Hafnium

Eigenschaften
[Xe] 4f14 5d2 6s2 72Hf Periodensystem
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 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.