The chemical element hafnium is classed as a transition metal . It was discovered in 1923 by Georg von Hevesy and Dirk Coster.
Data Zone
| Classification: | Hafnium is a transition metal |
| Color: | silvery |
| Atomic weight: | 178.,49 |
| State: | solid |
| Melting point: | 2230 oC, 2503 K |
| Boiling point: | 4600 oC, 4873 K |
| Electrons: | 72 |
| Protons: | 72 |
| Neutrons in most abundant isotope: | 108 |
| Electron shells: | 2,8,18,32,10,2 |
| Electron configuration: | 4f14 5d2 6s2 |
| Density @ 20oC: | 13.,2 g/cm3 |
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| Atomic volume: | 13.6 cm3/mol |
| Structure: | hcp: hexagonal close pkd |
| Hardness: | 5.5 mohs |
| Specific heat capacity | 0.14 J g-1 K-1 |
| Heat of fusion | 27.2 kJ mol-1 |
| Heat of atomization | 621 kJ mol-1 |
| Heat of vaporization | 575.,0 kJ mol-1 |
| 1st ionization energy | 658.5 kJ mol-1 |
| 2nd ionization energy | 1440 kJ mol-1 |
| 3rd ionization energy | 2250 kJ mol-1 |
| Electron affinity | 178 kJ mol-1 |
| Minimum oxidation number | 0 |
| Min. common oxidation no. | 0 |
| Maximum oxidation number | 4 |
| Max. common oxidation no. | 4 |
| Electronegativity (Pauling Scale) | 1.,3 |
| Polarizability volume | 16.,none |
| Oxide(s) | HfO2 |
| Hydride(s) | HfH2 |
| Chloride(s) | HfCl4 |
| Atomic radius | 155 pm |
| Ionic radius (1+ ion) | – |
| Ionic radius (2+ ion) | – |
| Ionic radius (3+ ion) | – |
| Ionic radius (1- ion) | – |
| Ionic radius (2- ion) | – |
| Ionic radius (3- ion) | – |
| Thermal conductivity | 23.,2 W m-1 K-1 |
| conductivité Électrique | 3.4 x 106 S m-1 |
| Congélation/point de Fusion: | 22 h 30 oC, 2503 K |
Hafnium métal est de couleur argent. Il apparaît normalement plutôt gris à cause de la couche d’oxyde qu’il forme dans l’air. La poudre d’Hafnium, sans la couche d’oxyde, peut s’enflammer spontanément dans l’air. Image Ref., (1)
découverte de L’Hafnium
L’existence de L’Hafnium a été initialement prédite par le chimiste russe Dmitri Mendeleïev. Dans son 1869 livre « La Loi Périodique des Éléments Chimiques” il a prédit l’existence d’un élément ayant des propriétés similaires, mais plus lourd que le titane et le zirconium.
en 1911, Georges Urbain, le découvreur du lutétium des terres rares, pensait avoir découvert l’élément 72 lors de son analyse spectrale des terres rares. Il a appelé ce nouvel élément celtium, mais trois ans plus tard, il s’est avéré être un mélange de lanthanides déjà découverts., (2)
en 1921, Neils Bohr suggère au chimiste hongrois Georg von Hevesy de rechercher l’élément manquant dans les minerais de zirconium. (3) selon la théorie quantique de la structure atomique de Bohr, ces métaux auraient des propriétés chimiques similaires, il y avait donc de fortes chances qu’ils se trouvent dans les mêmes minerais.
suivant les conseils de Bohr, Hevesy et le physicien néerlandais Dirk Coster ont découvert l’hafnium en 1923 en utilisant la spectroscopie des rayons x pour analyser les minerais de zirconium.
Anton Eduard van Arkel et Jan Hendrik De Boer ont découvert une méthode de production d’hafnium de haute pureté en 1925., Le tétraiodure d’Hafnium (HfI4) est décomposé sur un filament de tungstène chaud blanc créant une barre cristalline d’hafnium pur. Ceci est connu comme le processus de la barre de cristal.
