Chemický prvok · referenčná karta

72Hf

Hafnium

Hafnium je chemický prvok s protónovým číslom 72 (Hf), umiestnený v perióde 6, skupine 4 a bloku d. Referenčné skupenstvo pri izbovej teplote: pevná látka. Elektrónová konfigurácia: [Xe] 4f14 5d2 6s2.

Protónové číslo72

Štandardná atómová hmotnosť178.486(6)

Skupina4

Perióda6

Blokd

Elektrónová konfigurácia[Xe] 4f14 5d2 6s2

Elektrónová štruktúra

Čo riadi jeho chemické správanie

Ide o prvok d-bloku. Elektróny v podvrstve d sa môžu zapájať do väzieb, čo často umožňuje viacero oxidačných čísel, tvorbu komplexov a katalytické správanie.

Elektrónová konfigurácia atómu je [Xe] 4f14 5d2 6s2. Počet a energia valenčných elektrónov ovplyvňujú tvorbu väzieb, bežné oxidačné čísla a podobnosť so susednými prvkami.

Chemické formy

Zlúčeniny, ióny a materiály

Typické sú oxidy, halogenidy a koordinačné zlúčeniny. Čiastočne zaplnená podvrstva d často umožňuje viac oxidačných čísel a pri niektorých zlúčeninách výrazné farby alebo katalytickú aktivitu.

Fyzikálne správanie

Skupenstvo a fázové premeny

Pri izbovej teplote je referenčným skupenstvom pevná látka. Udávaná hustota je 13.31 g/cm³. Teplota topenia je 2 504 K (2 231 °C). Teplota varu je 4 876 K (4 603 °C). Namerané hodnoty môžu ovplyvňovať tlak, čistota vzorky a kryštálová štruktúra.

Výskyt a využitie

Kde sa s prvkom stretávame a na čo slúži

V praxi sa s týmto prvkom stretávame najmä v oblastiach: Riadenie jadrových reaktorov, Mikroelektronika a Zliatiny.

V praxi

Konkrétne príklady využitia

Riadenie jadrových reaktorov

Hafnium má v tejto oblasti význam pre jadrové vlastnosti niektorých svojich izotopov. Využitie závisí od konkrétneho izotopu a vyžaduje špecializovanú kontrolu materiálu aj žiarenia.

Mikroelektronika

Hafnium sa využíva v elektrických alebo elektronických materiáloch vďaka kombinácii vodivosti, polovodičových vlastností, optickej odozvy alebo vhodnej chemickej stability.

Zliatiny

Hafnium sa v tejto oblasti uplatňuje ako zložka kovových materiálov alebo pri ich výrobe. Prídavok prvku môže meniť pevnosť, odolnosť proti korózii, tvrdosť, tepelnú stabilitu alebo ďalšie vlastnosti zliatiny.

Poloha v periodickej tabuľke

Čo ukazujú susedné prvky

Prvok sa nachádza v perióde 6 a skupine 4. V jeho skutočnom okolí v periodickej tabuľke sú napríklad: Ytrium, Zirkónium, Niób, Hafnium, Tantal, Rutherfordium. Porovnanie susedov pomáha chápať zmeny atómového polomeru, ionizačnej energie, valenčných elektrónov a väzbového správania.

Referenčné údaje

Fyzikálne a atómové vlastnosti

Klasifikáciaprechodný kov

Skupenstvo pri izbovej teplotepevná látka

Elektrónové vrstvy2 · 8 · 18 · 32 · 10 · 2

Hustota13.31 g/cm³

Teplota topenia2 504 K (2 231 °C)

Teplota varu4 876 K (4 603 °C)

Paulingova elektronegativita1.3

Prvá ionizačná energia658.5 kJ/mol

Elektrónová afinita17.18 kJ/mol

Hodnoty sa vzťahujú na prvok alebo neutrálny atóm tam, kde je to vhodné. Fyzikálne údaje môžu závisieť od alotropickej formy, tlaku a podmienok merania.

História

Objav a identifikácia

Objav tohto prvku sa spája s osobou alebo tímom uvedeným v historickom zázname: Dirk Coster. Rozpoznanie nového prvku, získanie čistej vzorky a neskoršie určenie protónového čísla nemuseli prebehnúť v rovnakom okamihu.

Izotopy a atómová hmotnosť

Ako izotopové zloženie mení čísla

Štandardná atómová hmotnosť je 178.486(6). Táto hodnota vychádza z izotopového zloženia bežného prírodného materiálu a nie je hmotnosťou jedného konkrétneho atómu.

Prvok má aspoň jeden stabilný izotop. Izotopy majú rovnaký počet protónov, ale rozdielny počet neutrónov; zachovávajú chemickú identitu prvku, no líšia sa atómovou hmotnosťou.

Bezpečnosť

Zaobchádzanie a expozícia

Riziko závisí od chemickej formy, dávky a cesty expozície. Čistý prvok, jeho ióny a zlúčeniny môžu mať veľmi rozdielne biologické a environmentálne účinky, preto treba vychádzať z bezpečnostných údajov konkrétnej látky.