Hafnium (Hf), kjemisk element (atomnummer 72), metall-Gruppe 4 (IVb) av den periodiske tabellen. Det er et formbart metall med en strålende sølvaktig glans. Den nederlandske fysikeren Dirk Coster og den ungarske svenske kjemiker George Charles von Hevesy oppdaget (1923) hafnium i norsk og Grønland zircons ved å analysere deres X-ray-spektra. De kalte den nye element for København (i Nye Latin, Hafnia), byen der det ble oppdaget., Hafnium er spredt i jordskorpen til omfanget av tre deler per million og er alltid finnes i zirkonium mineraler opp til et par prosent sammenlignet med zirkonium. For eksempel, mineraler zirkon, ZrSiO4 (zirkonium orthosilicate), og baddeleyite, som er egentlig ren zirkonium karbondioksid, ZrO2, vanligvis har en hafnium innhold som varierer fra et par tideler av 1 prosent til flere prosent. Endret zircons, som noen alvites og cyrtolites, produkter av gjenværende krystallisering, vise større andel av hafnium (opp til 17 prosent hafnium nitrogenoksid i cyrtolite fra Rockport, Masse., USA.)., Kommersielle kilder av hafnium-rentebærende zirkonium mineraler er funnet i sands beach og elven grus i Usa (hovedsakelig Florida), Australia, Brasil, vest-Afrika og India. Hafnium damp har blitt identifisert i Solens atmosfære.
Encyclopædia Britannica, Inc.,
Ion-exchange og væske-ekstraksjon teknikker har fortrengt brøk krystallisering og destillasjon som den foretrukne metoder for å skille hafnium fra zirkonium. I prosedyren, råolje zirkonium koltetraklorid er oppløst i en vandig løsning av ammonium thiocyanate, og methyl isobutyl keton er gått countercurrent til vannbasert blanding, med det resultat at den hafnium koltetraklorid er fortrinnsvis hentet., Metallet i seg selv er utarbeidet av magnesium reduksjon av hafnium koltetraklorid (Kroll-prosessen, som også brukes for titan) og ved termisk nedbrytning av tetraiodide (de Boer–van Arkel-prosessen).
For noen formål separasjon av de to elementene er ikke viktig; zirkonium inneholder om lag 1 prosent av hafnium er like akseptabelt som ren zirkonium., I tilfelle av den største enkeltstående bruk av zirkonium, imidlertid, nemlig som en strukturell og kledning materiale i kjernefysiske reaktorer, er det viktig at zirkonium i hovedsak være gratis av hafnium, fordi nytten av zirkonium i reaktorer er basert på den ekstremt lave absorpsjon tverrsnitt for nøytroner. Hafnium, på den annen side, har en usedvanlig høy tverrsnitt, og følgelig selv små hafnium forurensning opphever den iboende nytte av zirkonium., På grunn av sin høye nøytron-capture tverrsnitt og sin utmerkede mekaniske egenskaper, hafnium er brukt for å fabrikkere atomvåpen-kontroll stenger.
Hafnium produserer en beskyttende film av oksid eller nitride ved kontakt med luft og dermed har høy motstand mot korrosjon. Hafnium er ganske motstandsdyktig mot syrer og er best oppløst i fluorsyre, i hvilken prosedyre dannelsen av anioniske fluoro komplekser er viktig i å stabilisere løsning. Ved normale temperaturer hafnium er ikke spesielt reaktive, men blir ganske reaktiv med et utvalg av nonmetals ved høye temperaturer., Den danner legeringer med strykejern, niob, tantal, titan, og overgangen andre metaller. Legering tantal hafnium carbide (Ta4HfC5), med en smeltepunkt av 4,215 °C (7,619 °F), er en av de mest ildfast stoffer kjent for.
Hafnium er kjemisk lik zirkonium. Både overgangen metaller har lignende elektroniske konfigurasjoner, og deres ioniske radier (Zr4+, 0.74 Å, og Hf4+, 0.75➀) og atomic radier (zirkonium, 1.45 Å, hafnium, 1.,44➀) er nesten identisk på grunn av påvirkning av lanthanoid sammentrekning. Faktisk, den kjemiske egenskaper for disse to elementene er mer likt enn for alle andre par elementer kjent. Selv om kjemien av hafnium har blitt studert mindre enn av zirkonium, de to er så like at bare svært små kvantitative forskjeller—for eksempel, i solubilities og volatilities av forbindelser—som ville være forventet i saker som det har faktisk ikke vært undersøkt. Naturlig hafnium er en blanding av seks stabile isotoper: hafnium-174 (0,2 prosent), hafnium-176 (5,2 prosent), hafnium-177 (18.,6 prosent), hafnium-178 (27,1 prosent), hafnium-179 (13.7 prosent), og hafnium-180 (35.2 prosent).
De viktigste hensyn som hafnium skiller seg fra titan er at lavere oksidasjon stater er av mindre betydning; det er relativt få forbindelser av hafnium i andre enn sine tetravalent stater. (Men, noen trivalent forbindelser er kjent.) Den økte størrelsen på atomer gjør noe mer grunnleggende og vandige kjemi noe mer omfattende og tillater oppnåelse av koordinering nummer 7 og, ganske ofte, 8 i en rekke hafnium forbindelser.,
2,227 °C (4,041 °F)
4,603 °C (8,317 °F)
13.31 (20 °C)
+4
4f 145d26s2