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Hf 72

Hafnium (Hf)

transition-metal
Periodo: 6 Grupo: 4 Bloque: d

Solid

Peso atómico estándar

178,49 u

Configuración electrónica

[Xe] 6s2 4f14 5d2

Punto de fusión

2232,85 °C

Punto de ebullición

4602,85 °C

Densidad

1,33e+4 kg/m³

Estados de oxidación

−2, 0, +1, +2, +3, +4

Electronegatividad (Pauling)

1,3

Energía de ionización (1.ª)

6,82507 eV

Año de descubrimiento

1911

Radio atómico

155 pm

Detalles

Origen del nombre From Hafnia, the Latin name of Copenhagen.
País de descubrimiento Denmark
Descubridores Dirk Coster, Georg von Hevesy

Hafnium is a dense, corrosion-resistant transition metal in group 4, chemically close to zirconium. It occurs almost entirely with zirconium minerals and is difficult to separate because the two elements have similar ionic sizes and chemistry. A defining technological feature is its very large thermal-neutron absorption cross section, which contrasts with zirconium's low absorption and makes high-purity separation important for nuclear applications.

Hafnium is a ductile metal with a brilliant silver luster. Its properties are considerably influenced by presence of zirconium impurities. Of all the elements, zirconium and hafnium are two of the most difficult to separate. Although their chemistry is almost identical, the density of zirconium is about half of hafnium. Very pure hafnium has been produced, with zirconium being the major impurity.

Hafnium has been successfully alloyed with iron, titanium, niobium, tantalum, and other metals. Hafnium carbide is the most refractory binary composition known, and the nitride is the most refractory of all known metal nitrides (m.p. 3310C). At 700 degrees C hafnium rapidly absorbs hydrogen to form the composition HfH1.86.

Hafnium is resistant to concentrated alkalis, but at elevated temperatures reacts with oxygen, nitrogen, carbon, boron, sulfur, and silicon. Halogens react directly to form tetrahalides.

The name derives from the Latin hafnia for Copenhagen. An element named celtium was erroneously claimed to have been discovered in 1911 by the French chemist Georges Urbain in rare earth samples, until the Danish physicist Niels Bohr, predicted hafnium's properties using his theory of electronic configuration of the elements. Bohr argued that hafnium would not be a rare earth element, but would be found in zirconium ore. Hafnium was discovered by the Dutch physicist Dirk Coster and the Hungarian physicist George von Hevesy in 1923, while working at Bohr's Institute in Copenhagen.

Hafnium was discovered by Dirk Coster, a Danish chemist, and George Charles de Hevesy, a Hungarian chemist, in 1923. They used a method known as X-ray spectroscopy to study the arrangement of the outer electrons of atoms in samples of zirconium ore. The electron structure of hafnium had been predicted by Niels Bohr and Coster and Hevesy found a pattern that matched. Hafnium is difficult to separate from zirconium and is present in all of its ores. It is obtained with the same methods used to extract zirconium.

From Hafinia, the Latin name for Copenhagen. Many years before its discovery in 1923 (credited to D. Coster and G. von Hevesey), Hafnium was thought to be present in various minerals and concentrations. On the basis of the Bohr theory, the new element was expected to be associated with zirconium.

It was finally identified in zircon from Norway, by means of X-ray spectroscope analysis. It was named in honor of the city in which the discovery was made. Most zirconium minerals contain 1 to 5 percent hafnium.

It was originally separated from zirconium by repeated recrystallization of the double ammonium or potassium fluorides by von Hevesey and Jantzen. Metallic hafnium was first prepared by van Arkel and deBoer by passing the vapor of the tetraiodide over a heated tungsten filament. Almost all hafnium metal now produced is made by reducing the tetrachloride with magnesium or with sodium (Kroll Process).

