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Hafnium

Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Hafnium, Hf, 72
Elementkategorie Übergangsmetalle
Gruppe, Periode, Block 4, 6, d
Aussehen stahlgrau
CAS-Nummer

7440-58-6

EG-Nummer 231-166-4
ECHA-InfoCard 100.028.333
Massenanteil an der Erdhülle 4,2 ppm (52. Rang)[1]
Atomar[2]
Atommasse 178,486 ± 0,006[3][4] u
Atomradius (berechnet) 155 (208) pm
Kovalenter Radius 150 pm
Elektronenkonfiguration [Xe] 4f14 5d2 6s2
1. Ionisierungsenergie 6.825070(12) eV[5] ≈ 658.52 kJ/mol[6]
2. Ionisierungsenergie 14.61(4) eV[5] ≈ 1410 kJ/mol[6]
3. Ionisierungsenergie 22.55(4) eV[5] ≈ 2176 kJ/mol[6]
4. Ionisierungsenergie 33.370(25) eV[5] ≈ 3220 kJ/mol[6]
5. Ionisierungsenergie 68.37(4) eV[5] ≈ 6600 kJ/mol[6]
Physikalisch[2]
Aggregatzustand fest
Modifikationen zwei (α-/β-Hf)
Kristallstruktur hexagonal
Dichte 13,28 g/cm3 (25 °C)[7]
Mohshärte 5,5
Magnetismus paramagnetisch[8] (χm = 7,0 · 10−5)[9]
Schmelzpunkt 2506 K (2233 °C)
Siedepunkt 4876 K[10] (4603 °C)
Molares Volumen 13,44 · 10−6 m3·mol−1
Verdampfungsenthalpie 648 kJ/mol[10]
Schmelzenthalpie 25,5 kJ·mol−1
Dampfdruck 0,00013[11] Pa bei 1970 K
Schallgeschwindigkeit 3010 m·s−1 bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität 140 J·kg−1·K−1
Elektrische Leitfähigkeit 3,12 · 106 S·m−1
Wärmeleitfähigkeit 23 W·m−1·K−1
Chemisch[2]
Oxidationszustände +2, +4
Normalpotential −1,505 V
(HfO2 + 4 H+ + 4 e− → Hf + 2 H2O)
Elektronegativität 1,3 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP
174Hf 0,162 % 2 · 1015 a α 2,495 170Yb
175Hf {syn.} 70 d ε 0,686 175Lu
176Hf 5,206 % Stabil
177Hf 18,606 % Stabil
178Hf 27,297 % Stabil
179Hf 13,629 % Stabil
180Hf 35,1 % Stabil
182Hf {syn.} 9 · 106 a β− 0,373 182W
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
NMR-Eigenschaften
Spin-
Quanten-
zahl I 		γ in
rad·T−1·s−1 		Er (1H) fL bei
B = 4,7 T
in MHz
177Hf 7/2 8,347 · 106 0,000632 6,24
179Hf −9/2 5,002 · 106 0,000216 3,74
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[11]

Pulver

Gefahrensymbol

Gefahr

H- und P-Sätze H: 250
P: 210[12]
MAK

Schweiz: 0,5 mg·m−3 (gemessen als einatembarer Staub)[13]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Hafnium (veraltet: Celtium)[14] ist ein chemisches Element mit dem Symbol Hf und der Ordnungszahl 72. Benannt ist es nach dem lateinischen Namen der Stadt Kopenhagen, Hafnia, in der das Element entdeckt wurde. Es ist ein silbergrau glänzendes, korrosionsbeständiges Übergangsmetall, das im Periodensystem in der 4. Nebengruppe (Titangruppe) steht.

Hafnium besitzt sehr ähnliche Eigenschaften wie das im Periodensystem direkt darüber gelegene Zirconium. Biologische Funktionen sind nicht bekannt, es kommt normalerweise nicht im menschlichen Organismus vor und ist nicht toxisch.[15]

  1. ↑ Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
  2. ↑ Die Werte der atomaren und physikalischen Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Hafnium) entnommen.
  3. ↑ Standard Atomic Weights, auf ciaaw.org
  4. ↑ Standard Atomic Weight of Hafnium Revised, auf iupac.org
  5. ↑ a b c d e Eintrag zu hafnium in Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. und NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1). Hrsg.: NIST, Gaithersburg, MD. doi:10.18434/T4W30F (physics.nist.gov/asd). Abgerufen am 13. Juni 2020.
  6. ↑ a b c d e Eintrag zu hafnium bei WebElements, www.webelements.com, abgerufen am 13. Juni 2020.
  7. ↑ N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente. 1. Auflage. 1988, ISBN 3-527-26169-9, S. 1231.
  8. ↑ C. J. Kriessman, T. R. McGuire: Magnetic Susceptibility of Hafnium and Manganese. In: Physical Review. 98, 4, 1955, S. 936–937, doi:10.1103/PhysRev.98.936.
  9. ↑ Robert C. Weast (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9, S. E-129 bis E-145. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
  10. ↑ a b Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, doi:10.1021/je1011086.
  11. ↑ a b Eintrag zu Hafnium, Pulver in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 30. April 2017. (JavaScript erforderlich)
  12. ↑ Datenblatt Hafnium, powder, −325 mesh, 99.5% trace metals basis (purity excludes ~2% zirconium), contains 1:10 pentanol to water solution as stabilizer bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 3. Mai 2017 (PDF).
  13. ↑ Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 7440-58-6 bzw. Hafnium), abgerufen am 4. März 2020.
  14. ↑ K. Rauschert, J. Voigt, I. Wilke, K-Th. Wilke: Chemische Tabellen und Rechentafeln für die analytische Praxis. 11. Auflage. Europa-Lehrmittel, 2000, ISBN 978-3-8085-5450-0, S. 43.
  15. ↑ Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag; kein Text angegeben für Einzelnachweis mit dem Namen HoWi.
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