

Densitate13.31 g/cm³

Punct de topire2 504 K (2 231 °C)

Punct de fierbere4 876 K (4 603 °C)

Electronegativitate Pauling1.3

Prima energie de ionizare658.5 kJ/mol

Afinitate electronică17.18 kJ/mol

Valorile descriu elementul sau atomul neutru, după caz. Datele fizice pot depinde de alotrop, presiune și condițiile de măsurare.

Istorie

Descoperire și identificare

Descoperirea elementului este asociată cu Dirk Coster. Recunoașterea elementului, izolarea unei probe pure și atribuirea numărului atomic modern nu au avut neapărat loc în același moment.

Izotopi și masă atomică

Cum influențează compoziția izotopică valorile

Masa atomică standard este 178.486(6). Această valoare se referă la compoziția izotopică a materialului terestru natural, nu la masa unui anumit atom.

Acest element are cel puțin un izotop stabil. Izotopii diferiți au același număr de protoni și, prin urmare, aceeași identitate chimică, dar numere diferite de neutroni și mase atomice diferite.

Siguranță

Manipulare și expunere

Riscurile asociate acestui element depind de forma chimică, doză și calea de expunere. Elementul pur, ionii și compușii săi pot avea efecte biologice și de mediu foarte diferite, de aceea trebuie consultate datele de siguranță pentru substanța manipulată efectiv.