Hafnium

Vydáno: 23. 01. 2015; Poslední aktualizace: 06. 10. 2023; Autor: Zdeněk Moravec

Hafnium, Hf, je kov, vlastnostmi podobný zirkoniu, jeho barva je šedá až stříbrná.

Protonové číslo72Počet stabilních izotopů5
Atomová hmotnost178,49Elektronová konfigurace[Xe] 4f14 5d2 6s2
Teplota tání [°C]2233Teplota varu [°C]4603
Elektronegativita1,3Hustota [g.cm-3]13,31
Vlastnosti hafnia
Krystal hafnia.
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:

IzotopZastoupení [%]Poločas přeměny
174Hf0,167,0 ×1016 let
176Hf5,26stabilní
177Hf18,60stabilní
178Hf27,30stabilní
179Hf13,60stabilní
180Hf35,10stabilní

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]

 177Hf179Hf
Jaderný spin7/29/2
Zastoupení v přírodě [%]18,513,75
Rezonanční frekvence v poli 1 T1,72821,0856
Jaderný magnetický moment+0,7935-0,6409
Citlivost vůči 1H0,001400,00055

Literatura

  1. Hafnium na české wikipedii
  2. Hafnium na anglické wikipedii
  3. Hafnium NMR
  4. Pascal-Man – Hf NMR
  5. 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

One Reply to “Hafnium”

Leave a Reply

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..