Hafnio

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Lutecio - Hafnio - Tántalo
Zr
Hf
Rf  
 
 
Hf-TableImage.png
Xeral
Nome, símbolo, número Hafnio, Hf, 72
Serie química Metal de transición
Grupo, período, bloque 4, 6, d
Densidade, dureza Mohs 13310 kg/m³, 5,5
Cor Gris aceiro
Hf-crystal bar.jpg
Propiedades atómicas
Masa atómica 178,49 u
Radio medio 155 pm
Radio atómico calculado 208 pm
Radio covalente 150 pm
Radio de Van der Waals Sen datos
Configuración electrónica [Xe]4f14 5d2 6s2
Estado de oxidación (óxido) 4 (anfótero)
Estrutura cristalina hexagonal
Propiedades físicas
Estado da materia Sólido
Punto de fusión 2506 K (2233erC)
Punto de ebulición 4876 K (4603erC)
Entalpía de vaporización 575 kJ/mol
Entalpía de fusión 24,06 kJ/mol
Presión de vapor 0,00112Pa a 2500K
Velocidade do son 3010 m/s a 293,15 K
Información diversa
Electronegatividade 1,3 (Pauling)
Calor específica 140 J/(kg·K)
Condutividade eléctrica 3,12 × 106 m-1·Ω-1
Condutividade térmica 23 W/(m·K)
1er potencial de ionización 658,5 kJ/mol
2° potencial de ionización 1440 kJ/mol
Isótopos máis estables
iso. AN Período de semidesintegración MD ED MeV PD
172Hf Sintético 1,87 a ε 0,350 172Lu
174Hf 0,16% 2 × 1015 a α 2,495 170Yb
176Hf 5,26% Hf é estable con 104 neutróns
177Hf 18,60% Hf é estable con 105 neutróns
178Hf 27,28% Hf é estable con 106 neutróns
179Hf 13,62% Hf é estable con 107 neutróns
180Hf 35,08% Hf é estable con 108 neutróns
182Hf Sintético 9 × 106 a β 0,373 182Ta
Valores no SI e condicións normais
(0 ºC e 1 atm), agás indicación en contra.
Calculado a partir de distintas lonxitudes
de enlace covalente, metálico ou iónico.

O hafnio é un elemento químico de número atómico 72 que se atopa no grupo 4 da táboa periódica dos elementos e simbolízase como Hf.

É un metal de transición, brillante, gris-prateado, quimicamente moi parecido ao circonio, atopándose nos mesmos minerais e compostos, e sendo difícil separalos. Úsase en aleacións con volframio en filamentos e en electrodos. Tamén se utiliza como material de barras de control de reactores nucleares debido á súa capacidade de absorción de neutróns.

Propiedades[editar | editar a fonte]

É un metal dúctil, brillante, prateado e resistente á corrosión; quimicamente moi similar ao circonio. Estes dous elementos teñen o mesmo número de electróns nas súas capas exteriores e os seus radios iónicos son moi similares debido á contracción dos lantánidos. Por isto son moi difíciles de separar (os procesos xeolóxicos non os deron separado e na natureza encóntranse xuntos) e non hai outros elementos químicos que se parezan tanto entre si. As únicas aplicacións para as que é necesario separalos é para o seu uso polas súas propiedades de absorción de neutróns, en reactores nucleares.

O carburo de hafnio (HfC) é o composto binario máis refractario coñecido, cun punto de fusión de 3.890 °C, e o nitruro de hafnio (HfN) é o máis refractario de todos os nitruros metálicos coñecidos, cun punto de fusión de 3.310 °C. O carburo mixto de hafnio e tántalo (Ta4HfC5) é o composto múltiple co punto de fusión máis alto coñecido, 4.215 °C.

O hafnio é resistente ás bases concentradas, mais os halóxenos poden reaccionar con este para formar tetrahaluros de hafnio (HfX4). A temperaturas altas pode reaccionar co osíxeno, nitróxeno, carbono, boro, xofre e silicio.

Aplicacións[editar | editar a fonte]

Utilízase para fabricar barras de control instaladas en reactores nucleares, como as que se poden encontrar en submarinos nucleares, debido a que a sección de captura de neutróns do hafnio é unhas 600 veces a do circonio, polo que ten unha alta capacidade de absorción de neutróns, e ademais ten unhas propiedades mecánicas óptimas, así como unha alta resistencia á corrosión. Outras aplicacións son:

  • En lámpadas de gas e incandescentes.
  • En catalizadores para polimerización metalocénica.
  • Para eliminar osíxeno e nitróxeno de tubos de baleiro.
  • En aliaxes de ferro, titanio, niobio, tántalo e outras.
  • En xaneiro de 2007, anunciouse como parte fundamental dunha nova tecnoloxía de microprocesadores, creados separadamente por IBM e Intel, en substitución do silicio, que é o material tradicional.

Historia[editar | editar a fonte]

Denominouse hafnio polo nome de Copenhague en latín, Hafnia, pois foi nesta cidade danesa onde foi descuberto este elemento por Dirk Coster e Georg von Hevesy en 1923. Pouco despois predíxose, usando a teoría de Bohr, que estaría asociado co circonio, e pouco despois encontrouse no circón mediante unhas análise con espectroscopia de raios X en Noruega.

Foi separado do circonio mediante recristalizacións sucesivas por Jantzen e von Hevesey. O hafnio metálico preparárono por primeira vez Anton Eduard van Arkel e Jan Hendrik de Boer, pasando tetraioduro de hafnio (HfI4) por un filamento aquecido de volframio.

Obtención[editar | editar a fonte]

Atópase sempre co circonio nos seus mesmos compostos, non existindo como elemento libre na natureza. Está presente, como mestura, en minerais como o circón (ZrSiO4) e variedades deste, en porcentaxes de entre un 1 e un 5%.

Debido á química case idéntica que presentan o circonio e o hafnio, é moi complexo separalos. Aproximadamente a metade de todo o hafnio metálico producido obtense como subproduto da purificación do circonio. Isto faise reducindo o tetracloruro de hafnio (HfCl4) con magnesio ou sodio co proceso de Kroll.

Perigos[editar | editar a fonte]

Hai que ter tino en traballos co hafnio cando se divide en partículas pequenas, pois é pirofórico e pode arder espontaneamente en contacto co aire.

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Outros artigos[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas[editar | editar a fonte]

Commons
Commons ten máis contidos multimedia sobre: Hafnio