铪 (Hf)
Hafnium
原子序数: 72 | 原子量: 178.49 u
Hf
72
原子量
178.49 u
族
4
周期
6
元素类别
过渡金属
电子排布
[Xe] 4f¹⁴ 5d² 6s²
CAS编号
7440-58-6
物理性质
密度
13.31 g/cm³
熔点
2233 °C
沸点
4603 °C
熔化热
27 kJ/mol
汽化热
575 kJ/mol
电负性
1.3
基本信息
铪是化学元素周期表中的第72号元素，化学符号为Hf。它是一种有光泽的银灰色过渡金属，具有良好的耐高温和耐腐蚀性能。铪在地壳中的含量较低，常与锆共生。
化学性质
- 铪在常温下表面会形成一层致密的氧化膜，阻止进一步氧化。
- 高温下，铪能与氧气、氮气等反应，生成相应的氧化物和氮化物。
- 铪可以与卤素发生反应，生成卤化物。
- 铪具有多种氧化态，常见的是 +4 价。
主要用途
电子工业
铪用于制造集成电路中的高介电常数材料，提高芯片性能。
核工业
铪具有良好的中子吸收性能，可用于核反应堆的控制棒。
航空航天
铪合金用于制造航空发动机的高温部件，提高发动机的耐热性能。
化工领域
铪化合物可作为催化剂，用于有机合成反应。
历史与发现
1923年，丹麦物理学家乔治·德海韦西和荷兰物理学家 Dirk Coster 在哥本哈根利用X射线光谱法发现了铪元素。由于哥本哈根的拉丁语名称为“Hafnia”，因此该元素被命名为铪（Hafnium）。
同位素
| 同位素 | 自然丰度 | 半衰期 | 描述 |
|---|---|---|---|
| ¹⁷⁴Hf | 0.162% | 稳定 | 铪的一种稳定同位素 |
| ¹⁷⁶Hf | 5.266% | 稳定 | 铪的一种稳定同位素 |
| ¹⁷⁷Hf | 18.606% | 稳定 | 铪的一种稳定同位素 |
| ¹⁷⁸Hf | 27.297% | 稳定 | 铪的一种稳定同位素 |
| ¹⁷⁹Hf | 13.629% | 稳定 | 铪的一种稳定同位素 |
| ¹⁸⁰Hf | 35.040% | 稳定 | 铪的一种稳定同位素 |