Właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastka hafn
Liczba atomowa 72 lub Hf
Obrazy w wysokiej rozdzielczości pierwiastków chemicznych / Wikimedia Commons / CC BY 3.0
Hafn to pierwiastek przewidziany przez Mendelejew (o sławie układu okresowego pierwiastków), zanim został faktycznie odkryty. Oto zbiór zabawnych i interesujących faktów na temat hafnu, a także standardowych danych atomowych dla tego pierwiastka.
Fakty dotyczące pierwiastka hafnu
Świeży, czysty hafn to metal o jasnym, srebrzystym połysku. Jednak hafn utlenia się tworząc piękny efekt tęczowej powierzchni.
Mendelejew przewidział istnienie hafnu w raporcie, który przygotował w 1869 roku. Był to jeden z dwóch nieradioaktywnych pierwiastków, które uważano za istniejące, ale nie zostały zweryfikowane. Została ostatecznie odkryta w 1923 roku przez Georga von Hevesy'ego i Dirka Costera za pomocą promieni rentgenowskich spektroskopia na próbce rudy cyrkonu. Nazwa elementu honoruje miasto jego odkrycia (Hafnia to stara nazwa Kopenhagi).
Jak można się spodziewać, hafn nie występuje w naturze w postaci wolnej. Zamiast tego tworzy związki i stopy. Ponieważ oba metale mają podobne występowanie i właściwości, hafn jest niezwykle trudny do oddzielenia cyrkon . Większość metalicznego hafnu ma pewien stopień zanieczyszczenia cyrkonem. Chociaż hafn występuje w rudach (głównie cyrkon i baddeleyit), nie jest on tak reaktywny jak większość metali przejściowych.
Gdy hafn jest sproszkowany, zwiększona powierzchnia poprawia jego reaktywność. Sproszkowany hafn łatwo się zapala i może eksplodować.
Hafn znajduje zastosowanie jako środek stopowy dla żelaza, tytanu, niobu i tantalu. Znajduje się w układach scalonych, lampach próżniowych i żarówkach. Hafn jest używany w reaktorach jądrowych, głównie jako pręty kontroli jądrowej, ponieważ hafn jest wyjątkowo silnym pochłaniaczem neutronów. Jest to jedna istotna różnica między hafnem a jego siostrzanym pierwiastkiem cyrkonem – cyrkon jest zasadniczo przezroczysty dla neutronów.
Hafn w czystej postaci nie jest szczególnie toksyczny, ale stanowi zagrożenie dla zdrowia, szczególnie w przypadku wdychania. Ze związkami hafnu należy obchodzić się ostrożnie, podobnie jak z każdym związkiem metalu przejściowego, ponieważ formy jonowe mogą być niebezpieczne. Przeprowadzono tylko ograniczone testy dotyczące wpływu związków hafnu na zwierzęta. Wszystko, co naprawdę wiadomo, to to, że hafn zwykle wykazuje wartościowość z 4.
Hafn znajduje się w kamieniach szlachetnych: cyrkonie i granatach. Hafn w granatach może być używany jako geochronometr, co oznacza, że może służyć do datowania metamorficznych zdarzeń geologicznych.
Dane atomowe hafnu
Nazwa elementu: Hafn
Symbol hafnu: Hf
Liczba atomowa: 72
Masa atomowa: 178,49
Klasyfikacja elementów: Metal przejściowy
Konfiguracja elektronów: [Pojazd] 4f145ddwa6sdwa
Odkrycie: Dirk Coster i Georg von Hevesy 1923 (Dania)
Nazwa pochodzenia: Hafnia, łacińska nazwa Kopenhagi
Gęstość (g/cm3): 13.31
Temperatura topnienia (K): 2503
Temperatura wrzenia (K): 5470
Wygląd zewnętrzny: srebrzysty, plastyczny metal
Promień atomowy (po południu): 167
Objętość atomowa (cm3/mol): 13,6
Promień kowalencyjny (pm): 144
Promień jonowy: 78 (+4e)
Ciepło właściwe (@20°C J/g mol): 0,146
Ciepło syntezy (kJ/mol): (25.1)
Ciepło parowania (kJ/mol): 575
Pauling Negative Numer: 1,3
Pierwsza energia jonizacyjna (kJ/mol): 575,2
Stany utleniania: 4
Struktura sieci: sześciokątny
Stała sieci (Å): 3200
Stosunek C/A sieci: 1,582
Szybkie posty z hafnem
- Hevesy, G. Odkrycie i właściwości hafnu . Recenzje chemiczne, tom. 2, nie. 1, Amerykańskie Towarzystwo Chemiczne (ACS), kwiecień 1925, s. 1–41.
- Greenwood, N N i A Earnshaw. Chemia pierwiastków . Butterworth Heinemann, 1997, s. 971-975.
- Lee, O. Ivan. Mineralogia hafnu . Recenzje chemiczne, tom. 5, nie. 1, Amerykańskie Towarzystwo Chemiczne (ACS), kwiecień 1928, s. 17–37.
- Schematl, JH. Podręcznik Astm dotyczący cyrkonu i hafnu . Filadelfia: American Society for Testing and Materials, 1977, s. 1-5.
- Zachód, Robert C. CRC Handbook of Chemistry and Physics . Boca Raton, Fla: CRC Press, 1984, s. E110.