Hafnium is a lustro, silvery-gray transition metal. Descoberto em 1923, foi o último elemento com núcleos estáveis a ser adicionado à tabela periódica (o último foi o rênio em 1925). Háfnio é nomeado em homenagem à palavra latina para Copenhague: Háfnia. O elemento tem algumas aplicações comerciais muito importantes, incluindo o seu uso na indústria de energia nuclear, equipamentos eletrônicos, cerâmica, Lâmpadas e na fabricação de super ligas.,
háfnio raramente é encontrado livre na natureza, e em vez disso está presente na maioria dos minerais de zircônio a uma concentração de até 5 por cento. De fato, háfnio é tão quimicamente semelhante ao zircônio que separar os dois elementos é extremamente difícil. A maior parte do háfnio comercial é produzido como um subproduto da refinação de zircónio.háfnio é o 45º elemento mais abundante na Terra, compreendendo cerca de 3,3 partes por milhão (ppm) da crosta terrestre em peso, de acordo com Chemicool. O háfnio é bastante resistente à corrosão devido à formação de uma película de óxido em superfícies expostas., Na verdade, não é afetada pela água, ar e todos os álcalis e ácidos, exceto para fluoreto de hidrogênio. o carboneto de háfnio (HfC) tem o ponto de fusão mais alto de qualquer composto conhecido de dois elementos a cerca de 7.034 graus Fahrenheit (3,890 graus Celsius), de acordo com Jefferson Lab. O composto nitreto de hafnio (HfN) também tem um alto ponto de fusão, cerca de 5,981 graus F (3,305 graus C). Entre os compostos de três elementos, o carboneto misto de tungstênio e háfnio tem o ponto de fusão mais alto de qualquer composto conhecido a 7,457 graus F (4,125 graus C), De acordo com o mundo da química., Alguns outros compostos de háfnio incluem fluoreto de háfnio (HfF4) cloreto de háfnio (HfCl4) e óxido de háfnio (HfO2).
Apenas os fatos
- número Atômico (número de prótons no núcleo): 72
- Atômico símbolo (sobre a tabela periódica dos elementos): Hf
- massa Atômica (média de massa do átomo): 178.49
- Densidade: 13.,3 gramas por centímetro cúbico
- Fase à temperatura ambiente: Sólido
- ponto de Fusão: 4,051 graus Fahrenheit (2,233 graus Celsius)
- ponto de Ebulição: 8,317 graus F (4,603 graus C)
- Número de isótopos (átomos do mesmo elemento com um número diferente de nêutrons): 32, cuja meia-vida são conhecidos com a massa de números 154 185
- Mais comum isótopos: Hf-174, Hf-176, Hf-177, Hf-178, Hf-179 e Hf-180.,
Descoberta
Háfnio presença tinha sido predito décadas antes de sua descoberta, de acordo com a Química do Mundo. O elemento provou ser bastante evasivo, pois era quase impossível distingui-lo quimicamente do muito mais comum zircônio.,
hafnio ainda era desconhecido quando o químico e inventor russo Dimitri Mendeleev desenvolveu a lei periódica — uma versão pré-moderna da tabela periódica de elementos — em 1869. Em seu trabalho, no entanto, Mendeleev previu corretamente que haveria um elemento cujas propriedades eram semelhantes, mas mais pesadas que o zircônio e o titânio.
em 1911, o químico francês Georges Urbain, que já havia descoberto o elemento terra rara lutécio, acreditava que tinha finalmente descoberto o elemento faltante 72 — que ele passou a nomear celtium, de acordo com Chemicool., No entanto, alguns anos mais tarde sua descoberta foi mostrada como uma combinação de lantanídeos já descobertos (os 15 elementos metálicos com números atômicos 57 a 71 na tabela periódica).