Imágenes

Propiedades

Químicas

Electronegatividad (Pauling)
1,3 Comparar Electronegatividad (Pauling) de todos los elementos →
Electronegatividad (Allen)
1,16
Afinidad electrónica
0,178 eV
Energía de ionización (1.ª)
6,82507 eV Comparar Energía de ionización (1.ª) de todos los elementos →
Energía de ionización (2.ª)
14,61005 eV Comparar Energía de ionización (2.ª) de todos los elementos →
Energía de ionización (3.ª)
22,550078 eV Comparar Energía de ionización (3.ª) de todos los elementos →
Energía de ionización (4.ª)
33,370115 eV Comparar Energía de ionización (4.ª) de todos los elementos →
Energía de ionización (5.ª)
68,370235 eV Comparar Energía de ionización (5.ª) de todos los elementos →
Estados de oxidación
−2, 0, +1, +2, +3, +4 Comparar Estados de oxidación de todos los elementos →
Electrones de valencia
4 Comparar Electrones de valencia de todos los elementos →
Configuración electrónica
[Xe] 6s2 4f14 5d2

Termodinámicas

Calor de fusión
0,26667358 eV Comparar Calor de fusión de todos los elementos →
Calor de vaporización
5,959476 eV Comparar Calor de vaporización de todos los elementos →
Calor de sublimación
6,436234 eV
Calor de atomización
6,436234 eV
Entalpía de atomización
6,409286 eV

Nucleares

Protones
72 Comparar Protones de todos los elementos →
Neutrones
108 Comparar Neutrones de todos los elementos →
Isótopos conocidos
38 Comparar Isótopos conocidos de todos los elementos →
Isótopos estables
4 Comparar Isótopos estables de todos los elementos →
Isótopo más estable
Hf-180
Año de descubrimiento
1911

Abundancia

Abundancia (corteza terrestre)
3 mg/kg Comparar Abundancia (corteza terrestre) de todos los elementos →
Abundancia (océano)
7 × 10−6 mg/L Comparar Abundancia (océano) de todos los elementos →

Estructura cristalina

Constante de red a
320 pm

Estructura electrónica

Electrones por capa
2, 8, 18, 32, 10, 2 Comparar Electrones por capa de todos los elementos →

Identificadores

Número CAS
7440-58-6 Comparar Número CAS de todos los elementos →
Símbolo del término
3F2
InChI
InChI=1S/Hf
Clave InChI
VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N

Configuración electrónica Medido

Carga del ion
Protones 72
Electrones 72
Carga Neutro
Configuración Hf: 4f¹⁴ 5d² 6s²
Configuración electrónica
Medido
[Xe] 4f¹⁴ 5d² 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d² 6s²
Diagrama de orbitales
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
10/10
4p
6/6
5s
2/2
4d
10/10
5p
6/6
6s
2/2
4f
14/14
5d
2/10 2↑
Total de electrones: 72 Desapareados: 2 ?

Modelo atómico

Protones 72
Neutrones 108
Electrones 72
Número másico 180
Estabilidad Estable

Los isótopos cambian el número de neutrones, la masa y la estabilidad, pero no la configuración electrónica de un átomo neutro.

Modelo atómico esquemático, no a escala.

Huella atómica

Espectro de emisión / absorción

25 / 50 (50 50 con intensidad)
Medido
Emisión Visible: 380–750 nm

Distribución isotópica

18035,0800%17827,2800%17913,6200%1765,2600%Número másicoAbundancia natural (%)
Número másicoMasa atómica (u)Abundancia naturalPeriodo de semidesintegración
176 Estable175,9414076 ± 0,00000225,2600%Estable
178 Estable177,9437058 ± 0,00000227,2800%Estable
179 Estable178,9458232 ± 0,00000213,6200%Estable
180 Estable179,946557 ± 0,00000235,0800%Estable
Medido

Fase / Estado

1 atm / 101,325 kPa
Sólido 25 °C (298,15 K)

Motivo: 2207,8 °C por debajo del punto de fusión (2232,85 °C)

Punto de fusión 2232,85 °C
Punto de ebullición 4602,85 °C
Por debajo del punto de fusión en 2207,8 °C
0 K Temperatura actual: 25 °C 6000 K
Secuencia de fases

