Hafnio
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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.
Índice |
Propiedades [editar]
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 tantalio (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]
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, tantalio 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]
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]
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]
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.