L’élément a été appelé Hafnium d’après le nom Latin ‘Hafnia,’ signifiant Copenhague, la ville où l’élément a été découvert.
structure en Cristal de carbure d’hafnium (HfC)., C’est le composé le plus réfractaire (résistant à la chaleur) connu de deux éléments quelconques dans un rapport de 1:1.
Hafnium est utilisé dans les réacteurs nucléaires barres de contrôle dans les sous-marins nucléaires
Blanc hafnium (IV) oxyde d’azote (HfO2). Des composés à base d’oxyde d’Hafnium sont introduits dans les puces de silicium pour produire des processeurs plus petits et de haute performance avec une efficacité énergétique améliorée.,
Apparence et Caractéristiques
effets Néfastes:
Hafnium est considéré comme non toxique. Sous forme de poudre, il est pyrophorique (peut s’enflammer spontanément).
caractéristiques:
L’Hafnium est un métal lustré, argenté et ductile.
Chimiquement, il est similaire au zirconium.
lorsqu’il est présent dans des composés, l’hafnium existe principalement à l’état d’oxydation IV.
L’Hafnium résiste à la corrosion en raison de la formation d’un film d’oxyde sur les surfaces exposées.
Il n’est pas affecté par tous les acides (à l’exception du fluorure d’hydrogène) et tous les alcalis.,
Hafnium réagit avec les halogènes pour former zrx, et à haute température, il réagit avec le carbone, le bore, l’azote, l’oxygène, le silicium et le soufre.
utilisations du Hafnium
le Hafnium est utilisé pour les barres de commande de réacteurs nucléaires en raison de sa capacité à absorber les neutrons et de ses bonnes qualités de résistance mécanique et à la corrosion. Ceci est en contraste complet avec le zirconium, qui bien que chimiquement est très similaire à hafnium, est très pauvre à absorber les neutrons., Le Zirconium est donc utilisé dans le revêtement (couche externe) des barres de combustible à travers lequel il est important que les neutrons puissent voyager facilement.
L’Hafnium est également utilisé dans les ampoules Flash photographiques, les filaments d’ampoules et dans les équipements électroniques comme cathodes et condensateurs.
alliages D’Hafnium avec plusieurs autres métaux, tels que le fer, le niobium, le tantale et le titane.
Les alliages Hafnium-niobium, par exemple, sont résistants à la chaleur et sont utilisés dans des applications aérospatiales, telles que les moteurs de fusées spatiales.,
Le carbure D’Hafnium est utilisé pour aligner les fours / fours à haute température en raison de ses propriétés réfractaires (il ne Fond pas à haute température).
Les Composés à base D’Hafnium sont utilisés dans les isolateurs de grille dans la génération de circuits intégrés 45 nm pour Ordinateurs.
des composés à base d’oxyde D’Hafnium sont introduits dans des puces à base de silicium pour produire des processeurs plus petits, plus économes en énergie et plus performants(4).
abondance et Isotopes
abondance croûte terrestre: 3,3 parties par million en poids, 0.,4 parties par million par moles
abondance système solaire: 1 partie par milliard en poids, 0,01 parties par milliard par moles
coût, pur: 120 per par 100g
coût, en vrac: $par 100g
Source: L’Hafnium ne se trouve pas libre dans la nature, mais se trouve dans la plupart des minéraux de zirconium à une concentration comprise entre un et cinq pour cent. Commercialement, l’hafnium est produit comme sous – produit du raffinage du zirconium. Ceci est fait en utilisant le processus Kroll, en réduisant le tétrachlorure avec du magnésium ou avec du sodium.,
- Photo par Deglr6328
- Par Enghag, Encyclopédie des Éléments: Données Techniques – Histoire – Traitement des Demandes, 2008, John Wiley & Fils, p527.
- Bob Weintraub, George de Hevesy (1885 1966) (document pdf).
- Aile Tamm, le Dépôt de couches Atomiques De Haute Permittivité Isolateurs De Cyclopentadiényle à Base de Précurseurs, 2010, Université de Tartu Presse, p18.,
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"Hafnium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 17 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/hafnium.html>.