Hafniu

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72 Hf
Tabla completa • Tabla enantada
Gris aceru
Información xeneral
Nome, símbolu, númberu	Hafniu, Hf, 72
Serie química	Metales de transición
Grupu, periodu, bloque	4, 6, d
Masa atómica	178,49 u
Configuración electrónica	[Xe]4f^14 5d^2 6s^2
Durez Mohs	5,5
Electrones per nivel	2, 8, 18, 32, 10, 2
Propiedaes atómiques
Radiu mediu	155 pm
Electronegatividá	1,3 (Pauling)
Radiu atómicu (calc)	208 pm (Radiu de Bohr)
Radiu covalente	150 pm
Estáu(aos) d'oxidación	4, 3, 2
Óxidu	Anfótero
Propiedaes físiques
Estáu ordinariu	Sólidu (paramagnético)
Densidá	13310 kg/m³
Puntu de fusión	2506 K (2233 °C)
Puntu de bullidura	4876 K (4603 °C)
Entalpía de vaporización	575 kJ/mol
Entalpía de fusión	24,06 kJ/mol
Presión de vapor	0,00112 Pa a 2500 K
Varios
Estructura cristalina	Hexagonal
Nᵘ CAS	7440-58-6
Nᵘ EINECS	231-166-4
Calor específica	140 J/(K·kg)
Conductividá llétrica	3,12·10⁶ S/m
Conductividá térmica	23 W/(m·K)
Módulu elásticu	78 GPa
Coeficiente de Poisson	0,37
Velocidá del soníu	3010 m/s a 293,15 K (20 °C)
Isótopos más estables
Artículu principal: Isótopos del hafniu
iso AN Periodu MD Ed PD MeV ^172Hf 1,87 a 0,350 ^172Lu ^174Hf 2·10^15 a 2,495 ^170Yb ^176Hf Estable con 104 neutrones ^177Hf Estable con 105 neutrones ^178Hf Estable con 106 neutrones ^179Hf Estable con 107 neutrones ^180Hf Estable con 108 neutrones ^182Hf 9·10⁶ 0,373 ^182Ta
Valores nel SI y condiciones normales de presión y temperatura, sacante que se diga lo contrario.
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El hafniu ye un elementu químicu de númberu atómicu 72 que s'atopa nel grupu 4 de la tabla periódica de los elementos y simbolízase como Hf.

Ye un metal de transición, brillante, gris-plateado, químicamente bien paecíu al circoniu, atopándose nos mesmos minerales y compuestos, y siendo difícil dixebralos. Usar n'aleaciones con wolframiu en filamentos y n'electrodos. Tamién s'utiliza como material de barres de control de reactores nucleares por cuenta de la so capacidá d'absorción de neutrones. Apocayá, convirtióse nel material utilizáu pa fabricar los transistores de los procesadores de la conocida marca Intel.

Principales propiedaes

Ye un metal dúctil, brillante, plateado y resistente al escomiu; químicamente bien similar al circoniu. Estos dos elementos tienen el mesmu númberu d'electrones nes sos capes esteriores y los sos radios iónicos son bien similares por cuenta de la contraición de los lantánidos. Por eso son bien difíciles de dixebrar (los procesos xeolóxicos nun los dixebraron y na naturaleza atópense xuntos) y nun hai otros elementos químicos que se paezan más ente sigo. Les úniques aplicaciones pa les cualos ye necesariu dixebralos ye naquelles nes que s'utilicen poles sos propiedaes d'absorción de neutrones, en reactores nucleares.

El carburu de hafniu (HfC) ye'l compuestu binariu más refractariu conocíu, con un puntu de fusión de 3.890 °C, y el nitruro de hafniu (HfN) ye'l más refractariu de tolos nitruros metálicos conocíos, con un puntu de fusión de 3.310 °C. El carburu mistu de hafniu y tantaliu (Ta4HfC5) ye'l compuestu múltiple con más altu puntu de fusión conocíu, 4.215 °C.

El hafniu ye resistente a les bases concentraes, pero los halóxenos pueden reaccionar con él pa formar tetrahaluros de hafniu (HfX₄). A temperatures altes puede reaccionar con osíxenu, nitróxenu, carbonu, boru, azufre y siliciu.

Aplicaciones

El hafniu utilizar pa fabricar barres de control emplegaes en reactores nucleares, como les que pueden atopase en submarinos nucleares, por cuenta de que la seición de captura de neutrones del hafniu ye unes 600 vegaes la del circoniu, colo cual tien una alta capacidá d'absorción de neutrones, y amás tien unes propiedaes mecániques bien bones, según una alta resistencia al escomiu. Otres aplicaciones:

• En llámpares de gas y incandescentes.
• En catalizadores pa polimerización metalocénica.
• Pa esaniciar osíxenu y nitróxenu de tubos de vacíu.
• N'aleaciones de fierro, titaniu, niobiu, tantaliu y otres aleaciones metáliques.
• En xineru de 2007, anuncióse como parte fundamental d'una nueva teunoloxía de microprocesadores, desenvuelta xebradamente por IBM ya Intel, en reemplazu del siliciu pero namái nel dieléctricu de compuerta del transistor, nel restu del dispositivu sigue utilizándose siliciu que ye'l material de base tradicional.[1][2] Archiváu 2007-02-11 en Wayback Machine
• Unu de los sos derivaos, en concretu l'óxidu de Hafniu tien un índiz de refraición entemediu ente'l siliciu y l'aire. Esti compuestu emplegar na transición ente estos dos interfaces nos dispositivos fotónicos de Si, amenorgando d'esta manera les perdes debíes a reflexones.

Historia

Llamóse hafniu pol nome de Copenhague en llatín, Hafnia, la ciudá danesa onde foi afayáu por Dirk Coster y George Hevesy en 1923. Poco dempués predíxose, usando la teoría de Bohr, que taría acomuñáu col circoniu, y finalmente atopóse nel circón por aciu unos analises con espectroscopia de rayos X en Noruega.

Dixebrar del circoniu por aciu recristalizaciones socesives por Jantzen y von Hevesey. El hafniu metálicu preparar por primer vegada por Anton Eduard van Arkel y Jan Hendrik de Boer pasando tetrayoduro de hafniu (HfI₄) por un filamentu caliente de wolframiu.

Llogru

Atópase siempres xunto al circoniu nos sos mesmos compuestos, pero nun s'atopa como elementu llibre na naturaleza. Ta presente, como amiestos, nos minerales de circoniu, como'l circón (ZrSiO₄) y otres variedaes d'ésti (como l'alvita), conteniendo ente un 1 y un 5% de hafniu.

Por cuenta de la química casi idéntica que presenten el circoniu y el hafniu, ye bien difícil dixebralos. Aproximao la metá de tol hafniu metálicu producíu llógrase como subproductu de la purificación del circoniu. Esto fai amenorgando'l tetracloruru de hafniu (HfCl₄) con magnesiu o sodiu nel procesu de Kroll.

Procuros

Ye necesariu tener cuidu al trabayar el hafniu pos cuando s'estrema en partícules pequeñes ye pirofóricu y puede amburar bonalmente en contautu col aire. Los compuestos que contienen esti metal raramente tán en contautu cola mayor parte de les persones y el metal puro nun ye especialmente tóxicu, pero tolos sos compuestos tendríen de remanase como si fueren tóxicos (anque les primeres evidencies nun paecen indicar un riesgu bien alto).

Referencies

Enllaces esternos

• Wikimedia Commons tien conteníu multimedia tocante a Hafniu.
• WebElements.com - Hafnium
• EnvironmentalChemistry.com - Hafnium