Hf 72

Hafnium (Hf)

transition-metal
주기: 6 족: 4 블록: d

Solid

표준 원자량

178.49 u

전자 배치

[Xe] 6s2 4f14 5d2

녹는점

2232.85 °C

끓는점

4602.85 °C

밀도

1.33e+4 kg/m³

산화 상태

−2, 0, +1, +2, +3, +4

전기 음성도(Pauling)

1.3

제1 이온화 에너지

6.82507 eV

발견 연도

1911

원자 반지름

155 pm

상세 정보

이름의 유래 From Hafnia, the Latin name of Copenhagen.
발견 국가 Denmark
발견자 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).

이미지

특성

물리적 특성

원자 반지름(경험값)
155 pm 모든 원소의 원자 반지름(경험값) 비교 →
공유 결합 반지름
175 pm 모든 원소의 공유 결합 반지름 비교 →
반데르발스 반지름
212 pm 모든 원소의 반데르발스 반지름 비교 →
금속 반지름
144 pm 모든 원소의 금속 반지름 비교 →
밀도
1.33 × 104 kg/m³ 모든 원소의 밀도 비교 →
몰 부피
0.0136 L/mol
STP에서의 상
고체 모든 원소의 STP에서의 상 비교 →
녹는점
2232.85 °C 모든 원소의 녹는점 비교 →
끓는점
4602.85 °C 모든 원소의 끓는점 비교 →
열전도율
23 W/(m·K) 모든 원소의 열전도율 비교 →
비열
0.144 J/(g·K) 모든 원소의 비열 비교 →
몰 열용량
25.73 J/(mol·K) 모든 원소의 몰 열용량 비교 →
결정 구조
육방 조밀 충전 모든 원소의 결정 구조 비교 →

화학적 특성

전기 음성도(Pauling)
1.3 모든 원소의 전기 음성도(Pauling) 비교 →
전기 음성도(Allen)
1.16
전자 친화도
0.178 eV
제1 이온화 에너지
6.82507 eV 모든 원소의 제1 이온화 에너지 비교 →
제2 이온화 에너지
14.61005 eV 모든 원소의 제2 이온화 에너지 비교 →
제3 이온화 에너지
22.550078 eV 모든 원소의 제3 이온화 에너지 비교 →
제4 이온화 에너지
33.370115 eV 모든 원소의 제4 이온화 에너지 비교 →
제5 이온화 에너지
68.370235 eV 모든 원소의 제5 이온화 에너지 비교 →
산화 상태
−2, 0, +1, +2, +3, +4 모든 원소의 산화 상태 비교 →
원자가 전자
4 모든 원소의 원자가 전자 비교 →
전자 배치
[Xe] 6s2 4f14 5d2

열역학적 특성

융해열
0.26667358 eV 모든 원소의 융해열 비교 →
기화열
5.959476 eV 모든 원소의 기화열 비교 →
승화열
6.436234 eV
원자화열
6.436234 eV
원자화 엔탈피
6.409286 eV

핵 특성

양성자 수
72 모든 원소의 양성자 수 비교 →
중성자 수
108 모든 원소의 중성자 수 비교 →
알려진 동위원소 수
38 모든 원소의 알려진 동위원소 수 비교 →
안정 동위원소 수
4 모든 원소의 안정 동위원소 수 비교 →
가장 안정한 동위원소
Hf-180
발견 연도
1911

존재비

존재비(지각)
3 mg/kg 모든 원소의 존재비(지각) 비교 →
존재비(해양)
7 × 10−6 mg/L 모든 원소의 존재비(해양) 비교 →

결정 구조

격자 상수 a
320 pm

전자 구조

전자껍질별 전자 수
2, 8, 18, 32, 10, 2 모든 원소의 전자껍질별 전자 수 비교 →

식별자

CAS 등록 번호
7440-58-6 모든 원소의 CAS 등록 번호 비교 →
항 기호
3F2
InChI
InChI=1S/Hf
InChI 키
VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N

전자 배치 측정값

이온 전하
양성자 72
전자 72
전하 중성
배치 Hf: 4f¹⁴ 5d² 6s²
전자 배치
측정값
[Xe] 4f¹⁴ 5d² 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d² 6s²
오비탈 도표
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↑
총 전자 수: 72 홀전자: 2 ?

원자 모형

양성자 72
중성자 108
전자 72
질량수 180
안정성 안정

동위원소에 따라 중성자 수, 질량, 안정성은 달라지지만, 중성 원자의 전자 배치는 달라지지 않습니다.

개략적인 원자 모형이며 실제 비율과 다릅니다.

