72
Hf
178.5

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
分極率ボリューム 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.,2W m-1K-1
電気伝導率 3.4x106S m-1
凍結/融点: 2230oC,2503K

ハフニウム金属は銀色です。 それは通常、空気中で形成される酸化物層のためにかなり灰色に見える。 酸化物層のないハフニウム粉末は、空気中で自発的に発火する可能性があります。 イメージ参照。, (1)

ハフニウムの発見

ハフニウムの存在は、もともとロシアの化学者ドミトリー-メンデレーエフによって予測された。 1869年の著書”化学元素の周期法則”で、彼はチタンやジルコニウムと同様の性質を持つが重い元素の存在を予測した。

1911年、希土類ルテチウムの発見者であるジョルジュ-ウルバンは、希土類のスペクトル分析中に元素72を発見したと考えた。 彼はこの新しい元素をケルチウムと呼んだが、三年後にそれはすでに発見されたランタニドの混合物であることが示された。, (2)

1921年、Neils Bohrはハンガリーの化学者Georg von Hevesyに、ジルコニウム鉱石に含まれていない元素を探すことを提案しました。 （3）ボーアの原子構造の量子理論によると、これらの金属は同様の化学的性質を有するので、同じ鉱石で発見される可能性が高かった。

ボーアの助言に従って、Hevesyとオランダの物理学者Dirk Costerは1923年にジルコニウム鉱石を分析するためにx線分光法を用いてハフニウムを発見した。

Anton Eduard van ArkelとJan Hendrik de Boerは1925年に高純度のハフニウムを製造する方法を発見しました。, 四ヨウ化ハフニウム（HfI4）は、純粋なハフニウムの結晶バーを作成する白いホットタングステンフィラメント上で分解されます。 これは水晶棒プロセスとして知られています。

この元素は、元素が発見された都市コペンハーゲンを意味するラテン語の名前”Hafnia”にちなんでHafniumと呼ばれました。

炭化ハフニウム（HfC）の結晶構造。, これは、1：1の比率で任意の二つの元素の中で知られている最も耐火（耐熱性）化合物である。

ハフニウムは原子力潜水艦の原子炉制御棒に使用されます

白色酸化ハフニウム(IV)(HfO2)。 ハフニウム酸化物ベースの化合物は、エネルギー効率を向上させた小型で高性能なプロセッサを製造するために、シリコンチップに導入されて,

外観と特性

有害な影響：

ハフニウムは無毒であると考えられています。 粉末状では、それは発火性である（自発的に発火することができる）。特徴:

ハフニウムは光沢がある、銀色の、延性がある金属です。

化学的にはジルコニウムに似ています。

化合物中に存在する場合、ハフニウムは主に酸化状態IVで存在する。

ハフニウムは露出表面に酸化膜が形成されるため腐食に抵抗する。

それはすべての酸（フッ化水素を除く）およびすべてのアルカリによって影響を受けません。,

ハフニウムはハロゲンと反応してテトラハライドを形成し、高温では炭素、ホウ素、窒素、酸素、ケイ素および硫黄と反応する。

ハフニウムの使用

ハフニウムは、中性子を吸収する能力とその優れた機械的および耐食性の性質のために、原子炉制御棒に使用される。 これは化学的にハフニウムに非常に類似しているが、中性子を吸収することで非常に悪いジルコニウムと完全に対照にあります。, 従ってジルコニウムは中性子が容易に移動できることが重要である燃料棒のクラッディング（外の層）で使用されます。

ハフニウムは、写真用フラッシュ電球、電球フィラメント、および陰極およびコンデンサとしての電子機器にも使用される。

鉄、ニオブ、タンタルおよびチタンのような他のいくつかの金属とのハフニウム合金。

ハフニウム-ニオブ合金は、例えば、耐熱性であり、宇宙ロケットエンジンなどの航空宇宙用途に使用される。,

炭化ハフニウムは、その耐火特性（高温で溶融しない）のために高温炉/窯を並べるために使用されます。

ハフニウムベースの化合物は、コンピュータ用の集積回路の45nm世代のゲート絶縁体に使用されています。

酸化ハフニウム系化合物をシリコン系チップに導入し、より小型でエネルギー効率が高く高性能なパックプロセッサを製造している(4)。

豊富さと同位体

豊富さ地球の地殻：重量百万あたり3.3部、0。,モルによって百万あたり4部

豊富な太陽系：重量によって億あたり1部、モルによって億あたり0.01部

コスト、純粋な：$120 100gあたり

コスト、バルク：$100gあたり

ソース：ハフニウムは自然界では無料では見つからないが、ほとんどのジルコニウム鉱物に含まれている。 商業的には、ハフニウムはジルコニウム精製の副生成物として製造される。 これはマグネシウムまたはナトリウムが付いている四塩化物を減らすKrollプロセスを使用してされます。,

  1. 写真Deglr6328
  2. Per Enghag,Encyclopedia of Elements:Technical Data–History–Processing–Applications,2008,John Wiley&息子、p527。
  3. Bob Weintraub,George De Hevesy(1885 1966)(pdfドキュメント).
  4. Aile Tamm,シクロペンタジエニル系前駆体からの高誘電率絶縁体の原子層蒸着,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>.