Химический элемент · справочная страница

72Hf

Гафний

Гафний (Hf) — химический элемент с атомным номером 72. Он расположен в периоде 6, группа 4, d-блоке. При комнатной температуре это твёрдое вещество. Атомный номер равен числу протонов в ядре и однозначно определяет элемент.

Атомный номер72

Стандартная атомная масса178.486(6)

Группа4

Период6

Блокd

Электронная конфигурация[Xe] 4f14 5d2 6s2

Электронная структура

Что определяет химические свойства

Гафний относится к d-блоку. Близкие энергии s- и d-электронов делают возможными несколько степеней окисления и разнообразную координационную химию.

Конфигурацию [Xe] 4f14 5d2 6s2 важно рассматривать вместе со степенью окисления: изменение заполнения d-орбиталей влияет на цвет, магнетизм, тип связей и реакционную способность.

Химические формы

Соединения, ионы и материалы

Гафний: важные химические формы включают металлическое состояние и сплавы, оксиды, галогениды и координационные соединения. Возможность нескольких степеней окисления связана в том числе с близкими энергиями s- и d-электронов.

Физические свойства

Состояние и фазовые переходы

При комнатной температуре элемент находится в твёрдом состоянии. Плотность: 13.31 g/cm³. Температура плавления: 2 504 K (2 231 °C). Температура кипения: 4 876 K (4 603 °C). Измеряемые физические величины могут зависеть от давления, чистоты образца и кристаллической структуры.

Распространённость и применение

Где встречается и как применяется гафний?

На практике Гафний применяется прежде всего в таких областях, как Управление ядерными реакторами, Микроэлектроника и Сплавы. Конкретная роль зависит от химической формы элемента и свойства, которое требуется использовать.

На практике

Примеры реального применения

Управление ядерными реакторами

Гафний в виде подходящего изотопа или соединения применяют в задачах, связанных с ядерными реакциями, нейтронами, излучением или радиохимией.

Микроэлектроника

Элемент «Гафний» и его соединения используют в электронных компонентах, полупроводниках, контактах или функциональных слоях, когда важны их электрические свойства.

Сплавы

Элемент «Гафний» добавляют в некоторые сплавы, чтобы изменить прочность, коррозионную стойкость, жаропрочность или другие свойства материала.

Положение в таблице

Что показывают соседние элементы

Гафний находится в периоде 6, группе 4 и d-блоке; классификация: переходный металл. Сравнение с элементами той же группы показывает сходство валентной электронной структуры, а движение по периоду — закономерные изменения радиуса, энергии ионизации, электроотрицательности и характера связей.

Справочные данные

Физические и атомные свойства

Классификацияпереходный металл

Состояние при комнатной температуретвёрдое

Электронные оболочки2 · 8 · 18 · 32 · 10 · 2

Плотность13.31 g/cm³

Температура плавления2 504 K (2 231 °C)

Температура кипения4 876 K (4 603 °C)

Электроотрицательность по Полингу1.3

Первая энергия ионизации658.5 kJ/mol

Сродство к электрону17.18 kJ/mol

Значения относятся к элементу или нейтральному атому там, где это уместно. Физические величины могут зависеть от аллотропной формы, давления, чистоты и условий измерения.

История

Открытие и идентификация

Гафний: история изучения включает распознавание химической индивидуальности, выделение или получение вещества и последующее точное описание как элемента с атомным номером 72.

Изотопы и атомная масса

Как изотопный состав влияет на значения

Стандартная атомная масса равна 178.486(6). Это не масса одного конкретного атома, а взвешенное среднее, соответствующее типичному изотопному составу природного вещества.

Гафний имеет как минимум один стабильный изотоп. Все изотопы имеют одинаковое число протонов, но различаются числом нейтронов и массой атома.

Безопасность

Обращение и воздействие

Риски при работе с элементом «Гафний» зависят от химической формы, дозы и пути воздействия. Чистый элемент, его ионы и соединения могут существенно различаться по биологическому и экологическому действию, поэтому ориентируются на данные для конкретного вещества.