ainda não estava claro se o elemento em falta 72 seria um metal de transição ou um metal de terras raras uma vez que caiu na fronteira entre estes dois tipos de elementos na tabela. Os químicos que acreditavam que seria um elemento da terra rara realizaram muitas buscas infrutíferas entre minerais contendo terras raras, de acordo com o mundo da química.,
no entanto, novas evidências surgidas tanto do campo da química como da física sustentaram a ideia de que o elemento 72 seria um elemento de transição. Por exemplo, os cientistas sabiam que o elemento 72 caiu abaixo do titânio e do zircônio na tabela periódica e ambos eram elementos de transição conhecidos. In addition, Danish physicist Niels Bohr, one of the founders of quantum theory, predicted that element 72 would be a transition metal based on his electronic configuration for the element, according to Chemistry World.,em 1921, Bohr encorajou o químico Húngaro Georg von Hevesy e o físico holandês Dirk Costerto — dois jovens pesquisadores em seu instituto na época — a procurar o elemento 72 no minério de zircônio. Baseado em sua teoria quântica da estrutura atômica, Bohr sabia que o novo metal teria uma estrutura química semelhante ao zircônio, então havia uma forte chance de que os dois elementos seriam encontrados nos mesmos minérios, de acordo com Chemicool.Von Hevesy and Coster took took Bohr’s advice and proceed to study zirconium ore using X-ray spectroscopy., They used Bohr’s theory of how electrons fill shells and subshells within atoms to predict the differences between the two elements’ X-ray spectra, according to Chemical and Engineering News. Este método levou à descoberta do háfnio em 1923. A descoberta foi uma das únicas seis lacunas remanescentes na tabela periódica. Eles nomearam o novo elemento em homenagem à cidade natal de Bohr, Copenhague (Hafniain Latin)., háfnio é notavelmente resistente à corrosão e um excelente absorvedor de nêutrons, permitindo a sua utilização em submarinos nucleares e varetas de controle de reatores nucleares, uma tecnologia crítica usada para manter reações de fissão. As barras de controlo mantêm a reacção em cadeia de fissão activa, mas também a impedem de acelerar para além do controlo.
háfnio é usado em equipamentos eletrônicos, tais como cátodos e condensadores, bem como em cerâmica, Lâmpadas flash de fotografia e filamentos de lâmpada., É usado em tubos de vácuo como um getter, uma substância que se combina com e remove gases residuais dos tubos, de acordo com o Jefferson Lab. Háfnio é comumente ligado a outros metais como titânio, ferro, nióbio e tântalo. Por exemplo, ligas háfnio-nobium resistentes ao calor são usadas em aplicações aeroespaciais, tais como motores de foguetes espaciais.
o composto de carboneto de háfnio tem o ponto de fusão mais alto de qualquer composto constituído por apenas dois elementos, permitindo que ele seja usado para Linear fornos de alta temperatura e Fornos, de acordo com Chemicool. Quem diria?,
- hafnio é pirofórico (inflama espontaneamente) em forma de pó.o químico Inglês Henry Moseley foi o cientista que percebeu que o elemento “celtium” de Georges Urbain não era o verdadeiro elemento localizado sob o zircônio. Infelizmente, a Primeira Guerra Mundial interrompeu a importante pesquisa deste jovem cientista. Moseley alistou-se no Royal Engineers of the British Army e foi morto por um atirador furtivo em 1915. Sua morte levou a Inglaterra a estabelecer uma nova política proibindo cientistas proeminentes de se envolverem em combate.,em 1925, os químicos holandeses Anton Eduard van Arkel e Jan Hendrik de Boer inventaram um método para produzir hafnio de alta pureza. Para fazer isso, os cientistas decompuseram tetraiodeto de háfnio em um fio de tungstênio quente, resultando em uma barra de cristal de háfnio puro, de acordo com a Chemicool. Este método é chamado de processo de barra de cristal.o isômero nuclear de háfnio tem sido debatido como uma arma potencial. Na controvérsia háfnio, os cientistas debatem se o elemento é capaz de desencadear uma rápida Liberação De Energia.,embora o zircónio seja quimicamente muito semelhante ao háfnio, é diferente do háfnio na medida em que é muito pobre em absorver neutrões. Portanto, zircônio é usado na camada exterior de varas de combustível, onde é importante que os nêutrons possam viajar facilmente.num estudo recente, uma equipa internacional de investigadores confirmou que a primeira crosta terrestre se formou há cerca de 4,5 mil milhões de anos, graças à sua análise química do háfnio num meteorito raro., Os pesquisadores acreditam que o meteorito se originou do asteroide Vesta, após um grande impacto que enviou fragmentos de rocha para a terra, de acordo com o comunicado de imprensa do estudo Science Daily. De acordo com os pesquisadores, meteoritos são partes dos materiais originais que formaram todos os planetas. Para o estudo, eles mediram a razão dos isótopos háfnio-176 e háfnio-177 no meteorito. Isto deu – lhes um ponto de partida para a composição da Terra. Eles compararam os resultados com as rochas mais antigas da terra, essencialmente confirmando que uma crosta já havia se formado na superfície da terra em torno de 4.,Há 5 biliões de anos. As suas conclusões são publicadas no Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).