Grundämne · referensblad

72Hf

Hafnium

Hafnium (Hf) är grundämne 72, klassificerat som övergångsmetall i grupp 4, period 6 och d-blocket. Elektronkonfigurationen [Xe] 4f14 5d2 6s2 hjälper till att förklara bindning och reaktivitet; referenstillståndet vid rumstemperatur är fast ämne.

Atomnummer72

Standardatomvikt178.486(6)

Grupp4

Period6

Blockd

Elektronkonfiguration[Xe] 4f14 5d2 6s2

Elektronstruktur

Vad styr kemin?

I övergångsmetaller ligger energierna för d- och s-elektroner nära varandra. Det möjliggör flera oxidationstal, komplexa joner, magnetiska egenskaper och katalytisk aktivitet.

För hafnium måste konfigurationen [Xe] 4f14 5d2 6s2 läsas tillsammans med oxidationstalet. När elektroner avlägsnas eller delas ändras d-orbitalernas beläggning, vilket kan påverka färg, magnetism, bindning och reaktivitet.

Kemiska former

Föreningar, joner och material

Viktiga former är metallen och dess legeringar, oxider, halider och koordinationsföreningar. Flera oxidationstal är möjliga eftersom s- och d-elektroner ligger nära i energi; ligander kan påverka färg, magnetism och reaktivitet.

Fysikaliskt beteende

Tillstånd och fasövergångar

Referenstillståndet vid rumstemperatur är fast ämne. Den angivna densiteten är 13.31 g/cm³. Smältpunkten anges till 2 504 K (2 231 °C). Kokpunkten anges till 4 876 K (4 603 °C). Tryck, renhet, allotropi och kristallstruktur kan påverka uppmätta fysikaliska värden.

Förekomst och användning

Var hafnium finns och används

I praktiken förekommer hafnium bland annat i sammanhang som reaktorkontroll, mikroelektronik och legeringar.

I praktiken

Konkreta användningar

Reaktorkontroll

Hafnium används eller studeras inom reaktorkontroll. Den relevanta egenskapen beror på kemisk form, sammansättning och det material eller den process där grundämnet ingår.

Mikroelektronik

Hafnium används eller studeras inom mikroelektronik. Den relevanta egenskapen beror på kemisk form, sammansättning och det material eller den process där grundämnet ingår.

Legeringar

Hafnium används eller studeras inom legeringar. Den relevanta egenskapen beror på kemisk form, sammansättning och det material eller den process där grundämnet ingår.

Plats i periodiska systemet

Vad grannarna visar

Hafnium ligger i period 6, grupp 4 och d-blocket. Det visade grannskapet omfattar bland annat Yttrium, Zirkonium, Niob, Tantal. Jämförelser med dessa grundämnen gör det lättare att följa trender i atomstorlek, jonisationsenergi, elektronegativitet och bindning.

Referensdata

Fysikaliska och atomära egenskaper

Klassificeringövergångsmetall

Aggregationstillstånd vid rumstemperaturfast ämne

Elektronskal2 · 8 · 18 · 32 · 10 · 2

Densitet13.31 g/cm³

Smältpunkt2 504 K (2 231 °C)

Kokpunkt4 876 K (4 603 °C)

Pauling-elektronegativitet1.3

Första jonisationsenergi658.5 kJ/mol

Elektronaffinitet17.18 kJ/mol

Värdena beskriver grundämnet eller den neutrala atomen där det är relevant. Fysikaliska data kan bero på allotropi, tryck, renhet och mätförhållanden.

Historia

Upptäckt och identifiering

Upptäckten av hafnium förknippas i denna historiska uppgift med Dirk Coster. Erkännande som grundämne, isolering av ett rent prov och den senare definitionen genom atomnummer skedde inte nödvändigtvis samtidigt.

Isotoper

Hur isotopsammansättningen påverkar talen

Standardatomvikten är 178.486(6). Värdet beskriver den naturliga isotopsammansättningen i terrestert material och är inte massan hos en enda bestämd atom.

Hafnium har minst en stabil isotop. Isotoper har samma antal protoner och är därför samma grundämne, men de har olika antal neutroner och olika atommassa.

Säkerhet

Hantering och exponering

Risken med hafnium beror på kemisk form, dos och exponeringsväg. Grundämnet, dess joner och dess föreningar kan ha mycket olika biologiska och miljömässiga effekter; säkerhetsdata måste därför bedömas för det konkreta ämnet.