Hafnio

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Hafnio
Hf-crystal bar.jpg
Zr
  Hexagonal.svg
 
72
Hf
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Hf
Rf
LutecioHafnioTántalo
Táboa periódica dos elementos
[[Ficheiro:{{{espectro}}}|300px|center]]
Liñas espectrais do Hafnio
Información xeral
Nome, símbolo, número Hafnio, Hf, 72
Serie química Metal de transición
Grupo, período, bloque 4, 6, d
Densidade 13310 kg/m3
Dureza 5,5
Aparencia Gris
N° CAS 7440-58-6
N° EINECS 231-166-4
Propiedades atómicas
Masa atómica 178,49(2)[1] u
Radio medio 155 pm
Radio atómico (calc) 208 pm
Radio covalente 150 pm
Radio de van der Waals {{{radio_van_der_waals}}} pm
Configuración electrónica [Xe]4f14 5d2 6s2
Electróns por nivel de enerxía 2, 8, 18, 32, 10, 2
Estado(s) de oxidación 4, 3, 2
Óxido Anfótero
Estrutura cristalina hexagonal
Propiedades físicas
Estado ordinario Sólido
Punto de fusión 2506 K
Punto de ebulición 4876 K
Punto de inflamabilidade {{{P_inflamabilidade}}} K
Entalpía de vaporización 575 kJ/mol
Entalpía de fusión 24,06 kJ/mol
Presión de vapor 0,00112 Pa a 2500 K
Temperatura crítica  K
Presión crítica  Pa
Volume molar {{{volume_molar}}} m3/mol
Velocidade do son 3010 m/s a 293.15 K (20 °C)
Varios
Electronegatividade (Pauling) 1,3
Calor específica 140 J/(K·kg)
Condutividade eléctrica 3,12·106 S/m
Condutividade térmica 23 W/(K·m)
1.ª Enerxía de ionización 658,5 kJ/mol
2.ª Enerxía de ionización 1440 kJ/mol
3.ª Enerxía de ionización 2250 kJ/mol
4.ª Enerxía de ionización {{{E_ionización4}}} kJ/mol
5.ª Enerxía de ionización {{{E_ionización5}}} kJ/mol
6.ª Enerxía de ionización {{{E_ionización6}}} kJ/mol
7.ª Enerxía de ionización {{{E_ionización7}}} kJ/mol
8.ª enerxía de ionización {{{E_ionización8}}} kJ/mol
9.ª Enerxía de ionización {{{E_ionización9}}} kJ/mol
10.ª Enerxía de ionización {{{E_ionización10}}} kJ/mol
Isótopos máis estables
iso AN Período MD Ed PD
MeV
172Hf Sintético 1,87 a ε 0,350 172Lu
174Hf 0,16% 2·1015 a α 2,495 170Yb
176Hf 5,26% estable con 104 neutróns
177Hf 18,60% estable con 105 neutróns
178Hf 27,28% estable con 106 neutróns
179Hf 13,62% estable con 107 neutróns
180Hf 35,08% estable con 108 neutróns
182Hf Sintético 9·106 β- 0,373 182Ta
Nota: unidades segundo o SI e en CNPT, salvo indicación contraria.

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 aliaxes con volframio en filamentos e en eléctrodos. 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.

Notas[editar | editar a fonte]

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Commons
Commons ten máis contidos multimedia sobre: Hafnio

Ligazóns externas[editar | editar a fonte]