Hafnium

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi

Hafnium
Hafniums plass i periodesystemet
Basisdata
Navn	Hafnium
Symbol	Hf
Atomnummer	72
Utseende	stålgrå
Plass i periodesystemet
Gruppe	4
Periode	6
Blokk	d
Kjemisk serie	transisjonsmetall
Atomegenskaper
Atomvekt	178,49 u
Empirisk atomradius	155 pm
Kalkulert atomradius	208 pm
Kovalent atomradius	150 pm
van der Waal-radius
Elektronkonfigurasjon	[Xe] 4f14 5d2 6s2
Elektroner per energinivå	2, 8, 18, 32, 10, 2
Oksidasjonstilstander	4
Krystallstruktur	heksagonal
Fysiske egenskaper
Stofftilstand	fast stoff
Smeltepunkt	2 233 °C
Kokepunkt	4 603 °C
Molart volum	13,44 · 10-6 m3/mol
Tetthet	13 310 kg/m3
Hardhet	5,5 (Mohs skala)
Kritisk temperatur
Kritisk trykk
Kritisk tetthet
Fordampningsvarme	630 kJ/mol
Smeltevarme	25,5 kJ/mol
Damptrykk	0,00013 Pa ved 1 930 K
Lydfart	30 010 m/s
Diverse
Elektronegativitet etter Pauling-skalaen	1,3
Spesifikk varmekapasitet	140 J/(kg · K)
Elektrisk ledningsevne	3,12 · 106 S/m
Termisk ledningsevne	23 W/(m · K)
Første ionisasjonspotensiale	658,5 kJ/mol
Andre ionisasjonspotensiale	1 440 kJ/mol
Tredje ionisasjonspotensiale	2 250 kJ/mol
SI-enheter & STP er brukt, hvis ikke annet er nevnt. MV = Manglende verdi – legg gjerne inn.

Hafnium er et grunnstoff med kjemisk symbol Hf og atomnummer 72. Atommassen (u) er 178,5.

Innhold 1 Historie 2 Egenskaper 2.1 Isotoper 3 Forekomst 4 Anvendelse

[rediger] Historie

Dmitrij Mendelejevs tabell over periodesystemet fra 1869 hadde forutsett eksistensen av et tyngre stoff tilsvarende titan og zirkonium, men i 1871 plasserte han lantan på denne plassen.

En ledig plass til et hittil uoppdaget grunnstoff nummer 72 ble påpekt av Henry Moseley i 1914. Hafnium ble oppdaget av danske Dirk Costner og ungarske George von Hevesy i 1923 i København, Danmark, ved hjelp av røntgenspektroskopi av en prøve med norsk zirkonium-malm. Funnet bekreftet dermed Mendelejevs antagelser fra 1869.

Hafnium fikk navnet sitt fra Hafnia, som er det latinske navnet på Niels Bohrs hjemby København.

[rediger] Egenskaper

Hafnium er et skinnende sølvfarget transisjonsmetall som er formbart og korrosjonsbestandig. I romtemperert luft dannes raskt et passiviserende oksidsjikt. På grunn av det passiviserende oksidsjiktet er hafnium uløselig i de fleste syrer, med unntak av flussyre og kongevann. Hafnium er motstandsdyktig overfor konsentrerte baser, men vil reagere med halogener. Ved høyere temperaturer reagerer det med oksygen, nitrogen, karbon, bor, svovel og silisium. Det har mange kjemiske likheter med zirkonium, mens den største fysiske forskjellen er at hafnium har nesten dobbel så høy tetthet som zirkonium. En annen forskjell er at hafnium absorberer nøytroner 600 ganger mer effektivt enn zirkonium. I pulverform er hafnium svært brannfarlig, og det kan selvantenne.

Hafniumkarbid er meget varmebestandig med smeltetemperatur på over 3 890 °C, og hafniumnitrid er det mest bestandige av alle kjente metall-nitrider, med smeltepunkt på 3 310 °C

[rediger] Isotoper

Naturlig forekommende hafnium består av 6 isotoper hvorav 5 er stabile: ¹⁷⁶Hf (5,26%), ¹⁷⁷Hf (18,6%), ¹⁷⁸Hf (27,28%), ¹⁷⁹Hf (13,62%) og ¹⁸⁰Hf (35,08%), og 1 er ustabil: ¹⁷⁴Hf (0,16%) med halveringstid 2 · 10¹⁵ år. I tillegg er 30 kunstig fremstilte ustabile isotoper kjent, hvorav de mest stabile er: ¹⁸²Hf med halveringstid 8,88 · 10⁶ år, ¹⁸¹Hf med halveringstid 42,384 dager og ¹⁷³Hf med halveringstid 23,6 dager. De resterende isotopene har alle halveringstider på mindre enn 1 døgn, og de fleste mindre enn 1 time.

CAS-nummer: 7440-58-6

[rediger] Forekomst

Hafnium forekommer ikke naturlig i ren form. Det finnes alltid i mineraler som inneholder zirkonium. Det faktum at hafnium alltid opptrer sammen med zirkonium - som har veldig like egenskaper - gjør at fremstilling av rent hafnium er en vanskelig prosess. Andelen av hafnium i jordskorpen er omkring 5 ppm. Silikatet zirkon er den viktigste zirkonium-kilden, og dermed også den viktigste hafnium-kilden. Hafnium finnes også i alvitt, thortveititt og i hafniumsilikatet hafnon.

[rediger] Anvendelse

På grunn av sin evne til å absorbere nøytroner, brukes hafnium i kontrollstaver i kjernefysiske reaktorer. Hafnium brukes også i forskjellige metall-legeringer og i elektroder i plasmabrennere.