hf[化學元素]

hf[化學元素]

鉿(Hf)是一種化學元素,它的化學符號是Hf,它的原子序數是72,原子量178.49,屬周期系ⅣB族。它是一種帶光澤的銀灰色的過渡金屬,熔點2233℃,沸點4602℃,密度13.31克每立方厘米。緻密的金屬鉿性質不活潑,表面形成氧化物覆蓋層,在常溫下很穩定,粉末狀的鉿容易在空氣中自燃。可以腐蝕玻璃。詳見下文。

基本信息

簡介

鉿吸收氫氣的能力很強,最高可形成HfH2.1。高溫下,鉿能與氮發生反應。由於受鑭系收縮的影響,鉿的原子半徑幾乎和鋯相等,因此鉿與鋯的性質極為相似,很難分離,最主要分別是鉿的密度是鋯的雙倍。鉿不與稀鹽酸、稀硫酸和強鹼溶液作用,但可溶於氫氟酸和王水。鉿的氧化態是+2、+3、+4,其中+4價化合物最穩定。

元素符號:Hf

元素英文名稱:Hafnium

體積彈性模量:110 GPa

原子化焓:703 kJ /mol @25℃

熱容:25.73 J /(mol· K)

導熱係數:23.0 W/(m·K)

導電性:0.0312 10^6/(cm ·Ω )

熔化熱:24.060 (千焦/摩爾)

汽化熱:575.0 (千焦/摩爾)

元素在宇宙中的含量:0.0007 (ppm)

相對原子質量:178.5

核內質子數:72

質子質量:1.20456E-25

質子相對質量:72.504

所屬周期:6

所屬族數:IVB

摩爾質量:178

密度:13.2

熔點:2150.0℃

沸點:5400.0℃

外圍電子排布:5d2 6s2

核外電子排布:2,8,18,32,10,2

顏色和狀態:金屬

原子半徑:2.16

常見化合價:+4

發現人:考斯特、海維西

發現時間和地點:1923 丹麥

元素來源:它存在於大多數鋯礦中

元素用途:由於它容易發射電子而很有用處(如用作白熾燈的燈絲)。用作X射線管的陰極,鉿和鎢或鉬的合金用作高壓放電管的電極。

相對原子質量:178.4 常見化合價:+4 電負性:1.3

外圍電子排布:5d2 6s2 核外電子排布:2,8,18,32,10,2

同位素及放射線:Hf-172[1.9y] Hf-174[2.0E15y] Hf-175[70d] Hf-176 Hf-177 Hf-178 Hf-179 *Hf-180

電子親合和能:-61 KJ·mol-1

第一電離能:720 KJ·mol-1 第二電離能:1440 KJ·mol-1 第三電離能:0 KJ·mol-1

單質密度:13.2 g/cm3 單質熔點:2150.0 ℃ 單質沸點:5400.0 ℃

原子半徑:2.16 埃 離子半徑:0.83(+4) 埃 共價半徑:1.44 埃

常見化合物:HfO2

發現人:考斯特、海維西 時間:1923 地點:丹麥

名稱由來:

得名於哥本哈根的拉丁名稱“Hafnia”。

元素描述:

有延展性的銀白色金屬。

元素來源:

取自鋯石或斜鋯石。

元素用途

1.核工業:純鉿熱中子捕獲截面大,具有較強的吸收中子的能力,且可以減慢核子連鎖反應的速率,抑制原子反應的"火焰",同時,其具有較強的耐高溫抗腐蝕性能,且成型材料具有可塑性強、易加工等特性,因此成為原子能工業的重要材料之一,目前廣泛套用於製造核反應堆的控制棒和保護裝置。

2.航空航天領域:鉿粉燃燒值較高,且可控性較好,可作為高能固態燃料,如火箭的推進器;鉿的合金具有高熔點耐熱燒蝕腐蝕等特性,可用作火箭噴嘴和滑翔式重返大氣層的飛行器等的保護層的製造。

3.電子元器件領域:由於鉿它易發射電子,可用作製造X射線管的陰極、發光白熾燈的燈絲等,廣泛套用於X射線的陰極和鎢絲製造工業。另外,鉿和鎢或鉬的合金可用於製造作高壓放電管的電極。

4.微納米電子:用於最新的Intel45納米處理器。

5.製造工具鋼和電阻材料:Hf-Ta合金可製造工具鋼及電阻材料。在耐熱合金中鉿用作添加元素,例如鎢、鉬、鉭的合金中有的添加鉿。HfC由於硬度和熔點高,可作硬質合金添加劑。4TaC·HfC的熔點約為4215℃,為已知的熔點最高的化合物。

其他

總體特性
名稱, 符號, 序號 鉿、Hf、72
系列 過渡金屬
族, 周期, 元素分區 4族, 6,d
密度、硬度 13310 kg/m、5.5
顏色和外表 銀灰色
地殼含量 4×10 %
原子屬性
原子量 178.49 原子量單位
原子半徑(計算值) 155(208)pm
共價半徑 150 pm
范德華半徑 無數據
價電子排布 [氙]4f5d6s
電子在每能級的排布 2,8,18,32,10,2
氧化價(氧化物) 4(兩性的)
晶體結構 六方密排晶格
物理屬性
物質狀態 固態
熔點 2506 K(2233 °C)
沸點 4876 K(4603 °C)
摩爾體積 13.44×10m/mol
汽化熱 575 kJ/mol
熔化熱 24.06 kJ/mol
蒸氣壓 1.12×10 帕(2500K)
聲速 3010 m/s(293.15K)
其他性質
電負性 1.3(鮑林標度)
比熱 140 J/(kg·K)
電導率 3.12×10/(米歐姆)
熱導率 23 W/(m·K)
第一電離能 658.5 kJ/mol
第二電離能 1440 kJ/mol
最穩定的同位素
同位素豐度半衰期衰變模式衰變能量MeV衰變產物172Hf人造1.87年電子捕獲0.350172Lu174Hf0.162 %2×1015年α衰變2.495 170Yb176Hf5.206 %穩定177Hf18.606 %穩定178Hf27.297 %穩定179Hf13.629 %穩定180Hf35.1 %穩定 182Hf人造9×106年β衰變0.373182Ta

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