Hafnium (Svenska)

Hafnium (Hf), kemiskt element (atomnummer 72), metall i Grupp 4 (IVb) i periodiska systemet. Det är en segjärnsmetall med en lysande silverfärgad lyster. Den holländska fysikern Dirk Coster och den ungerska kemisten George Charles von Hevesy upptäckte (1923) hafnium på norska och Grönland zirkoner genom att analysera deras röntgenspektra. De namngav det nya elementet för Köpenhamn (i New Latin, Hafnia), den stad där den upptäcktes., Hafnium sprids i jordskorpan i omfattningen av tre delar per miljon och finns alltid i zirkoniummineraler upp till några procent jämfört med zirkonium. Till exempel har mineralerna zirkon, ZrSiO4 (zirkoniumortosilikat) och baddeleyit, som i huvudsak är ren zirkoniumdioxid, ZrO2, i allmänhet ett hafniuminnehåll som varierar från några tiondelar av 1 procent till flera procent. Förändrade zirkoner, som vissa alviter och cyrtoliter, produkter av kvarvarande kristallisering, visar större procentandelar av hafnium (upp till 17 procent hafniumoxid i cyrtolit från Rockport, massa., USA.)., Kommersiella källor av hafnium-bärande zirkonium mineraler finns i Beach sands och river grus i USA (främst Florida), Australien, Brasilien, Västafrika och Indien. Hafniumångan har identifierats i solens atmosfär.

Britannica Quiz

118 namn och symboler för det periodiska tabellen Quiz

det periodiska tabellen består av 118 element. Hur väl känner du till deras symboler? I det här testet visas alla 118 kemiska symboler, och du måste välja namnet på det kemiska elementet som var och en representerar.,

Jonbytes-och lösningsmedelsextraktionstekniker har ersatt fraktionerad kristallisering och destillation som de föredragna metoderna för att separera hafnium från zirkonium. I förfarandet löses rå zirkoniumtetraklorid i en vattenlösning av ammoniumtiocyanat och Metylisobutylketon passeras motström till den vattenhaltiga blandningen, vilket resulterar i att hafniumtetraklorid extraheras företrädesvis., Metallen i sig framställs genom magnesiumreduktion av hafnium tetraklorid (Krollprocess, som också används för titan) och genom termisk sönderdelning av tetrajodid (de Boer–van Arkel-processen).

För vissa ändamål är separation av de två elementen inte viktig. zirkonium innehållande cirka 1 procent hafnium är lika acceptabelt som rent zirkonium., När det gäller den största enskilda användningen av zirkonium, nämligen som konstruktions-och beklädnadsmaterial i kärnreaktorer, är det viktigt att zirkonium huvudsakligen är fritt från hafnium, eftersom användbarheten av zirkonium i reaktorer baseras på dess extremt låga absorptionstvärsnitt för neutroner. Hafnium har å andra sidan ett exceptionellt högt tvärsnitt, och följaktligen upphäver även lätt hafnium-kontaminering den inneboende fördelen med zirkonium., På grund av dess höga neutronfångst tvärsnitt och dess utmärkta mekaniska egenskaper används hafnium för tillverkning av kärnstyrstavar.

Hafnium producerar en skyddande film av oxid eller nitrid vid kontakt med luft och har därmed hög korrosionsbeständighet. Hafnium är ganska resistent mot syror och löses bäst i fluorvätesyra, i vilket förfarande bildandet av anjoniska fluorkomplex är viktigt för att stabilisera lösningen. Vid normala temperaturer är hafnium inte särskilt reaktivt men blir ganska reaktivt med en mängd olika nonmetals vid förhöjda temperaturer., Den bildar legeringar med järn, niob, tantal, titan och andra övergångsmetaller. Den legerade tantal hafnium carbide (Ta4HfC5), med en smältpunkt på 4,215 °C (7,619 °f), är en av de mest eldfasta ämnen som är kända.

Hafnium liknar zirkonium kemiskt. Båda övergångsmetallerna har liknande elektroniska konfigurationer, och deras Joniska radier (Zr4+, 0.74 Å och Hf4+, 0.75 Å) och atomradier (zirkonium, 1.45 Å och hafnium, 1.,44 Å) är nästan identiska på grund av påverkan av den lantanoida sammandragningen. I själva verket är dessa två elements kemiska beteende mer likartat än för något annat par kända element. Även om hafniums kemi har studerats mindre än zirkonium, är de två så lika att endast mycket små kvantitativa skillnader—till exempel i löslighet och volatilitet hos föreningar—skulle förväntas i fall som inte faktiskt har undersökts. Naturligt hafnium är en blandning av sex stabila 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 procent) och hafnium-180 (35,2 procent).

den viktigaste respekt som hafnium skiljer sig från titan är att lägre oxidationstillstånd är av mindre betydelse; det finns relativt få föreningar av hafnium i andra än dess tetravalenta tillstånd. (Några trivalenta föreningar är dock kända.) Den ökade storleken på atomerna gör oxiderna mer grundläggande och den vattenhaltiga kemin något mer omfattande och tillåter uppnåendet av koordinationsnummer 7 och, ganska ofta, 8 i ett antal hafniumföreningar.,