ธาตุเคมี · หน้าข้อมูลอ้างอิง

72Hf

แฮฟเนียม

แฮฟเนียมเป็นธาตุเคมีที่มีเลขอะตอม 72 และสัญลักษณ์ Hf อยู่ในคาบ 6 หมู่ 4 บล็อก d ที่อุณหภูมิห้องสถานะอ้างอิงคือของแข็ง และมีการจัดเรียงอิเล็กตรอน [Xe] 4f14 5d2 6s2

เลขอะตอม72

น้ำหนักอะตอมมาตรฐาน178.486(6)

หมู่4

คาบ6

บล็อกd

การจัดเรียงอิเล็กตรอน[Xe] 4f14 5d2 6s2

โครงสร้างอิเล็กตรอน

อะไรควบคุมเคมีของธาตุนี้

อิเล็กตรอนในออร์บิทัล d มีบทบาทโดยตรงต่อเคมีของแฮฟเนียมพลังงานที่ใกล้กันของอิเล็กตรอน s และ d ทำให้โลหะแทรนซิชันเกิดออกซิเดชันสถานะหลายค่า สารเชิงซ้อน และพฤติกรรมการเร่งปฏิกิริยาได้

การจัดเรียงอิเล็กตรอนของแฮฟเนียมคือ [Xe] 4f14 5d2 6s2 เมื่อเกิดสารประกอบ การเติมออร์บิทัล d อาจเปลี่ยนไป จึงส่งผลต่อสี แม่เหล็กพันธะ และความไวต่อปฏิกิริยา

รูปแบบทางเคมี

สารประกอบ ไอออน และวัสดุ

รูปแบบสำคัญของแฮฟเนียมได้แก่ โลหะ โลหะผสม ออกไซด์ เฮไลด์ และสารเชิงซ้อน พลังงานของอิเล็กตรอน s และ d ที่ใกล้กันทำให้เกิดออกซิเดชันสถานะหลายค่า และลิแกนด์สามารถเปลี่ยนสี สมบัติแม่เหล็กและความไวต่อปฏิกิริยาได้

พฤติกรรมทางกายภาพ

สถานะและการเปลี่ยนสถานะ

ที่อุณหภูมิห้อง สถานะอ้างอิงคือของแข็ง ความหนาแน่นที่ระบุคือ 13.31 g/cm³ จุดหลอมเหลวคือ 2 504 K (2 231 °C) จุดเดือดคือ 4 876 K (4 603 °C) ความดัน ความบริสุทธิ์ โครงสร้างผลึก และอัญรูปสามารถทำให้ค่าที่วัดเปลี่ยนได้ จึงควรอ่านข้อมูลทางกายภาพพร้อมเงื่อนไขการวัด

การพบและการใช้งาน

พบแฮฟเนียมที่ไหนและนำไปใช้อย่างไร

ในทางปฏิบัติแฮฟเนียมพบการใช้งานในด้าน การควบคุมเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์, ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ และ โลหะผสม เหตุผลของการใช้งานอาจมาจากสมบัติของธาตุบริสุทธิ์ โลหะผสม สารประกอบ หรือไอโซโทปเฉพาะ จึงควรพิจารณารูปทางเคมีควบคู่กับการใช้งานเสมอ

ตัวอย่างการใช้งานจริง

ตัวอย่างการใช้งานในโลกจริง

การควบคุมเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

ไอโซโทปบางชนิดของแฮฟเนียมดูดกลืนนิวตรอนได้ดี จึงมีประโยชน์ในวัสดุควบคุมปฏิกิริยานิวเคลียร์

ไมโครอิเล็กทรอนิกส์

ในงานไมโครอิเล็กทรอนิกส์แฮฟเนียมถูกใช้เพราะสมบัติทางไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ หรือออปโตอิเล็กทรอนิกส์ของธาตุและสารประกอบของมันสามารถควบคุมการนำไฟฟ้า การเก็บประจุ หรือการตอบสนองต่อแสงได้

โลหะผสม

ในงานโลหะผสม มีการเติมแฮฟเนียมเพื่อปรับความแข็งแรง ความแข็ง ความต้านทานการกัดกร่อน พฤติกรรมการหลอม หรือสมบัติที่อุณหภูมิสูงของโลหะ

ตำแหน่งในตารางธาตุ

ธาตุข้างเคียงบอกอะไรเรา

แฮฟเนียมอยู่ในคาบ 6 และหมู่ 4 ธาตุข้างเคียงจริงในตาราง ได้แก่ อิตเทรียม, เซอร์โคเนียม, ไนโอเบียมการเปรียบเทียบตำแหน่งเหล่านี้ช่วยให้เห็นแนวโน้มของขนาดอะตอม พลังงานไอออไนเซชัน พันธะ และความไวต่อปฏิกิริยาได้โดยตรง

ข้อมูลอ้างอิง

สมบัติทางกายภาพและอะตอม

การจัดประเภทโลหะแทรนซิชัน

สถานะที่อุณหภูมิห้องของแข็ง

ชั้นอิเล็กตรอน2 · 8 · 18 · 32 · 10 · 2

ความหนาแน่น13.31 g/cm³

จุดหลอมเหลว2 504 K (2 231 °C)

จุดเดือด4 876 K (4 603 °C)

อิเล็กโตรเนกาติวิตีแบบพอลิง1.3

พลังงานไอออไนเซชันลำดับแรก658.5 kJ/mol

สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน17.18 kJ/mol

เมื่อเหมาะสม ค่าต่าง ๆ อธิบายธาตุหรืออะตอมเป็นกลาง สมบัติทางกายภาพอาจขึ้นอยู่กับอัญรูป ความดัน ความบริสุทธิ์ และเงื่อนไขการวัด

ประวัติ

การค้นพบและการระบุชนิด

แฮฟเนียมถูกระบุจากสมบัติทางกายภาพและเคมีที่โดดเด่นระหว่างพัฒนาการของวิชาเคมี ปัจจุบันนิยามธาตุนี้อย่างแน่นอนด้วยเลขอะตอมและโครงสร้างอะตอม ไม่ใช่เพียงลักษณะของตัวอย่างที่มองเห็นได้

ไอโซโทปและน้ำหนักอะตอม

องค์ประกอบไอโซโทปเปลี่ยนตัวเลขอย่างไร

น้ำหนักอะตอมมาตรฐานของแฮฟเนียมคือ 178.486(6) ค่านี้เป็นค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักขององค์ประกอบไอโซโทปในวัสดุธรรมชาติ ไม่ใช่มวลของอะตอมเดี่ยว

ไอโซโทปของแฮฟเนียมมีจำนวนโปรตอนเท่ากันจึงเป็นธาตุเดียวกัน แต่มีจำนวนนิวตรอนและมวลอะตอมต่างกัน สัดส่วนไอโซโทปธรรมชาติสามารถทำให้ค่าน้ำหนักอะตอมมาตรฐานเปลี่ยนได้

ความปลอดภัย

การจัดการและการสัมผัส

ความเสี่ยงของแฮฟเนียมขึ้นอยู่กับรูปทางเคมี ปริมาณ และเส้นทางการสัมผัส ธาตุบริสุทธิ์ ไอออน และสารประกอบอาจมีผลต่อร่างกายและสิ่งแวดล้อมต่างกัน จึงควรตรวจข้อมูลความปลอดภัยของสารจริงเสมอ