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 |
| Polarizabilidad de volumen | 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 |
| conductividad Eléctrica | 3.4 x 106 S m-1 |
| Congelación/punto de Fusión: | 2230 oC, 2503 K |
Hafnio metal es un color de plata. Normalmente aparece bastante gris debido a la capa de óxido que forma en el aire. El polvo de hafnio, sin la capa de óxido, puede inflamarse espontáneamente en el aire. Imagen Ref., (1)
El Descubrimiento de hafnio
la existencia de hafnio fue predicha originalmente por el químico ruso Dmitri Mendeleev. En su libro de 1869 «the Periodic Law of the Chemical Elements» predijo la existencia de un elemento con propiedades similares, pero más pesado que el titanio y el circonio.
en 1911, Georges Urbain, el descubridor de la tierra rara lutecio, pensó que había descubierto el elemento 72 durante su análisis espectral de tierras raras. Llamó a este nuevo elemento celtio, pero tres años más tarde se demostró que era una mezcla de lantánidos ya descubiertos., (2)
en 1921, Neils Bohr sugirió al químico húngaro Georg von Hevesy que buscara el elemento faltante en los minerales de circonio. (3) según la teoría cuántica de la estructura atómica de Bohr, estos metales tendrían propiedades químicas similares, por lo que había una buena probabilidad de que se encontraran en los mismos minerales.
siguiendo el Consejo de Bohr, Hevesy y el físico holandés Dirk Coster descubrieron el hafnio en 1923 utilizando espectroscopia de rayos x para analizar minerales de circonio.
Anton Eduard van Arkel y Jan Hendrik de Boer descubrieron un método para producir hafnio de alta pureza en 1925., Tetraioduro de hafnio (HfI4) se descompone en un filamento de tungsteno blanco caliente creando una barra de cristal de hafnio puro. Esto se conoce como el proceso de la barra de cristal.
el elemento fue llamado hafnio por el nombre latino ‘Hafnia’, que significa Copenhague, la ciudad donde se descubrió el elemento.
la estructura de Cristal de carburo de hafnio (HfC)., Este es el compuesto más refractario (resistente al calor) conocido de dos elementos cualesquiera en relación 1:1.
el Hafnio es utilizado en el reactor nuclear de las barras de control en submarinos nucleares
Blanco hafnio (IV) óxido (HfO2). Los compuestos a base de óxido de hafnio se están introduciendo en los chips de silicio para producir procesadores más pequeños y de alto rendimiento con una mayor eficiencia energética.,
Apariencia y Características
los efectos Nocivos:
el Hafnio es considerado no tóxico. En forma de polvo es pirofórico (puede inflamarse espontáneamente).
Características:
el hafnio es un metal lustroso, plateado y dúctil.
químicamente es similar al circonio.
cuando está presente en compuestos, el hafnio existe principalmente en el estado de oxidación IV.
el hafnio resiste la corrosión debido a la formación de una película de óxido en superficies expuestas.
no se ve afectado por todos los ácidos (excepto el fluoruro de hidrógeno) y todos los álcalis.,
el hafnio reacciona con los halógenos para formar tetrahalidos, y a altas temperaturas reacciona con carbono, boro, nitrógeno, oxígeno, silicio y azufre.
usos del hafnio
el hafnio se utiliza para varillas de control de reactores nucleares debido a su capacidad para absorber neutrones y sus buenas cualidades mecánicas y de resistencia a la corrosión. Esto contrasta completamente con el circonio, Que aunque químicamente es muy similar al hafnio, es muy pobre en absorber neutrones., Por lo tanto, el circonio se utiliza en el revestimiento (capa exterior) de barras de combustible a través de las cuales es importante que los neutrones puedan viajar fácilmente.
el hafnio también se usa en bombillas fotográficas, filamentos de bombillas y en equipos electrónicos como cátodos y condensadores.
aleaciones de hafnio con varios otros metales, como hierro, niobio, tantalio y titanio.
Las aleaciones de hafnio-niobio, por ejemplo, son resistentes al calor y se utilizan en aplicaciones aeroespaciales, como motores de cohetes espaciales.,
El carburo de hafnio se utiliza para alinear hornos / hornos de alta temperatura debido a sus propiedades refractarias (no se derrite a altas temperaturas).
los compuestos a base de hafnio se utilizan en aisladores de puerta en la generación de circuitos integrados de 45 nm para computadoras.
los compuestos a base de óxido de hafnio se están introduciendo en los chips a base de silicio para producir procesadores más pequeños, más eficientes energéticamente y con mayor rendimiento(4).
abundancia e isótopos
abundancia corteza terrestre: 3.3 partes por millón en peso, 0.,4 partes por millón por moles
abundancia sistema solar: 1 parte por mil millones por Peso, 0.01 partes por mil millones por moles
costo, puro: 1 120 por 100g
costo, a granel: bulk por 100g
Fuente: el hafnio no se encuentra libre en la naturaleza, pero se encuentra en la mayoría de los minerales de zirconio en una concentración de entre uno y cinco por ciento. Comercialmente, el hafnio se produce como subproducto del refinado de circonio. Esto se hace mediante el proceso Kroll, reduciendo el tetracloruro con magnesio o con sodio.,
- Fotos por Deglr6328
- Por Enghag, la Enciclopedia de los Elementos: Datos Técnicos – Historia – Procesamiento de las Aplicaciones, 2008, John Wiley & Hijos, p527.
- Bob Weintraub, George de Hevesy (1885 1966) (documento pdf).
- Aile Tamm, Atomic Layer Deposition of High-Permittivity Insulators From Cyclopentadienyl-Based Precursors, 2010, Tartu University Press, p18.,
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"Hafnium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 17 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/hafnium.html>.