Hafnium (Hf), grundstof med atomnummer 72), metal-Gruppe 4 (IVb) i det periodiske system. Det er et duktilt metal med en strålende sølvfarvet glans. Den hollandske fysiker Dirk Coster og den ungarske svenske kemiker George Charles von Hevesy opdagede (1923) hafnium i norske og grønlandske .irkoner ved at analysere deres Røntgenspektre. De navngav det nye element for København (på ny Latin, Hafnia), den by, hvor det blev opdaget., Hafnium er spredt i jordskorpen i omfanget af tre dele pr. million og er uvægerligt findes i mineralsirconium mineraler op til et par procent sammenlignet med .irconium. For eksempel, mineraler, zircon, ZrSiO4 (zirconium orthosilicate), og baddeleyit, som er væsentlige i rent zirconium dioxide, ZrO2, generelt har et hafnium / zirconium-vægtforhold, der varierer fra et par tiendedele af 1 procent til flere procent. Ændret zircons, som nogle alvites og cyrtolites, produkter af resterende krystallisering, vis større procentdele af hafnium (op til 17 procent hafnium / zirconium oxide i cyrtolite fra Rockport, Mass., AMERIKANSK.)., Kommercielle kilder til hafniumbærende mineralsirconiummineraler findes i strandsand og flodgrus i USA (hovedsagelig Florida), Australien, Brasilien, Vestafrika og Indien. Hafnium damp er blevet identificeret i solens atmosfære.
ionbytnings-og opløsningsmiddelekstraktionsteknikker har erstattet fraktioneret krystallisation og destillation som de foretrukne metoder til at adskille hafnium fra .irconium. Ved fremgangsmåden opløses rå tetracirconiumtetrachlorid i en vandig opløsning af ammoniumthiocyanat, og methylisobutylketon føres modstrøm til den vandige blanding med det resultat, at hafniumtetrachlorid fortrinsvis ekstraheres., Selve metallet fremstilles ved magnesiumreduktion af hafniumtetrachlorid (Kroll–proces, som også anvendes til Titan) og ved termisk nedbrydning af tetraiodid (de Boer-van Arkel-proces).
til nogle formål adskillelse af de to elementer er ikke vigtigt; 1irconium indeholdende omkring 1 procent af hafnium er lige så acceptabelt som ren .irconium., I tilfælde af, at den største anvendelse af zirconium, dog, nemlig som en strukturel og beklædning materiale i kernereaktorer, er det vigtigt, at zirconium være stort set fri af hafnium, fordi nytten af zirconium i reaktorer, der er baseret på dens ekstremt lav absorption tværsnit for neutroner. Hafnium, på den anden side, har en usædvanlig høj tværsnit, og følgelig selv lille hafnium forurening ophæver den iboende fordel af zirconium., På grund af sin høje neutron-capture tværsnit og dens fremragende mekaniske egenskaber, hafnium anvendes til fremstilling af nukleare-kontrol stænger.
Hafnium producerer en beskyttende film af O .id eller nitrid ved kontakt med luft og har således høj korrosionsbestandighed. Hafnium er ret resistent over for syrer og opløses bedst i flussyre, i hvilken procedure dannelsen af anioniske fluorkomplekser er vigtig for stabiliseringen af opløsningen. Ved normale temperaturer hafnium er ikke særlig reaktiv, men bliver ganske reaktiv med en række nonmetals ved forhøjede temperaturer., Det danner legeringer med jern, niob, tantal, titan og andre overgangsmetaller. Legeringen tantal hafniumcarbid (Ta4HfC5), med et smeltepunkt på 4.215.C (7.619. f), er en af de mest ildfaste stoffer kendt.
Hafnium er kemisk ligner .irconium. Både overgangsmetaller har tilsvarende elektroniske konfigurationer, og deres ioniske radier (Zr4+, 0.74 Å, og Hf4+, 0.75 Å) og atomic radier (zirconium, 1.45 Å, og hafnium, 1.,44 Å) er næsten identiske på grund af påvirkningen af lanthanoidkontraktionen. Faktisk er den kemiske opførsel af disse to elementer mere ens end for noget andet par elementer kendt. Selv om kemi hafnium er blevet undersøgt mindre end zirconium, de to er så ens, at kun meget små kvantitative forskelle—for eksempel i opløselighed og volatiliteter af forbindelser—man ville forvente i sager, der faktisk ikke har været undersøgt. Naturlige hafnium er en blanding af seks stabile isotoper: hafnium-174 (0,2 procent), hafnium-176 (5,2 procent), hafnium-177 (18.,6 procent), hafnium-178 (27.1 procent), hafnium-179 (13.7 pct.), og hafnium-180 (35,2%).
Den vigtigste respekt, som hafnium adskiller sig fra titanium er, at lavere oxidationstrin er af mindre betydning, og der er relativt få forbindelser af hafnium i andre end sin tetravalent stater. (Dog kendes nogle få trivalente forbindelser.) Den øgede størrelse af de atomer, der gør oxider mere grundlæggende og den vandige kemi, der er noget mere omfattende og giver mulighed for opnåelse af koordinering nummer 7, og ganske ofte, 8 i en række hafniumforbindelser.,
2,227 °C (4,041 °F)
4,603 °C (8,317 °F)
13.31 (20 °C)
+4
4f 145d26s2