원자 지문

방출 / 흡수 스펙트럼

25 / 50 (50 세기 정보가 있는 선 50개)
측정값
방출 가시광선: 380–750 nm

동위원소 분포

18035.0800%17827.2800%17913.6200%1765.2600%질량수천연 존재비(%)
질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기
176 안정175.9414076 ± 0.00000225.2600%안정
178 안정177.9437058 ± 0.00000227.2800%안정
179 안정178.9458232 ± 0.00000213.6200%안정
180 안정179.946557 ± 0.00000235.0800%안정
측정값

상 / 상태

1 atm / 101.325 kPa
고체 25 °C (298.15 K)

이유: 녹는점(2232.85 °C)보다 2207.8 °C 낮음

녹는점 2232.85 °C
끓는점 4602.85 °C
녹는점 미달 온도 2207.8 °C
0 K 현재 온도: 25 °C 6000 K
상 변화 도표

개략도이며 실제 비율과 다름

고체
액체
기체
녹는점
끓는점
25°C
고체
액체
기체
현재

상전이점

녹는점 문헌값
2232.85 °C
끓는점 문헌값
4602.85 °C
현재 상 계산값
고체

전이 에너지

융해열 문헌값
0.26667358 eV

녹는점에서 1 mol을 녹이는 데 필요한 에너지

기화열 문헌값
5.959476 eV

끓는점에서 1 mol을 기화시키는 데 필요한 에너지

승화열 문헌값
6.436234 eV

승화점에서 1 mol을 승화시키는 데 필요한 에너지

밀도

기준 밀도 문헌값
1.33e+4 kg/m³

표준 조건에서

현재 밀도 계산값
1.33e+4 kg/m³

표준 조건에서

원자 스펙트럼

전체 72개 중 10개를 표시합니다. 이온 전하순으로 정렬되었습니다(오름차순).

보유 스펙트럼선 데이터 ?

이온전하총 스펙트럼선 수전이 확률준위 표기
Hf I 053411873821
Hf II +1218210
Hf III +23700
Hf IV +32700
Hf V +48200
NIST 보유 스펙트럼선 데이터 →

보유 에너지 준위 데이터 ?

이온전하준위
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
NIST 보유 에너지 준위 데이터 →
72 Hf 178.49

Hafnium — 원자 오비탈 시각화 도구

[Xe]6s24f145d2
에너지 준위 2 8 18 32 10 2
산화 상태 -2, 0, +1, +2, +3, +4
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
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Three.js는 요청할 때만 불러옵니다
72 Hf 178.49

Hafnium — 결정 구조 시각화 도구

원시 육방 · 피어슨 기호 hP2
실험 기반
피어슨 기호 hP2
배위수 12
충전율 76.698%
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이온 반지름

전하배위스핀반지름
+44해당 없음57.99999999999999 pm
+46해당 없음71 pm
+47해당 없음76 pm
+48해당 없음83 pm

화합물

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

동위원소 (4)

질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기붕괴 방식
176 안정175.9414076 ± 0.00000225.2600% ± 0.0700%안정
stable
178 안정177.9437058 ± 0.00000227.2800% ± 0.0700%안정
stable
179 안정178.9458232 ± 0.00000213.6200% ± 0.0200%안정
stable
180 안정179.946557 ± 0.00000235.0800% ± 0.1600%안정
stable
176 안정
원자 질량(u) 175.9414076 ± 0.0000022
천연 존재비 5.2600% ± 0.0700%
반감기 안정
붕괴 방식
stable
178 안정
원자 질량(u) 177.9437058 ± 0.000002
천연 존재비 27.2800% ± 0.0700%
반감기 안정
붕괴 방식
stable
179 안정
원자 질량(u) 178.9458232 ± 0.000002
천연 존재비 13.6200% ± 0.0200%
반감기 안정
붕괴 방식
stable
180 안정
원자 질량(u) 179.946557 ± 0.000002
천연 존재비 35.0800% ± 0.1600%
반감기 안정
붕괴 방식
stable

스펙트럼선

전체 1890개 중 50개를 표시합니다. 기본적으로 세기가 측정된 스펙트럼선만 표시됩니다.

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

확장 특성

공유 결합 반지름(확장)

공유 결합 반지름(Pyykkö)
152 pm
공유 결합 반지름(Pyykkö, 이중 결합)
128 pm
공유 결합 반지름(Pyykkö, 삼중 결합)
122 pm

반데르발스 반지름

Batsanov
225 pm
Alvarez
263 pm
UFF
314.1 pm
MM3
253 pm

원자 및 금속 반지름

원자 반지름(Rahm)
264 pm
금속 반지름(C12)
159 pm

번호 척도

Mendeleev
45
Pettifor
50
Glawe
50

전기 음성도 척도

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

분극률 및 분산

쌍극자 분극률
103 a.u.
쌍극자 분극률(불확도)
6 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
1040 Ha·Bohr6

미데마 매개변수

미데마 몰 부피
13.45 cm3/mol
미데마 전자 밀도
3

상전이 및 동소체

녹는점2506.15 K
끓는점4873.15 K

산화 상태 분류

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

심화 참고 데이터

차폐 상수 (14)
n오비탈σ
1s1.3984
2p4.4012
2s18.8102
3d13.5702
3p21.0168
3s21.6885
4d36.476
4f39.7904
4p34.0704
4s33.0228
결정 반지름 상세 정보 (4)
전하CN스핀rcrystal (pm)기원
4IV72from r^3 vs V plots,
4VI85from r^3 vs V plots,
4VII90
4VIII97
동위원소 붕괴 방식 (46)
동위원소모드세기
153B+—
154B+100%
154A0%
155B+100%
155A—
156A100%
156B+—
157A94%
157B+14%
158B+55.7%
X선 산란 인자 (514)
에너지 (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

추가 데이터

참고 문헌

(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.

라이선스 안내: 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/

라이선스 안내: 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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