Хімічний елемент · довідкова сторінка

72Hf

Гафній

Гафній (Hf) — хімічний елемент з атомним номером 72. Він розташований у періоді 6, групі 4, d-блоці. За кімнатної температури проста речовина зазвичай тверда. Атомний номер дорівнює числу протонів у ядрі й однозначно визначає елемент.

Атомний номер72

Стандартна атомна маса178.486(6)

Група4

Період6

Блокd

Електронна конфігурація[Xe] 4f14 5d2 6s2

Електронна будова

Що визначає хімічні властивості

Елемент «Гафній» належить до d-блоку. Близькі енергії s- і d-електронів дають змогу реалізувати кілька ступенів окиснення та різноманітну координаційну хімію.

Конфігурацію [Xe] 4f14 5d2 6s2 важливо розглядати разом зі ступенем окиснення: заповнення d-орбіталей впливає на колір, магнетизм, тип зв’язків і реакційну здатність.

Хімічні форми

Сполуки, йони та матеріали

Важливі хімічні форми елемента «Гафній» включають металевий стан і сплави, оксиди, галогеніди та координаційні сполуки. Кілька ступенів окиснення пов’язані, зокрема, з близькими енергіями s- і d-електронів.

Фізичні властивості

Стан і фазові переходи

За кімнатної температури проста речовина перебуває у твердому стані. Густина: 13.31 g/cm³. Температура плавлення: 2 504 K (2 231 °C). Температура кипіння: 4 876 K (4 603 °C). Вимірювані фізичні величини можуть залежати від тиску, чистоти зразка та кристалічної структури.

Поширення та застосування

Де трапляється і як застосовується Гафній?

На практиці елемент «Гафній» або його сполуки використовують у таких напрямах: Керування ядерними реакторами, Мікроелектроніка та Сплави. Конкретна роль залежить від хімічної форми та властивості, яку потрібно використати.

На практиці

Приклади реального застосування

Керування ядерними реакторами

Елемент «Гафній» у вигляді відповідного ізотопу або сполуки використовують у задачах, пов’язаних із ядерними реакціями, нейтронами, випромінюванням або радіохімією.

Мікроелектроніка

Елемент «Гафній» та його сполуки застосовують в електронних компонентах, напівпровідниках, контактах або функціональних шарах, де важливі електричні властивості.

Сплави

Елемент «Гафній» додають до деяких сплавів, щоб змінити міцність, корозійну стійкість, жаростійкість або інші властивості матеріалу.

Положення в періодичній системі

Що показують сусідні елементи

Елемент «Гафній» розташований у періоді 6, групі 4 та d-блоці; класифікація: перехідний метал. Порівняння з елементами тієї самої групи показує подібність валентної електронної будови, а рух уздовж періоду — закономірні зміни радіуса, енергії йонізації, електронегативності та характеру зв’язків.

Довідкові дані

Фізичні та атомні властивості

Класифікаціяперехідний метал

Стан за кімнатної температуритвердий стан

Електронні оболонки2 · 8 · 18 · 32 · 10 · 2

Густина13.31 g/cm³

Температура плавлення2 504 K (2 231 °C)

Температура кипіння4 876 K (4 603 °C)

Електронегативність за Полінгом1.3

Перша енергія йонізації658.5 kJ/mol

Спорідненість до електрона17.18 kJ/mol

Значення стосуються елемента або нейтрального атома там, де це доречно. Фізичні величини можуть залежати від алотропної форми, тиску, чистоти та умов вимірювання.

Історія

Відкриття та ідентифікація

Історія вивчення елемента «Гафній» охоплює розпізнавання його хімічної індивідуальності, виділення або одержання речовини та подальший точний опис як елемента з атомним номером 72.

Ізотопи та атомна маса

Як ізотопний склад впливає на значення

Стандартна атомна маса дорівнює 178.486(6). Це не маса одного конкретного атома, а зважене середнє, що відповідає типовому ізотопному складу природної речовини.

Елемент «Гафній» має принаймні один стабільний ізотоп. Усі ізотопи мають однакову кількість протонів, але різняться кількістю нейтронів і масою атома.

Безпека

Поводження та вплив

Ризики під час роботи з елементом «Гафній» залежать від хімічної форми, дози та шляху впливу. Проста речовина, йони та сполуки можуть істотно різнитися за біологічною й екологічною дією, тому слід орієнтуватися на дані для конкретної речовини.