Hafnium

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Gå til: navigasjon, søk
Hafnium
Hf-TableImage.png
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
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 /mol
Tetthet 13 310 kg/m³
Hardhet 5,5 (Mohs skala)
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.

Historie[rediger | rediger kilde]

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.

Hafniumatomets elektronskall

Egenskaper[rediger | rediger kilde]

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

Isotoper[rediger | rediger kilde]

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.[1]

CAS-nummer: 7440-58-6

Forekomst[rediger | rediger kilde]

Rent hafnium

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.

Anvendelse[rediger | rediger kilde]

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.

Referanser[rediger | rediger kilde]