Esquemático, no a escala

Sólido
Líquido
Gas
Fusión
Ebullición
25°C
Sólido
Líquido
Gas
Actual

Puntos de transición de fase

Punto de fusión Bibliografía
2232,85 °C
Punto de ebullición Bibliografía
4602,85 °C
Fase actual Calculado
Sólido

Energías de transición

Calor de fusión Bibliografía
0,26667358 eV

Energía necesaria para fundir 1 mol en el punto de fusión

Calor de vaporización Bibliografía
5,959476 eV

Energía necesaria para vaporizar 1 mol en el punto de ebullición

Calor de sublimación Bibliografía
6,436234 eV

Energía necesaria para sublimar 1 mol en el punto de sublimación

Densidad

Densidad de referencia Bibliografía
1,33e+4 kg/m³

En condiciones estándar

Densidad actual Calculado
1,33e+4 kg/m³

En condiciones estándar

Espectros atómicos

Se muestran 10 de 72. Ordenado por carga del ion (ascendente).

Líneas disponibles ?

IonCargaTotal de líneasProbabilidades de transiciónDesignaciones de los niveles
Hf I 053411873821
Hf II +1218210
Hf III +23700
Hf IV +32700
Hf V +48200
Líneas disponibles en el NIST →

Niveles disponibles ?

IonCargaNiveles
Hf I 0333
Hf II +1125
Hf III +22
Hf IV +32
Hf V +42
Hf VI +52
Hf VII +62
Hf VIII +72
Hf IX +82
Hf X +92
Niveles disponibles en el NIST →
72 Hf 178.49

Hafnium — Visualizador de orbitales atómicos

[Xe]6s24f145d2
Niveles de energía 2 8 18 32 10 2
Estados de oxidación -2, 0, +1, +2, +3, +4
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
Hafnium — Vista previa del visualizador de orbitales atómicos
Three.js solo se carga cuando se solicita
72 Hf 178.49

Hafnium — Visualizador de estructuras cristalinas

Hexagonal primitiva · Pearson hP2
Experimental
Pearson hP2
N.º de coord. 12
Empaquetamiento 76.698%
Hafnium — Vista previa del visualizador de estructuras cristalinas
Three.js solo se carga cuando se solicita

Radios iónicos

CargaCoordinaciónEspínRadio
+44N/D57.99999999999999 pm
+46N/D71 pm
+47N/D76 pm
+48N/D83 pm

Compuestos

Hf
178,490 u
Hf
180,949 u
Hf
181,951 u
Hf
176,943 u
Hf
178,946 u
Hf
177,944 u
Hf
174,942 u
Hf
172,940 u
Hf
169,940 u
Hf
171,939 u
Hf
179,947 u
Hf
182,953 u
Hf
183,955 u
Hf+4
178,490 u
Hf+4
173,940 u
Hf
173,940 u
Hf
175,941 u

Isótopos (4)

Número másicoMasa atómica (u)Abundancia naturalPeriodo de semidesintegraciónModo de desintegración
176 Estable175,9414076 ± 0,00000225,2600% ± 0,0700%Estable
stable
178 Estable177,9437058 ± 0,00000227,2800% ± 0,0700%Estable
stable
179 Estable178,9458232 ± 0,00000213,6200% ± 0,0200%Estable
stable
180 Estable179,946557 ± 0,00000235,0800% ± 0,1600%Estable
stable
176 Estable
Masa atómica (u) 175,9414076 ± 0,0000022
Abundancia natural 5,2600% ± 0,0700%
Periodo de semidesintegración Estable
Modo de desintegración
stable
178 Estable
Masa atómica (u) 177,9437058 ± 0,000002
Abundancia natural 27,2800% ± 0,0700%
Periodo de semidesintegración Estable
Modo de desintegración
stable
179 Estable
Masa atómica (u) 178,9458232 ± 0,000002
Abundancia natural 13,6200% ± 0,0200%
Periodo de semidesintegración Estable
Modo de desintegración
stable
180 Estable
Masa atómica (u) 179,946557 ± 0,000002
Abundancia natural 35,0800% ± 0,1600%
Periodo de semidesintegración Estable
Modo de desintegración
stable

Líneas espectrales

Se muestran 50 de 1890. De forma predeterminada, solo se muestran las líneas espectrales con intensidad medida.

