Hafnij

Hafnij, ₇₂Hf

Hafnij
Izgovarjava	IPA: [háfnij]
Videz	jekleno siv
Standardna atomska teža Ar, std(Hf)	178,486(6)[1]
Hafnij v periodnem sistemu
Vodik Helij Litij Berilij Bor (element) Ogljik Dušik Kisik Fluor Neon Natrij Magnezij Aluminij Silicij Fosfor Žveplo Klor Argon Kalij Kalcij Skandij Titan (element) Vanadij Krom Mangan Železo Kobalt Nikelj Baker Cink Galij Germanij Arzen Selen Brom Kripton Rubidij Stroncij Itrij Cirkonij Niobij Molibden Tehnecij Rutenij Rodij Paladij Srebro Kadmij indij Kositer Antimon Telur Jod Ksenon Cezij Barij Lantan Cerij Prazeodim Neodim Prometij Samarij Evropij Gadolinij Terbij Disprozij Holmij Erbij Tulij Iterbij Lutecij Hafnij Tantal Volfram Renij Osmij Iridij Platina Zlato Živo srebro Talij Svinec Bizmut Polonij Astat Radon Francij Radij Aktinij Torij Protaktinij Uran (element) Neptunij Plutonij Americij Kirij Berkelij Kalifornij Ajnštajnij Fermij Mendelevij Nobelij Lavrencij Raderfordij Dubnij Siborgij Borij Hasij Majtnerij Darmštatij Rentgenij Kopernicij Nihonij Flerovij Moskovij Livermorij Tenes Oganeson Zr ↑ Hf ↓ Rf lutecij ← hafnij → tantal
Vrstno število (Z)	72
Skupina	skupina 4
Perioda	perioda 6
Blok	blok d
Razporeditev elektronov	[Xe] 4f14 5d2 6s2
Razporeditev elektronov po lupini	2, 8, 18, 32, 10, 2
Fizikalne lastnosti
Faza snovi pri STP	trdnina
Tališče	2233 °C
Vrelišče	4603 °C
Gostota (blizu s.t.)	13,31 g/cm3
v tekočem stanju (pri TT)	12 g/cm3
Talilna toplota	27,2 kJ/mol
Izparilna toplota	648 kJ/mol
Toplotna kapaciteta	25,73 J/(mol·K)
Parni tlak P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k pri T (°C) 2.416 2.681 3.004 3.406 3.921 4.603
Lastnosti atoma
Oksidacijska stanja	−2, 0, +1, +2, +3, +4 (amfoterni oksid)
Elektronegativnost	Paulingova lestvica: 1,3
Ionizacijske energije	1.: 658,5 kJ/mol 2.: 1440 kJ/mol 3.: 2250 kJ/mol
Atomski polmer	empirično: 159 pm
Kovalentni polmer	175±10 pm
Spektralne črte hafnija
Druge lastnosti
Pojavljanje v naravi	prvobitno
Kristalna struktura	​heksagonalna gosto zložena (hgz)
Hitrost zvoka tanka palica	3010 m/s (pri 20 °C)
Temperaturni raztezek	5,9 µm/(m⋅K) (pri 25 °C)
Toplotna prevodnost	23,0 W/(m⋅K)
Električna upornost	331 nΩ⋅m (pri 20 °C)
Magnetna ureditev	paramagnetik[2]
Magnetna susceptibilnost	+75,0·10−6 cm3/mol (at 298 K)[3]
Youngov modul	78 GPa
Strižni modul	30 GPa
Stisljivostni modul	110 GPa
Poissonovo razmerje	0,37
Mohsova trdota	5,5
Trdota po Vickersu	1520–2060 MPa
Trdota po Brinellu	1450–2100 MPa
Številka CAS	7440-58-6
Zgodovina
Poimenovanje	po Hafnia, latinsko ime za København, kjer so element odkrili
Prediction	Dmitrij Mendelejev (1869)
Odkritje in prva izolacija	Dirk Coster in George de Hevesy (1922)
Najpomembnejši izotopi hafnija
Izo­top Pogos­tost Razpolovni čas (t1/2) Razpadni način Pro­dukt 172Hf sint. 1,87 let ε 172Lu 174Hf 0,16% 2×1015 let α 170Yb 176Hf 5,26% stabilen 177Hf 18,60% stabilen 178Hf 27,28% stabilen 178m2Hf sint. 31 let IT 178Hf 179Hf 13,62% stabilen 180Hf 35,08% stabilen 182Hf sint. 8,9×106 let β− 182Ta
Kategorija: Hafnij prikaži · pogovor · uredi · zgodovina | reference

Hafnij je sijoča, srebrna, gnetljiva kovina, odporna proti koroziji, kemično podobna cirkoniju^[4] – zaradi enakega števila valentnih elektronov, ki so v isti skupini, pa tudi zaradi relativističnih učinkov; pričakovani porast atomskega polmera pri prehodu s periode 5 na 6 skoraj natančno izniči lantanidno kontrakcijo. Hafnij se iz svoje alfa oblike, heksagonalne telesno centrirane rešetke, spreminja v svojo beta obliko, v telesno centrirano kubično mrežo pri 2388 K.^[5] Cirkonijeve nečistoče močno vplivajo na fizične lastnosti kovinskih vzorcev hafnija, zlasti lastnosti, saj je ta dva elementa zaradi njunih podobnosti med najteže ločiti.

Opazna fizična razlika med tema kovinama je njuna gostota: cirkonij ima približno polovico gostote hafnija. Najpomembnejše jedrske lastnosti hafnija sta njegov visok presek za termalne nevtrone nevtronov in dejstvo, da jedra več različnih izotopov hafnija zlahka absorbirajo dva in več nevtronov.^[4] V nasprotju s tem je cirkonij praktično prozoren za termične nevtrone in se pogosto uporablja za kovinske sestavne dele jedrskih reaktorjev – zlasti za obloge njihovih jedrskih gorivnih palic .

1. ↑ Meija, Juris; in sod. (2016). »Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)«. Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
2. ↑ Lide, D. R., ur. (2005). »Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds«. CRC Handbook of Chemistry and Physics (PDF) (86th izd.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
3. ↑ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. str. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
4. ↑ ^{4,0 4,1} Schemel, J. H. (1977). ASTM Manual on Zirconium and Hafnium. ASTM International. str. 1–5. ISBN 978-0-8031-0505-8.
5. ↑ O'Hara, Andrew; Demkov, Alexander (2014). »Oxygen and nitrogen diffusion in alpha-hafnium from first principles«. Applied Physics Letters. 104 (21): 211909. Bibcode:2014ApPhL.104u1909O. doi:10.1063/1.4880657.