Hafnium

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Hopp til navigering Hopp til søk
Hafnium
Hf-TableImage.png
Basisdata
NavnHafnium
SymbolHf
Atomnummer72
Utseendestålgrå
Plass i periodesystemet
Gruppe4
Periode6
Blokkd
Kjemisk serietransisjonsmetall
Atomegenskaper
Atomvekt178,49 u
Empirisk atomradius155 pm
Kalkulert atomradius208 pm
Kovalent atomradius150 pm
Elektronkonfigurasjon[Xe] 4f14 5d2 6s2
Elektroner per energinivå2, 8, 18, 32, 10, 2
Oksidasjonstilstander4
Krystallstrukturheksagonal
Fysiske egenskaper
Stofftilstandfast stoff
Smeltepunkt2 233 °C
Kokepunkt4 603 °C
Molart volum13,44 · 10-6 /mol
Tetthet13 310 kg/m³
Hardhet5,5 (Mohs skala)
Fordampningsvarme630 kJ/mol
Smeltevarme25,5 kJ/mol
Damptrykk0,00013 Pa ved 1 930 K
Lydfart30 010 m/s
Diverse
Elektronegativitet etter Pauling-skalaen1,3
Spesifikk varmekapasitet140 J/(kg · K)
Elektrisk ledningsevne3,12 · 106 S/m
Termisk ledningsevne23 W/(m · K)
Første ionisasjonspotensiale   658,5 kJ/mol
Andre ionisasjonspotensiale1 440 kJ/mol
Tredje ionisasjonspotensiale2 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]