Longitud de onda (nm)IntensidadEstado de ionizaciónTipoTransiciónExactitudFuente
417.433998 nm48000Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p z 5D*MedidaNIST
380.03629 nm36000Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p z 5D*MedidaNIST
382.072307 nm34000Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p y 3F*MedidaNIST
723.71003 nm34000Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d.6s2.(a 2D).6p z 3D*MedidaNIST
384.917811 nm32000Hf Iemission5d2.6s2 a 1D → 5d2.(a 3F).6s.(a 2F).6p y 1D*MedidaNIST
713.1807 nm32000Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d.6s2.(a 2D).6p z 3D*MedidaNIST
389.993003 nm29000Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p z 5D*MedidaNIST
395.181289 nm26000Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p y 3F*MedidaNIST
385.830632 nm25000Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p y 3D*MedidaNIST
724.0873 nm21000Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d.6s2.(a 2D).6p z 3D*MedidaNIST
393.137246 nm19000Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p y 3D*MedidaNIST
480.049829 nm17000Hf Iemission5d2.6s2 a 1D → 5d.6s2.(a 2D).6p z 1P*MedidaNIST
397.347912 nm15000Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p z 5D*MedidaNIST
706.38474 nm15000Hf Iemission5d2.6s2 a 1D → 5d.6s2.(a 2D).6p z 3P*MedidaNIST
381.177553 nm14000Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p z 3G*MedidaNIST
555.06011 nm14000Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p z 5G*MedidaNIST
555.211884 nm14000Hf Iemission5d2.6s2 a 1D → 5d.6s2.(a 2D).6p z 1F*MedidaNIST
456.593715 nm13000Hf Iemission5d2.6s2 a 1D → 5d2.(a 3P).6s.(a 4P).6p y 5D*MedidaNIST
435.630591 nm12000Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p z 5D*MedidaNIST
445.734411 nm12000Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p z 5F*MedidaNIST
459.87979 nm12000Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p z 5F*MedidaNIST
462.086529 nm12000Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p z 5F*MedidaNIST
465.518924 nm12000Hf Iemission5d2.6s2 a 3P → 5d2.(a 3P).6s.(a 4P).6p z 3S*MedidaNIST
380.044548 nm11000Hf Iemission5d2.6s2 a 1D → 5d2.(a 3P).6s.(a 4P).6p z 5S*MedidaNIST
429.477692 nm11000Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p z 5D*MedidaNIST
681.89395 nm11000Hf Iemission5d2.6s2 a 3P → 5d.6s2.(a 2D).6p z 1F*MedidaNIST
396.799621 nm10000Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p z 5D*MedidaNIST
406.28356 nm10000Hf Iemission5d.6s2.(a 2D).6p z 1D* → 3512MedidaNIST
497.525232 nm10000Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p z 5F*MedidaNIST
454.093108 nm8400Hf Iemission5d2.6s2 a 1D → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p y 3F*MedidaNIST
443.80364 nm8300Hf Iemission5d2.6s2 a 3P → 5d2.(a 3P).6s.(a 4P).6p z 3S*MedidaNIST
446.117576 nm8300Hf Iemission5d2.6s2 a 1D → 5d2.(a 3P).6s.(a 4P).6p z 3S*MedidaNIST
459.891547 nm8300Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p z 5D*MedidaNIST
408.33549 nm8000Hf Iemission5d.6s2.(a 2D).6p z 1D* → 3499MedidaNIST
571.91718 nm7300Hf Iemission5d2.6s2 a 3P → 5d.6s2.(a 2D).6p z 1P*MedidaNIST
403.225898 nm7200Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p y 3F*MedidaNIST
478.27405 nm7100Hf Iemission5d.6s2.(a 2D).6p z 3F* → 6p2.(3P).5d.(2D).6s c 3DMedidaNIST
383.001314 nm6700Hf Iemission5d3.(b 4F).6s a 5F → 5d2.(b 1D).6s.(b 2D).6p v 3F*MedidaNIST
504.743848 nm6500Hf Iemission5d2.6s2 a 3P → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p y 3D*MedidaNIST
485.92338 nm6400Hf Iemission5d.6s2.(a 2D).6p z 3F* → 3512MedidaNIST
386.09058 nm6300Hf Iemission5d2.6s2 a 3P → 5d2.(a 3F).6s.(a 2F).6p y 1F*MedidaNIST
441.790242 nm6200Hf Iemission5d2.6s2 a 1D → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p y 3D*MedidaNIST
388.935622 nm5900Hf Iemission5d2.6s2 a 1D → 5d2.(a 3P).6s.(a 4P).6p y 5D*MedidaNIST
469.90048 nm5900Hf Iemission5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p z 5G* → 5d2.(3F).6s.(a 4F).7s b 5FMedidaNIST
678.92714 nm5900Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p z 5G*MedidaNIST
433.027751 nm5800Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p y 3F*MedidaNIST
410.65431 nm5600Hf Iemission5d2.6s2 a 1G → 5d2.(a 3F).6s.(a 2F).6p y 1F*MedidaNIST
426.34428 nm5400Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p z 5F*MedidaNIST
477.37157 nm5400Hf Iemission5d2.6s2 a 3P → 5d.6s2.(a 2D).6p z 1P*MedidaNIST
590.29382 nm5400Hf Iemission5d2.6s2 a 3F → 5d2.(a 3F).6s.(a 4F).6p z 5G*MedidaNIST

