Hafnium, Hf, je kov, vlastnostmi podobný zirkoniu, jeho barva je šedá až stříbrná.
| Protonové číslo | 72 | Počet stabilních izotopů | 5 |
| Atomová hmotnost | 178,49 | Elektronová konfigurace | [Xe] 4f14 5d2 6s2 |
| Teplota tání [°C] | 2233 | Teplota varu [°C] | 4603 |
| Elektronegativita | 1,3 | Hustota [g.cm-3] | 13,31 |
Zdroj: Alchemist-hp/commons
V zemské kůře je hafnium vzácné, vyskytuje se pouze jako příměs. Získává se extrakcí, kdy se využívá rozdílné rozpustnosti solí hafnia a zirkonia.
Izotopy hafnia
Přírodní hafnium se skládá z pěti stabilních izotopů a jednoho radioizotopu:
| Izotop | Zastoupení [%] | Poločas přeměny |
| 174Hf | 0,16 | 7,0 ×1016 let |
| 176Hf | 5,26 | stabilní |
| 177Hf | 18,60 | stabilní |
| 178Hf | 27,30 | stabilní |
| 179Hf | 13,60 | stabilní |
| 180Hf | 35,10 | stabilní |
U izotopů hafnia se předpokládá, že jsou všechny nestabilní, ale u pěti zatím nebyla pozorována radioaktivní přeměna, tzn. jejich poločas přeměny bude extrémně dlouhý. Radioizotop 174Hf je alfa zářičem:
$$^{174}_{\ \ 72}\textrm{Hf}\ \rightarrow\ ^{170}_{\ \ 70}\textrm{Yb}\ +\ ^4_2\alpha$$
Chemické vlastnosti
Jemně práškové hafnium je pyroforické, v hrubší formě se na vzduchu pasivuje. Vytváří stabilní sloučeniny v oxidačním stavu IV, nižší oxidační stavy jsou nestabilní. Halogenidy vznikají přímým slučováním z prvků, v pevném stavu vytvářejí polymerní struktury, tvořené oktaedry. V plynném stavu jsou tetraedrické. Oxidy vznikají reakcí kovu s kyslíkem nebo hydrolýzou chloridu.
Halogenidy v nižším oxidačním stavu lze připravit zahříváním kovového hafnia s chloridem hafničitým, průběh reakce závisí na teplotě:
3 Hf + HfCl4 → 4 HfCl (800 °C)
Hf + 3 HfCl4 → 4 HfCl3 (450 °C)
Využití
Většina hafnia je využívána pro výrobu řídících tyčí pro jaderné reaktory, např. v ponorkách. Zde se využívá toho, že hafnium má vysokou hodnotu účinného průřezu pro absorpci neutronů (na rozdíl od zirkonia, které neutrony prakticky neabsorbuje) a velmi dobré mechanické vlastnosti a odolnost vůči korozi.
Je také součástí slitin využívaných v raketových motorech. Např. slitina C103, použitá v lunárním modulu Apollo. Skládá se z 89 % niobu, 10 % hafnia a 1 % titanu.[5]
NMR
Hafnium má dva NMR aktivní izotopy – 177Hf a 179Hf. Oba jsou kvadrupolární a málo citlivé.[3,4]
| 177Hf | 179Hf | |
| Jaderný spin | 7/2 | 9/2 |
| Zastoupení v přírodě [%] | 18,5 | 13,75 |
| Rezonanční frekvence v poli 1 T | 1,7282 | 1,0856 |
| Jaderný magnetický moment | +0,7935 | -0,6409 |
| Citlivost vůči 1H | 0,00140 | 0,00055 |
Literatura
- Hafnium na české wikipedii
- Hafnium na anglické wikipedii
- Hafnium NMR
- Pascal-Man – Hf NMR
- Niobium alloys and high temperature applications
Navigace
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
| H | He | ||||||||||||||||
| Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||
| Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||
| K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr |
| Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe |
| Cs | Ba | La | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn |
| Fr | Ra | Ac | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
| Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu |
| Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr |
2 Replies to “Hafnium”