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 |
Show more, including: Heats, Energies, Oxidation,
Reactions, Compounds, Radii, Conductivities
| 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 |
| elektrisk ledningsförmåga | 3.4 x 106 S M-1 |
| frysning/Smältpunkt: | 2230 oC, 2503 k |
hafnium Metal är en silverfärg. Det verkar normalt ganska grå på grund av oxidskiktet det bildar i luft. Hafniumpulver, utan oxidskiktet, kan antändas spontant i luften. Bild Ref., (1)
upptäckten av Hafnium
hafniums existens förutspåddes ursprungligen av den ryska kemisten Dmitri Mendeleev. I sin 1869 bok ”The Periodic Law of the Chemical Elements” förutspådde han förekomsten av ett element med liknande egenskaper till, men tyngre än titan och zirkonium.
1911 trodde Georges Urbain, upptäckaren av den sällsynta jorden lutetium, att han hade upptäckt element 72 under sin spektralanalys av sällsynta jordartsmetaller. Han kallade detta nya element celtium, men tre år senare visade det sig vara en blandning av redan upptäckta lanthanider., (2)
1921 föreslog Neils Bohr till Ungersk kemist Georg von Hevesy att leta efter det saknade elementet i zirkoniummalm. (3) Enligt Bohrs kvantteori om atomstruktur skulle dessa metaller ha liknande kemiska egenskaper, så det fanns en god chans att de skulle hittas i samma malm.
Efter Bohrs råd upptäckte Hevesy och nederländsk fysiker Dirk Coster hafnium 1923 med hjälp av röntgenspektroskopi för att analysera zirkoniummalmer.
Anton Eduard van Arkel och Jan Hendrik de Boer har hittat en metod för att producera hög renhet hafnium 1925., Hafnium tetrajodide (HfI4) sönderdelas på en vit varm volfram filament skapa en kristall bar av ren hafnium. Detta är känt som crystal bar processen.
elementet kallades Hafnium efter det latinska namnet ”Hafnia”, vilket betyder Köpenhamn, den stad där elementet upptäcktes.
kristallstruktur av hafniumkarbid (HfC)., Detta är den mest eldfasta (värmebeständiga) förening som är känd för två element i 1:1-förhållande.
Hafnium används i kärnreaktorkontrollstavar i atomubåtar
vit hafnium (IV) oxid (HfO2). Hafniumoxidbaserade föreningar införs i kiselflis för att producera mindre, högpresterande processorer med förbättrad energieffektivitet.,
utseende och egenskaper
skadliga effekter:
Hafnium anses vara giftfritt. I pulverform är det pyroforiskt (kan antändas spontant).
egenskaper:
Hafnium är en glänsande, silverfärgad, segjärnsmetall.
kemiskt liknar zirkonium.
När det finns i föreningar finns hafnium mestadels i oxidationstillståndet IV.
Hafnium motstår korrosion på grund av bildandet av en oxidfilm på exponerade ytor.
det påverkas inte av alla syror (förutom vätefluorid) och alla alkalier.,
hafnium reagerar med halogenerna för att bilda tetrahalider, och vid höga temperaturer reagerar det med kol, bor, kväve, syre, kisel och svavel.
användning av Hafnium
Hafnium används för kärnreaktorstyrstavar på grund av dess förmåga att absorbera neutroner och dess goda mekaniska och korrosionsbeständiga egenskaper. Detta är i fullständig kontrast till zirkonium, som även är kemiskt är mycket lik hafnium, är mycket dålig på att absorbera neutroner., Zirkonium används därför i beklädnaden (yttre skiktet) av bränslestavar genom vilka det är viktigt att neutroner kan resa lätt.
Hafnium används också i fotografiska blixtlampor, glödlampor och i elektronisk utrustning som katoder och kondensatorer.
hafniumlegeringar med flera andra metaller, såsom järn, niob, tantal och Titan.
hafnium-niobiumlegeringar är till exempel värmebeständiga och används i flyg-och rymdapplikationer, till exempel rymdraketmotorer.,
Hafniumkarbid används för att linja högtemperaturugnar / ugnar på grund av dess eldfasta egenskaper (det smälter inte vid höga temperaturer).
Hafniumbaserade föreningar används i grind isolatorer i 45 nm generering av integrerade kretsar för datorer.
Hafniumoxidbaserade föreningar införs i kiselbaserade marker för att producera mindre, mer energieffektiva och prestandapakackade processorer(4).
överflöd och isotoper
överflöd jordskorpan: 3.3 delar per miljon i vikt, 0.,4 delar per miljon av mol
överflöd solsystem: 1 del per miljard i vikt, 0,01 delar per miljard av mol
kostnad, ren: $120 per 100g
kostnad, bulk: $ per 100g
källa: Hafnium finns inte Fri i naturen men finns i de flesta zirkoniummineraler i en koncentration av mellan en och fem procent. Kommersiellt framställs hafnium som en biprodukt av zirkoniumraffinering. Detta görs med hjälp av Krollprocessen, reducerar tetrakloriden med magnesium eller med natrium.,
- foto av Deglr6328
- Per Enghag, Encyclopedia of the Elements: Technical Data – History – Processing – Applications, 2008, John Wiley & söner, p527.
- Bob Weintraub, George De Hevesy (1885 1966) (pdf-dokument).
- Aile Tamm, Atomic Layer Deposition Av Hög Permittivity Isolatorer Från Cyclopentadienyl-Baserade Prekursorer, 2010, Tartu University Press, m18.,
citera denna sida
för online-länkning, kopiera och klistra in något av följande:
<a href="https://www.chemicool.com/elements/hafnium.html">Hafnium</a>
eller
<a href="https://www.chemicool.com/elements/hafnium.html">Hafnium Element Facts</a>
för att citera denna sida i ett akademiskt dokument, använd följande MLA-kompatibel citat:
"Hafnium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 17 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/hafnium.html>.