Hafnium

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából.

72 lutécium ← hafnium → tantál Zr ↑ Hf ↓ Rf 72 Hf Periódusos rendszer
Általános
Név, vegyjel, rendszám	hafnium, Hf, 72
Elemi sorozat	átmenetifémek
Csoport, periódus, mező	4, 6, d
Megjelenés	szürke acélos
Atomtömeg	178,49(2) g/mol
Elektronszerkezet	[Xe] 4f14 5d2 6s2
Elektronok héjanként	2, 8, 18, 32, 10, 2
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot	szilárd
Sűrűség (szobahőm.)	13,31 g/cm³
Sűrűség (folyadék) az o.p.-on	12 g/cm³
Olvadáspont	2506 K (2233 °C, 4051 °F)
Forráspont	4876 K (4603 °C, 8317 °F)
Olvadáshő	27,2 kJ/mol
Párolgáshő	571 kJ/mol
Moláris hőkapacitás	(25 °C) 25,73 J/(mol·K)
Gőznyomás P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 2689 2954 3277 3679 4194 4876
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet	hexagonális
Oxidációs állapotok	4 (amfoter oxid)
Elektronegativitás	1,3 (Pauling-skála)
Ionizációs energia	1.: 658,5 kJ/mol
	2.: 1440 kJ/mol
	3.: 2250 kJ/mol
Atomsugár	155 pm
Atomsugár (számított)	208 pm
Kovalens sugár	150 pm
Egyebek
Mágnesség	nincs adat
Fajlagos ellenállás	(20 °C) 331 nΩ·m
Hővezetési tényező	(300 K) 23,0 W/(m·K)
Hőtágulási tényező	(25 °C) 5,9 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd)	(20 °C) 3010 m/s
Young-modulus	78 GPa
Nyírási modulus	30 GPa
Bulk modulusz	110 GPa
Poisson-arányszám	0,37
Mohs-keménység	5,5
Vickers-keménység	1760 MPa
Brinell-keménység	1700 HB
CAS-szám	7440-58-6
Fontosabb izotópok
Fő cikk: Hafnium izotópjai Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t. 172Hf mest. 1,87 év ε 0,350 172Lu 174Hf 0,162% 2 E15 év α 2,495 170Yb 176Hf 5,206% Hf stabil 104 neutronnal 177Hf 18,606% Hf stabil 105 neutronnal 178Hf 27,297% Hf stabil 106 neutronnal 179Hf 13,629% Hf stabil 107 neutronnal 180Hf 35,1% Hf stabil 108 neutronnal 182Hf mest. 9 E6 év β 0,373 182Ta
Hivatkozások

A hafnium egy kémiai elem, amely a periódusos rendszerben a 72-es rendszámot viseli. Nevét Koppenhága latin elnenevezéséből származtatják - Hafnia - ahol a hafniumot felfedezték. Ezüstszürke, csillogó, korrózióálló emellett a titáncsoport átmenetifém tagja. A hafnium nagyon hasonló tulajdonságkokkal bír, mint a periódusos rendszerben felette elhelyezkedő cirkónium. Biológiai szervezetben való előfurdulásáról nincsenek adatok, normál esetben nem fordul elő emberi szervezetben és nem is mérgező arra.

Tartalomjegyzék 1 Története 2 Előfordulása 3 Kinyerése és Előállítása 4 Források

[szerkesztés] Története

A hafnium az egyik utolsó nem radioaktív elem a periódusos rendszerben. Az első bizonyítékára annak, hogy létezik egy elem a Lutécium és a Tantál közt, az 1912-ben megfogalmazott Moseley-törvény mutatott rá. Henry Mosely megpróbálta 1914-ben az ismeretlen - de a törvény alapján 72-es rendszámmal igenis létező - kémiai elemet ritkaföldi ásványokból (ma Lantanidák) kimutatni. Ez azonban sikertelen volt.

1922-ben Niels Bohr egyik nyilvános munkájában - mely az magfizikát tárgyalta - megjósolta, hogy valahol a lantanidák között a lutetiummal bezárólag kell lennie és a cirkóniummal hasonlóságot kell mutatnia. Egy évvel később Kopenhágában Dirk Coster és Hevesy György norvég cirkonból röntgespektroszkópiával mutatták ki a hafnium létezését. További ásványok vizsgálatával kiderült, hogy a hafnium mindig a cikóniumtartalmú árványokban van jelen. Szétválasztásuk Jantzennek és Hevesynek diammónum- és dikáliumfluorid kikristályosításán keresztül sikerült megoldani. Az elemi hafniumot ezután nátriummal történő redukcióval nyerték ki.

[szerkesztés] Előfordulása

Hafniumot a földkéreg 49-tízmilliomod részben tartalmaz (4,9 ppm), így a Földön nem sűrűn fordul elő. Gyakoriságát tekintve a brómmal és a céziummal egyező, de a régóta ismert aranynál vagy higanynál mégis gyakoribb. A hafnium sem tiszta- sem saját ásványként nem fordul elő. Ezzel szemben minden cirkónium-ásvány, mint a cirkon és baddeleyit tartalmaz hafniumot, mely legtöbbször 2%-a a cirkóniumtartalomnak (kb. 1-5 tömegszázalék hafnium). Egy a kevés ásvány közül - mely több hafniumot mint a cirkóniumot tartalmaz - az alvit [(Hf,Th,Zr)SiO4].

Bányászata a cirkóniummal együtt folyik leginkább Ausztriában és Dél-Afrikában. Hafniumból a még bányászható mennyiséget 1,1 millió tonnára becsülik (beleértve a halfniumoxidot vegyületeket is).

[szerkesztés] Kinyerése és Előállítása

Hogy a hafniumot kinyerjük szükség van annak a cirkóniumtól való szétválasztására. Ezt a folyamatot teljesen külön kell folyadék-folyadék szétválasztásal elvégezni, melynek alapja, hogy a hafnium- ill. cirkónium-só különbözőképpen oldódik fel a speciális oldószerben.
...

[szerkesztés] Források

Német Wikipédia azonos szócikke