Hafniu

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72
Hf
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Tabla completaTabla enantada
Hf,72.jpg
Gris aceru
Información xeneral
Nome, símbolu, númberu Hafniu, Hf, 72
Serie química Metales de transición
Grupu, periodu, bloque 4, 6, d
Configuración electrónica [Xe]4f14 5d2 6s2
Durez Mohs 5,5
Electrones per nivel 2, 8, 18, 32, 10, 2
Propiedaes atómiques
Radiu mediu 155 pm
Radiu atómicu (calc) 208 pm (Radiu de Bohr)
Radiu covalente 150 pm
Óxidu Anfótero
Propiedaes físiques
Estáu ordinariu Sólidu
(paramagnético)
Densidá 13310 kg/m3
Puntu de fusión 2506 K (2233 °C)
Puntu d'ebullición 4876 K (4603 °C)
Entalpía de vaporización 575 kJ/mol
Entalpía de fusión 24,06 kJ/mol
Presión de vapor 0,00112 Pa a 2500 K
Varios
Estructura cristalina Hexagonal
N° CAS 7440-58-6
N° EINECS 231-166-4
Conductividá térmica 23 W/(m·K)
Módulu elásticu 78 GPa
Coeficiente de Poisson 0,37
Velocidá del soníu 3010 m/s a 293,15 K (20 °C)
Isótopos más estables
Artículu principal: Isótopos del hafniu
iso AN Periodu MD Ed PD
MeV
172Hf
174Hf
176Hf Estable con 104 neutrones
177Hf Estable con 105 neutrones
178Hf Estable con 106 neutrones
179Hf Estable con 107 neutrones
180Hf Estable con 108 neutrones
182Hf
Valores nel SI y condiciones normales de presión y temperatura, sacante que se diga lo contrario.
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El hafniu ye un elementu químicu de númberu atómicu 72 que s'atopa nel grupu 4 de la tabla periódica de los elementos y simbolízase como Hf.

Ye un metal de transición, brillante, gris-plateado, químicamente bien paecíu al circoniu, atopándose nos mesmos minerales y compuestos, y siendo difícil dixebralos. Usar en aleaciones con wolframiu en filamentos y n'electrodos. Tamién s'utiliza como material de barres de control de reactores nucleares por cuenta de la so capacidá d'absorción de neutrones. Apocayá, convirtióse nel material utilizáu pa fabricar los transistores d'el procesadores de la conocida marca Intel.

Principales propiedaes[editar | editar la fonte]

Ye un metal dúctil, brillante, plateado y resistente al escomiu; químicamente bien similar al circoniu. Estos dos elementos tienen el mesmu númberu d'electrones nes sos capes esteriores y los sos radios iónicos son bien similares por cuenta de la contracción de los lantánidos. Por eso son bien difíciles de dixebrar (los procesos xeolóxicos nun los dixebraron y na naturaleza atópense xuntos) y nun hai otros elementos químicos que se paezan más ente sigo. Les úniques aplicaciones pa les cualos ye necesariu dixebralos ye naquelles nes que s'utilicen poles sos propiedaes d'absorción de neutrones, en reactores nucleares.

El carburu de hafniu (HfC) ye'l compuestu binariu más refractariu conocíu, con un puntu de fusión de 3.890 °C, y el nitruro de hafniu (HfN) ye'l más refractariu de tolos nitruros metálicos conocíos, con un puntu de fusión de 3.310 °C. El carburu mistu de hafniu y tantaliu (Ta4HfC5) ye'l compuestu múltiple con más altu puntu de fusión conocíu, 4.215 °C.

El hafniu ye resistente a les bases concentraes, pero los halóxenos pueden reaccionar con él pa formar tetrahaluros de hafniu (HfX4). A temperatures altes puede reaccionar con osíxenu, nitróxenu, carbonu, boro, azufre y siliciu.

Aplicaciones[editar | editar la fonte]

El hafniu utilizar pa fabricar barres de control emplegaes en reactores nucleares, como les que pueden atopase en submarinos nucleares, por cuenta de que la sección de captura de neutrones del hafniu ye unes 600 vegaes la del circoniu, colo cual tien una alta capacidá d'absorción de neutrones, y amás tien unes propiedaes mecániques bien bones, según una alta resistencia al escomiu. Otres aplicaciones:

  • En llámpares de gas y incandescentes.
  • En catalizadores pa polimerización metalocénica.
  • Pa esaniciar osíxenu y nitróxenu de tubos de vacíu.
  • N'aleaciones de fierro, titaniu, niobiu, tantaliu y otres aleaciones metáliques.
  • En xineru de 2007, anuncióse como parte fundamental d'una nueva tecnoloxía de microprocesadorye, desenvuelta xebradamente por IBM ya Intel, en reemplazu del siliciu pero namái nel dieléctricu de compuerta del transistor, nel restu del dispositivu sigue utilizándose siliciu que ye'l material de base tradicional.[1][2]
  • Unu de los sos derivaos, en concretu l'óxidu de Hafniu tien un índiz de refraición entemediu ente'l siliciu y l'aire. Esti compuestu emplegar na transición ente estos dos interfaces nos dispositivos fotónicos de Si, amenorgando d'esta manera les perdes debíes a reflexones.

Hestoria[editar | editar la fonte]

Llamóse hafniu pol nome de Copenhague en llatín, Hafnia, la ciudá danesa onde foi afayáu por Dirk Coster y George Hevesy en 1923. Poco dempués predíxose, usando la teoría de Bohr, que taría acomuñáu col circoniu, y finalmente atopóse nel circón por aciu unos analises con espectroscopia de rayos X en Noruega.

Dixebrar del circoniu por aciu recristalizaciones socesives por Jantzen y von Hevesey. El hafniu metálicu preparar por primer vegada por Anton Eduard van Arkel y Jan Hendrik de Boer pasando tetrayoduro de hafniu (HfI4) por un filamentu caliente de wolframiu.

Llogru[editar | editar la fonte]

Atópase siempres xuntu al circoniu nos sos mesmos compuestos, pero nun s'atopa como elementu llibre na naturaleza. Ta presente, como amiestos, nos minerales de circoniu, como'l circón (ZrSiO4) y otres variedaes d'ésti (como la alvita), conteniendo ente un 1 y un 5% de hafniu.

Por cuenta de la química casi idéntica que presenten el circoniu y el hafniu, ye bien difícil dixebralos. Aprosimao la metá de too el hafniu metálicu producíu llógrase como subproductu de la purificación del circoniu. Esto fai amenorgando'l tetracloruru de hafniu (HfCl4) con magnesiu o sodiu nel procesu de Kroll.

Precuros[editar | editar la fonte]

Ye necesariu tener cuidu al trabayar el hafniu pos cuando s'estrema en partícules pequeñes ye pirofóricu y puede amburar bonalmente en contactu col aire. Los compuestos que contienen esti metal raramente tán en contactu cola mayor parte de les persones y el metal puro nun ye especialmente tóxicu, pero tolos sos compuestos tendríen de remanase como si fueren tóxicos (anque les primeres evidencies nun paecen indicar un riesgu bien alto).

Enllaces esternos[editar | editar la fonte]


hafnio