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Hf 72

Hafnium (Hf)

transition-metal
Periodo: 6 Gruppo: 4 Blocco: d

Solid

Peso atomico standard

178,49 u

Configurazione elettronica

[Xe] 6s2 4f14 5d2

Punto di fusione

2232,85 °C

Punto di ebollizione

4602,85 °C

Densità

1,33e+4 kg/m³

Stati di ossidazione

−2, 0, +1, +2, +3, +4

Elettronegatività (Pauling)

1,3

Energia di ionizzazione (1ª)

6,82507 eV

Anno della scoperta

1911

Raggio atomico

155 pm

Dettagli

Origine del nome From Hafnia, the Latin name of Copenhagen.
Paese della scoperta Denmark
Scopritori 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).

Immagini

Proprietà

Chimiche

Elettronegatività (Pauling)
1,3 Confronta Elettronegatività (Pauling) di tutti gli elementi →
Elettronegatività (Allen)
1,16
Affinità elettronica
0,178 eV
Energia di ionizzazione (1ª)
6,82507 eV Confronta Energia di ionizzazione (1ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (2ª)
14,61005 eV Confronta Energia di ionizzazione (2ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (3ª)
22,550078 eV Confronta Energia di ionizzazione (3ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (4ª)
33,370115 eV Confronta Energia di ionizzazione (4ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (5ª)
68,370235 eV Confronta Energia di ionizzazione (5ª) di tutti gli elementi →
Stati di ossidazione
−2, 0, +1, +2, +3, +4 Confronta Stati di ossidazione di tutti gli elementi →
Elettroni di valenza
4 Confronta Elettroni di valenza di tutti gli elementi →
Configurazione elettronica
[Xe] 6s2 4f14 5d2

Termodinamiche

Calore di fusione
0,26667358 eV Confronta Calore di fusione di tutti gli elementi →
Calore di vaporizzazione
5,959476 eV Confronta Calore di vaporizzazione di tutti gli elementi →
Calore di sublimazione
6,436234 eV
Calore di atomizzazione
6,436234 eV
Entalpia di atomizzazione
6,409286 eV

Abbondanza

Abbondanza (crosta terrestre)
3 mg/kg Confronta Abbondanza (crosta terrestre) di tutti gli elementi →
Abbondanza (oceano)
7 × 10−6 mg/L Confronta Abbondanza (oceano) di tutti gli elementi →

Struttura cristallina

Costante reticolare a
320 pm

Struttura elettronica

Elettroni per guscio
2, 8, 18, 32, 10, 2 Confronta Elettroni per guscio di tutti gli elementi →

Identificativi

Numero CAS
7440-58-6 Confronta Numero CAS di tutti gli elementi →
Simbolo di termine
3F2
InChI
InChI=1S/Hf
Chiave InChI
VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N

Configurazione elettronica Misurato

Carica ionica
Protoni 72
Elettroni 72
Carica Neutro
Configurazione Hf: 4f¹⁴ 5d² 6s²
Configurazione elettronica
Misurato
[Xe] 4f¹⁴ 5d² 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d² 6s²
Diagramma degli orbitali
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↑
Elettroni totali: 72 Spaiati: 2 ?

Modello atomico

Protoni 72
Neutroni 108
Elettroni 72
Numero di massa 180
Stabilità Stabile

Gli isotopi modificano il numero di neutroni, la massa e la stabilità — non la configurazione elettronica di un atomo neutro.

Modello atomico schematico, non in scala.

Impronta atomica

Spettro di emissione / assorbimento

25 / 50 (50 50 con intensità)
Misurato
Emissione Visibile: 380–750 nm

Distribuzione isotopica

18035,0800%17827,2800%17913,6200%1765,2600%Numero di massaAbbondanza naturale (%)
Numero di massaMassa atomica (u)Abbondanza naturaleEmivita
176 Stabile175,9414076 ± 0,00000225,2600%Stabile
178 Stabile177,9437058 ± 0,00000227,2800%Stabile
179 Stabile178,9458232 ± 0,00000213,6200%Stabile
180 Stabile179,946557 ± 0,00000235,0800%Stabile
Misurato

Fase / Stato

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

Motivo: 2207,8 °C sotto il punto di fusione (2232,85 °C)

Punto di fusione 2232,85 °C
Punto di ebollizione 4602,85 °C
Sotto il punto di fusione di 2207,8 °C
0 K Temperatura attuale: 25 °C 6000 K
Sequenza delle fasi

Schema non in scala

Solido
Liquido
Gas
Fusione
Ebollizione
25°C
Solido
Liquido
Gas
Attuale

Punti di transizione di fase

Punto di fusione Letteratura
2232,85 °C
Punto di ebollizione Letteratura
4602,85 °C
Fase attuale Calcolato
Solido

Energie di transizione

Calore di fusione Letteratura
0,26667358 eV

Energia necessaria per fondere 1 mol al punto di fusione

Calore di vaporizzazione Letteratura
5,959476 eV

Energia necessaria per vaporizzare 1 mol al punto di ebollizione

Calore di sublimazione Letteratura
6,436234 eV

Energia necessaria per sublimare 1 mol al punto di sublimazione

Densità

Densità di riferimento Letteratura
1,33e+4 kg/m³

In condizioni standard

Densità attuale Calcolato
1,33e+4 kg/m³

In condizioni standard

Spettri atomici

Sono visualizzati 10 di 72. Ordinamento per carica ionica crescente.

