Hafnium

Hafnium merupakan unsur kimia bersimbolkan Hf dan bernombor atom 72. Hafnium adalah logam peralihan tetravalens yang berkilau keperakan, dan sifat kimianya seakan zirkonium serta dijumpai dalam kebanyakan mineral-mineral zirkonium. Kewujudan unsur ini diramalkan oleh Dmitri Mendeleev pada tahun 1869, walaupun ia tidak dikenal pasti sehingga tahun 1923, oleh Dr Alexander Scott, menjadikannya unsur stabil yang akan ditemui. Hafnium dinamakan sempena Hafnia, nama Latin untuk Copenhagen, di mana ia ditemui.^[4][5]

Hujung lelehan elektrod hafnium yang digunakan dalam relau percairan ebeam, kiub 1 cm, dan jongkong hafnium yang dicairkan semula ebeam (kiri ke kanan)

Hafnium,  ₇₂Hf

Garis spektrum bagi hafnium (400–700 nm)
Ciri-ciri umum
Sebutan	/ˈhæfniəm/ HAF-nee-əm
Rupa	besi keperakan
Hafnium dalam jadual berkala
Zr ↑ Hf ↓ Rf lutetium ← hafnium → tantalum
Nombor atom (Z)	72
Kumpulan, kala	kumpulan 4, kala 6
Blok	Blok d
Kategori unsur	logam peralihan
Berat atom piawai (Ar)	7002178490000000000♠178.49(2)[1]
Konfigurasi elektron	[Xe] 4f14 5d2 6s2
Bil. elektron per petala/cengkerang	2, 8, 18, 32, 10, 2
Ciri-ciri fizikal
Fasa	pepejal
Takat lebur	2506 K ​(2233 °C, ​4051 °F)
Takat didih	4876 K ​(4603 °C, ​8317 °F)
Ketumpatan suhu bilik hampir	13.31 g/cm3
apabila cecair, pada t.l.	12 g/cm3
Haba pelakuran	27.2 kJ/mol
Haba pengewapan	648 kJ/mol
Muatan haba molar	25.73 J/(mol·K)
Tekanan wap T (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k pada S (K) 2689 2954 3277 3679 4194 4876
Ciri-ciri atom
Keadaan pengoksidaan	4, 3, 2, 1, −2 ​(an amphoteric oxide)
Keelektronegatifan	Skala Pauling: 1.3
Tenaga pengionan	pertama: 658.5 kJ/mol ke-2: 1440 kJ/mol ke-3: 2250 kJ/mol
Jejari atom	empirik: 159 pm
Jejari kovalen	175±10 pm
Rampaian
Struktur hablur	​heksagon disusun rapat (hcp)
Kelajuan bunyi rod nipis	3010 m/s (pada 20 °C)
Pekali pengembangan terma	5.9 µm/(m·K) (pada 25 °C)
Daya pengaliran terma	23.0 W/(m·K)
Kerintangan elektrik	331 nΩ·m (pada 20 °C)
Sifat kemagnetan	paramagnetik[2]
Kerentanan magnet (χmol)	+75.0·10−6 cm3/mol (at 298 K)[3]
Modulus Young	78 GPa
Modulus ricih	30 GPa
Modulus pukal	110 GPa
Nisbah Poisson	0.37
Skala Mohs	5.5
Kekerasan Vickers	1520–2060 MPa
Kekerasan Brinell	1450–2100 MPa
Nombor CAS	7440-58-6
Sejarah
Penamaan	asal nama Hafnia. Bahasa Latin untuk: Copenhagen, dimana ia dijumpai
Ramalan oleh	Dmitri Mendeleev (1869)
Penemuan dan pengasingan pertama	Dirk Coster dan George de Hevesy (1922)
Isotop utama bagi hafnium
Iso­top Kelim­pahan Separuh hayat Mod reputan Pro­duk 172Hf syn 1.87 y ε 172Lu 174Hf 0.16% 2×1015 y α 170Yb 176Hf 5.26% adalah stabil dengan 104 neutron 177Hf 18.60% adalah stabil dengan 105 neutron 178Hf 27.28% adalah stabil dengan 106 neutron 178m2Hf syn 31 y IT 178Hf 179Hf 13.62% adalah stabil dengan 107 neutron 180Hf 35.08% adalah stabil dengan 108 neutron 182Hf syn 8.9×106 y β− 182Ta
lihat bincang sunting | rujukan | dalam Wikidata

Hafnium digunakan dalam filamen dan elektrod. Proses fabrikasi beberapa semikonduktor menggunakan oksida untuk litar bersepadu berukuran 45 nm dan produk bercirikan yang lebih kecil. Sesetengah superaloi yang digunakan untuk aplikasi khas mengandungi hafnium dengan kombinasi niobium, titanium, atau tungsten.

Keratan rentas penangkapan neutron hafnium menjadikannya bahan yang baik untuk penyerapan neutron pada batang kawalan di dalam tenaga nuklear, tetapi pada masa yang sama memerlukan ia dikeluarkan dari aloi zirkonium yang tahan neutron-telus yang digunakan dalam reaktor nuklear.

Sebatian

Sebatian hafnium(IV) memiliki ciri kimia dan fizikal yang serupa dengan sebatian zirkonium(IV). Ion hafnium(IV) biasanya membentuk sebatian tak organik dengan tahap pengoksidaan +4. Halida pula bertindak balas dengan ion tersebut untuk membentuk tetrahalida.^[6] Beberapa sebatian dengan tahap pengoksidaan hafnium lebih rendah telah dikenal pasti.^[7]

Hafnium oksida, HfO₂ memiliki ciri-ciri yang serupa dengan zirkonium dioksida, tetapi sedikit kurang berasid.^[8]

Penggunaan

Kebanyakan logam hafnium digunakan dalam penghasilan rod kawalan dalam reaktor nuklear.^[9]