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Hafnium
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Hafnium
Allgemeines
Name	Hafnium
Symbol	hf
Ordnungszahl	72
Gruppe	Titangruppe
Zeitspanne	Zeitraum 6
Block	D-Block
Serie	Übergangsmetalle
Farbe	Grau
Chemische Eigenschaften
Atommasse (Sie)	178,49
Elektronenkonfiguration	[xe]4f14 5d2 6s2
Oxidationsstufen	4, 3, 2, 1, −2
Elektronegativität (Pauling)	1,3
Atomradius (Uhr)	159
1 Ionisationspotential (kJ·Maulwurf−1)	658,52
2. Ionisationspotential (kJ·Maulwurf−1)	1437,64
3. Ionisationspotential (kJ·Maulwurf−1)	2248,12
Physikalische Eigenschaften
Dichte (kg·ich−3)	13600
Härte (Mohs)	5,5
Schmelzpunkt (k)	2495
Siedepunkt (K)	4723
Aggregatzustand	Fest
Schmelzwärme (kJ mol−1)	24,1
Verdampfungswärme (kJ mol−1)	575
Kristallstruktur	Sechseckig
Molarvolumen (m3mol−1)	13,41 · 10−6
Schallgeschwindigkeit (mso−1)	3010
Spezifische Wärme (J kg−1·K−1)	140
Elektrischer Wiederstand (μΩ·cm)	33,08
Wärmeleitung (Wich−1·K−1)	23
SIEinheiten und Standardtemperatur und -druck werden verwendet, sofern nicht anders angegeben
Portal    Chemie

Hafnium ist ein Chemisches Element mit Symbol hf und Ordnungszahl 72. Es ist ein Stahlgrau Übergangsmetall.

Entdeckung

Basierend auf seiner Atomtheorie Niels Bohr dass das 72. Element nicht zum . gehört seltene Erden gehörte, wo es bisher vergeblich gesucht worden war. In Bohrs Richtung ist das Element in 1922 entdeckt von der NiederländischPhysiker und IngenieurDirk Coster und der ungarisch Chemiker George de Hevesy wenn sie mit Röntgenspektrometrie der äußere Elektronen von zirkonhaltigErz studiert.^[1][2]

Metallisches Hafnium wird erstmals durch die Niederländisch Apotheke Anton Eduard van Arkel und Jan Hendrik de Boer durch einen Dampf von Hafnium(IV)-iodid über eine beheizte Wolframelement führen (es Van-Arkel-de-Boer-Prozess).

Der Name Hafnium ist abgeleitet von der Latein Name für Kopenhagenhafnia; der Ort, an dem das Element entdeckt wurde.

Anwendungen

Im nuklear Installationen wie z Atom-U-Boote Hafnium wird verwendet als Neutronenfalle. Andere industrielle Anwendungen von Hafnium umfassen:

• Die guten mechanischen und korrosionsbeständigen Eigenschaften machen Hafnium sehr gut geeignet für die Herstellung von Vakuumröhren und Rohre, durch die Chemikalien transportiert werden.
• Im Legierungen Hafnium wird unter anderem verwendet, um die Eigenschaften von Eisen, Titan und Niob verbessern.
• Im Halogenbeleuchtung Hafnium oder Hafniumlegierungen werden manchmal als Filament verwendet.
• In dem Vereinigte Staaten wird untersucht, inwieweit Hafnium als Rohstoff für eine moderne "Atomwaffe" dienen kann, wobei eine ungewöhnlich langlebige metastabilaufgeregter Zustand Hafnium-187 wird gezwungen, in den Grundzustand zurückzukehren. Dies würde dann eine Energiemenge pro Gramm Material freisetzen, die zwischen fortschrittlichen konventionellen Sprengstoffen und spaltbarem Material liegt.^[3]
• Im Januar 2007 angekündigt Intel und IBM weisen darauf hin, dass sie Hafnium(IV)oxid würden als Tor benutzenDielektrikum im integrierte Schaltkreise. Hafnium(IV)-oxid übernimmt diese Funktion von Siliciumdioxid, ein Material, das zuvor vierzig Jahre lang verwendet wurde. Mit dem Einsatz von Siliziumdioxid waren Grenzen erreicht, immer kleinere und damit schnellere und energiesparendere Halbleiter herzustellen. Der Einsatz von Hafnium(IV)-oxid ermöglicht es, diese Barrieren zu durchbrechen und Halbleiter mit elektronischen Schaltungen von, bis Anfang, 45 Nanometer.

Bemerkenswerte Funktionen

Hafnium ist ein glänzendes und flexibles Metall mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit. Chemisch hat es viele Ähnlichkeiten mit Zirkonium und daher sind diese Elemente schwer voneinander zu unterscheiden. Der bemerkenswerteste Unterschied ist die Dichte; die von Hafnium ist etwa doppelt so groß.

Hafniumcarbid ist eine Zwei-Elemente-Verbindung mit dem höchsten bekannten Schmelzpunkt – über 4160 Kelvin. Hafnium reagiert bei niedrigen Temperaturen nur mit Halogenen. Bei höheren Temperaturen Reaktionen mit Sauerstoff, Stickstoff-, Kohlenstoff, Schwefel und Silizium wahrgenommen.

Aussehen

Hafnium kommt in der Natur kaum ungebunden vor. Es wird oft in Kombination mit Zirkonium in . gefunden Mineralien wie alviet und thortveliliet die etwa 1 bis 5 % Hafnium enthalten.

Etwa die Hälfte der gesamten Hafnium-Extraktion fällt als Nebenprodukt bei der Herstellung von Zirkonium durch Reduktion von Hafniumtetrachlorid mit Magnesium oder Natrium.

Isotope

sehen Isotope von Hafnium für den Hauptartikel zu diesem Thema.

In der Natur gibt es fünf stabile Hafnium-Isotope, von denen ¹⁸⁰Hf mit mehr als 35% am meisten. Darüber hinaus sind radioaktive Isotope bekannt, darunter die Alphastrahler¹⁷⁴Hf mit a halbes Leben ab 2.0 10¹⁵ Jahr.

Toxikologie und Sicherheit

Als feines Pulver kann sich Hafnium an der Luft spontan entzünden. Das reine Metall ist für den Menschen ungefährlich. Dies gilt jedoch nicht für Hafniumverbindungen, die in der Natur selten vorkommen.

Externe Links

•  Internationale Chemikaliensicherheitskarte von Hafnium
• Lenntech.nl - Hafnium
• (und) EnvironmentalChemistry.com - Hafnium
• (und) WebElements.com - Hafnium

Siehe die Kategorie Hafnium von Wikimedia Commons für Mediendateien zu diesem Thema.