Propiedades ampliadas

Radios covalentes (ampliados)

Radio covalente (Pyykkö)
152 pm
Radio covalente (Pyykkö, enlace doble)
128 pm
Radio covalente (Pyykkö, enlace triple)
122 pm

Radios de van der Waals

Batsanov
225 pm
Alvarez
263 pm
UFF
314,1 pm
MM3
253 pm

Radios atómicos y metálicos

Radio atómico (Rahm)
264 pm
Radio metálico (C12)
159 pm

Escalas de numeración

Mendeleev
45
Pettifor
50
Glawe
50

Escalas de electronegatividad

Ghosh
0
Miedema
4
Gunnarsson–Lundqvist
5
Robles–Bartolotti
4

Polarizabilidad y dispersión

Polarizabilidad dipolar
103 a.u.
Polarizabilidad dipolar (incert.)
6 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
1040 Ha·Bohr6

Parámetros de Miedema

Volumen molar de Miedema
13,45 cm3/mol
Densidad electrónica de Miedema
3

Transiciones de fase y alótropos

Punto de fusión2506,15 K
Punto de ebullición4873,15 K

Categorías de estados de oxidación

+2 extended
−2 extended
0 extended
+1 extended
+4 main
+3 extended

Datos de referencia avanzados

Constantes de apantallamiento (14)
nOrbitalσ
1s1,3984
2p4,4012
2s18,8102
3d13,5702
3p21,0168
3s21,6885
4d36,476
4f39,7904
4p34,0704
4s33,0228
Detalle de los radios cristalinos (4)
CargaCNEspínrcrystal (pm)Origen
4IV72from r^3 vs V plots,
4VI85from r^3 vs V plots,
4VII90
4VIII97
Modos de desintegración de los isótopos (46)
IsótopoModoIntensidad
153B+—
154B+100%
154A0%
155B+100%
155A—
156A100%
156B+—
157A94%
157B+14%
158B+55,7%
Factores de dispersión de rayos X (514)
Energía (eV)f₁f₂
10—2,62338
10,1617—2,71485
10,3261—2,80951
10,4931—2,90326
10,6628—2,98247
10,8353—3,06384
11,0106—3,14744
11,1886—3,21346
11,3696—3,27509
11,5535—3,33789

Datos adicionales

Referencias

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Hf

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Hafnium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

Nota sobre la licencia: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Hafnium

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

Nota sobre la licencia: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Hafnium

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Hafnium

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Hafnium

This section provides all form of data related to element Hafnium.

9 PubChem Elements
Hafnium

The element property data was retrieved from publications.

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