Righe disponibili ?

IoneCaricaRighe totaliProbabilità di transizioneDesignazioni dei livelli
Hf I 053411873821
Hf II +1218210
Hf III +23700
Hf IV +32700
Hf V +48200
Righe disponibili nel NIST →

Livelli disponibili ?

IoneCaricaLivelli
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
Livelli disponibili nel NIST →
72 Hf 178.49

Hafnium — Visualizzatore degli orbitali atomici

[Xe]6s24f145d2
Livelli energetici 2 8 18 32 10 2
Stati di ossidazione -2, 0, +1, +2, +3, +4
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
Hafnium — Anteprima del visualizzatore degli orbitali atomici
Three.js viene caricato soltanto su richiesta
72 Hf 178.49

Hafnium — Visualizzatore della struttura cristallina

Esagonale primitivo · Pearson hP2
Sperimentale
Pearson hP2
N. coord. 12
Impacchettamento 76.698%
Hafnium — Anteprima del visualizzatore della struttura cristallina
Three.js viene caricato soltanto su richiesta

Raggi ionici

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

Composti

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

Isotopi (4)

Numero di massaMassa atomica (u)Abbondanza naturaleEmivitaModalità di decadimento
176 Stabile175,9414076 ± 0,00000225,2600% ± 0,0700%Stabile
stable
178 Stabile177,9437058 ± 0,00000227,2800% ± 0,0700%Stabile
stable
179 Stabile178,9458232 ± 0,00000213,6200% ± 0,0200%Stabile
stable
180 Stabile179,946557 ± 0,00000235,0800% ± 0,1600%Stabile
stable
176 Stabile
Massa atomica (u) 175,9414076 ± 0,0000022
Abbondanza naturale 5,2600% ± 0,0700%
Emivita Stabile
Modalità di decadimento
stable
178 Stabile
Massa atomica (u) 177,9437058 ± 0,000002
Abbondanza naturale 27,2800% ± 0,0700%
Emivita Stabile
Modalità di decadimento
stable
179 Stabile
Massa atomica (u) 178,9458232 ± 0,000002
Abbondanza naturale 13,6200% ± 0,0200%
Emivita Stabile
Modalità di decadimento
stable
180 Stabile
Massa atomica (u) 179,946557 ± 0,000002
Abbondanza naturale 35,0800% ± 0,1600%
Emivita Stabile
Modalità di decadimento
stable

Righe spettrali

Sono visualizzati 50 di 1890. Per impostazione predefinita sono mostrate soltanto le righe spettrali con intensità misurata.

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

Proprietà estese

Raggi covalenti (dati estesi)

Raggio covalente (Pyykkö)
152 pm
Raggio covalente (Pyykkö, legame doppio)
128 pm
Raggio covalente (Pyykkö, legame triplo)
122 pm

Raggi di van der Waals

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

Raggi atomici e metallici

Raggio atomico (Rahm)
264 pm
Raggio metallico (C12)
159 pm

Scale di numerazione

Mendeleev
45
Pettifor
50
Glawe
50

Scale di elettronegatività

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

Polarizzabilità e dispersione

Polarizzabilità dipolare
103 a.u.
Polarizzabilità dipolare (inc.)
6 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
1040 Ha·Bohr6

Parametri di Miedema

Volume molare di Miedema
13,45 cm3/mol
Densità elettronica di Miedema
3

Transizioni di fase e allotropi

Punto di fusione2506,15 K
Punto di ebollizione4873,15 K

Categorie degli stati di ossidazione

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

Dati di riferimento avanzati

Costanti di schermaggio (14)
nOrbitaleσ
1s1,3984
2p4,4012
2s18,8102
3d13,5702
3p21,0168
3s21,6885
4d36,476
4f39,7904
4p34,0704
4s33,0228
Dettaglio dei raggi cristallini (4)
CaricaCNSpinrcrystal (pm)Origine
4IV72from r^3 vs V plots,
4VI85from r^3 vs V plots,
4VII90
4VIII97
Modalità di decadimento degli isotopi (46)
IsotopoModalitàIntensità
153B+—
154B+100%
154A0%
155B+100%
155A—
156A100%
156B+—
157A94%
157B+14%
158B+55,7%
Fattori di diffusione dei raggi X (514)
Energia (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

Dati aggiuntivi

Riferimenti

(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 sulla licenza: 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 sulla licenza: 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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Dati verificati:

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