Hafnium
Hafnium (72) [Hf]
Chemische Formel: Hf
Ordnungszahl: 72
Serie: Metalle
Aussehen: silbrig glänzend
Masseanteil Erdhülle: 3 ppm
Aggregatszustand: fest
Dichte: 13,31 g·cm−3
Schmelzpunkt: 2233
°C
Siedepunkt: 4603 °C
Mohshärte: 5,5
Molares Volumen: 13,44 · 10−6 m3/mol
Schmelzwärme: 27,2 kJ/mol
Verdampfungswärme: 571 kJ/mol
CAS: 7440-58-6
P: 231+232‐280‐302+334
EU-Gefahrenstoffkennzeichnung:
S: 16‐33
Warnhinweis gilt für Hafnium-Pulver:
Hafnium
Hafnium Metall (Reinheit: 99,9% Hf)
Hafnium metal (purity: 99.9% Hf)
CAS: 7440-58-6
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Hafniumoxid weiß
Hafnium(IV)-Oxide
CAS: 12055-23-1
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Hafniumoxid schwarz
Hafnium(IV)-Oxide
CAS: 12055-23-1
HfO2 Pellets min 99,9%
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Geschichte
Sie suchten nach dem fehlenden Element mit der Ordnungszahl 72 im Periodensystem, das Dmitri Mendelejew zuvor als Eka-Zirkonium vorausgesagt hatte.Basierend auf Niels Bohrs Modell des Periodensystems und Röntgenspektralanalysen untersuchten sie norwegisches Zirkonmineral (ZrSiO4). Sie fanden charakteristische Spektrallinien, die schließlich dem neuen Element zugeordnet wurden.
De Hevesy und Coster nannten es Hafnium nach der Stadt ihrer Entdeckung (Kopgenhagen lateinisch: Hafnia). Die Trennung von Hafnium und Zirkonium gelang durch fraktionierte Kristallisation von Fluoridverbindungen. Aufgrund ihrer chemischen Ähnlichkeit war dies ein aufwendiger Prozess, der die enge Verwandtschaft der beiden Elemente bis heute unterstriecht.
Physikalische und Chemische Eigenschaften
Es kristallisiert in einer hexagonal-dichten Packung und zeigt bei hohen Temperaturen eine Phasenumwandlung zur kubisch-raumzentrierten Struktur.
Hafnium ist chemisch sehr ähnlich zu Zirkonium und bildet mit diesem feste Lösungen in allen Verhältnissen. Es ist unedel, reagiert jedoch langsam mit Säuren und Laugen. An der Luft bildet sich eine passivierende Oxidschicht. Mit Halogenen reagiert es bei erhöhten Temperaturen zu Halogeniden. Hafniumverbindungen ähneln denen von Zirkonium stark, einschließlich der Bildung von Hafniumdioxid (HfO2), das hochschmelzend und stabil ist.
Bei langsamer Abkühlung aus der Schmelze entstehen große Kristalle. Reines Hafnium ist mechanisch bearbeitbar und wird oft, um zirkonfreie Qualitäten zu erzeugen, durch Zonenschmelzen weiter gereinigt.
Verwendung
Hafnium ist zudem Dotierstoff in Supraleitern und dient in der Plasmatechnik als Getter-Material.Aufgrund seines hohen Schmelzpunkts und der chemischen Stabilität wird Hafnium in Lampenfilamenten und als Kathodenmaterial in Röntgenröhren genutzt.