Kemijski element · referenčna stran

72Hf

Hafnij

Hafnij je kemijski element z atomskim številom 72 (Hf), v 6. periodi, 4. skupini in bloku d. Referenčno agregatno stanje pri sobni temperaturi: trdno. Elektronska konfiguracija: [Xe] 4f14 5d2 6s2.

Atomsko število72

Standardna atomska masa178.486(6)

Skupina4

Perioda6

Blokd

Elektronska konfiguracija[Xe] 4f14 5d2 6s2

Elektronska zgradba

Kaj usmerja kemijsko obnašanje

Pri prehodnih elementih v kemiji sodelujejo elektroni zunanje s-lupine in bližnjih d-orbital. To omogoča več oksidacijskih stanj, tvorbo kompleksov ter raznolike magnetne in katalitske lastnosti.

Elektronska konfiguracija atoma je [Xe] 4f14 5d2 6s2. Število in energija valenčnih elektronov vplivata na tvorbo vezi, pogosta oksidacijska stanja in podobnost s sosednjimi elementi.

Kemijske oblike

Spojine, ioni in materiali

Element lahko tvori več oksidacijskih stanj ter številne okside, halogenide, soli in koordinacijske komplekse. Njihova stabilnost je odvisna od elektronske zgradbe in reakcijskih pogojev.

Fizikalno obnašanje

Agregatno stanje in fazni prehodi

Pri sobni temperaturi je referenčno agregatno stanje trdno. Gostota je navedena kot 13.31 g/cm³. Tališče je 2 504 K (2 231 °C). Vrelišče je 4 876 K (4 603 °C). Na izmerjene vrednosti lahko vplivajo tlak, čistost vzorca in kristalna zgradba.

Pojavljanje in uporaba

Kje se element pojavlja in čemu služi

V praksi se s tem elementom srečujemo predvsem na področjih: Nadzor jedrskih reaktorjev, Mikroelektronika in Zlitine.

V praksi

Konkretni primeri uporabe

Nadzor jedrskih reaktorjev

V tej uporabi so pomembne jedrske lastnosti določenih izotopov elementa Hafnij. Uporaba je vezana na točno določen izotop in zahteva specializiran nadzor materiala ter sevanja.

Mikroelektronika

Hafnij je v tej uporabi pomemben zaradi svojih električnih, elektrokemijskih ali polprevodniških lastnosti. Natančna vloga je odvisna od kemijske oblike in zgradbe materiala.

Zlitine

Hafnij se v tej uporabi pojavlja kot sestavina kovin ali zlitin, kjer vpliva na mehanske lastnosti, korozijsko odpornost, temperaturno obstojnost ali način obdelave materiala.

Položaj v periodnem sistemu

Kaj pokažejo sosednji elementi

Element leži v 6. periodi in 4. skupini. Med njegovimi dejanskimi sosedi v periodnem sistemu so na primer: Itrij, Cirkonij, Niobij, Hafnij, Tantal, Raderfordij. Primerjava sosedov pomaga razumeti spremembe atomskega polmera, ionizacijske energije, valenčnih elektronov in načina vezave.

Referenčni podatki

Fizikalne in atomske lastnosti

Razvrstitevprehodna kovina

Agregatno stanje pri sobni temperaturitrdno

Elektronske lupine2 · 8 · 18 · 32 · 10 · 2

Gostota13.31 g/cm³

Tališče2 504 K (2 231 °C)

Vrelišče4 876 K (4 603 °C)

Elektronegativnost po Paulingu1.3

Prva ionizacijska energija658.5 kJ/mol

Elektronska afiniteta17.18 kJ/mol

Vrednosti se nanašajo na element ali nevtralni atom, kjer je to smiselno. Fizikalni podatki so lahko odvisni od alotropske oblike, tlaka in pogojev merjenja.

Zgodovina

Odkritje in prepoznavanje

Odkritje oziroma prepoznavanje elementa z imenom Hafnij je povezano z imenom Dirk Coster. Prepoznavanje elementa, priprava čistega vzorca in poznejša določitev njegovega atomskega števila niso nujno potekali istočasno.

Izotopi in atomska masa

Kako izotopska sestava spreminja številke

Standardna atomska masa je 178.486(6). Vrednost opisuje značilno izotopsko sestavo naravnega zemeljskega materiala in ni masa enega določenega atoma.

Hafnij ima vsaj en stabilen izotop. Izotopi imajo enako število protonov in zato pripadajo istemu elementu, razlikujejo pa se v številu nevtronov in atomski masi.

Varnost

Ravnanje in izpostavljenost

Nevarnosti so odvisne od kemijske oblike elementa, odmerka in načina izpostavljenosti. Čisti element, njegovi ioni in spojine imajo lahko zelo različne biološke in okoljske učinke, zato je treba preveriti podatke za dejansko uporabljeno snov.