72HfHafnium

Hafnium (veraltet: Celtium) 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.

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Atomare Eigenschaften

Relative Atommasse178,486 ±0,006
Atommasse178,492 u

Atomradien

Radius (empirisch)159 pm
Radius (berechnet)208 pm
Kovalenter Radius175 ±10 pm

Atomhülle

ElektronenkonfigurationXe 4f14 5d2 6s2
Ionisierungsenergie(1.) 6,82507 eV
(2.) 114,61 eV
(3.) 22,55 eV
(4.) 33,37 eV
(5.) 68,37 eV
Schalenmodell
Elektronen
k-Schale:2
l-Schale:8
m-Schale:18
n-Schale:32
o-Schale:10
p-Schale:2

Physikalische Eigenschaften

Aggregatzustandfest
Dichte13,28 g·cm−3 (298,1 K)
Molares Volumen1,344·10-5 m3·mol−1
Schallgeschwindigkeit3.010 m·s−1 (293,1 K)

Temperaturen

Schmelzpunkt2.506 K
Siedepunkt4.876 K
Flüssigkeitsbereich2.370 K
Sprungtemperatur0,38 K

Enthalpien

Schmelzenthalpie25,5 kJ·mol-1
Verdampfungsenthalpie630 kJ·mol-1
Bindungsenergie621 kJ·mol-1

Wärme und Leitfähigkeit

Spezifische Wärmekapazität140 J·kg−1·K−1
Wärmeleitfähigkeit23 W·m-1·K-1
Ausdehnungskoeffizient5,9·10-6 K-1

Härten

Mohshärte5,5
Brinellhärte1.700 NM·m-2
Vickershärte1.760 NM·m-2

Elastizitätseigenschaften

Youngscher Modul78 GPa
Schubmodul30 GPa
Kompressionsmodul110 GPa
Poissonzahl0,37

Elektrische Eigenschaften

Elektrische Leitfähigkeit3,12·106 S·m-1
Wiederstand3,4·10-7 Ωm

Magnetismus

Magnetismusparamagnetisch
Magnetische Suszeptibilität7,5·10-5 cm3·mol−1 (298 K)

Chemische Eigenschaften

Basizitätamphoter
Oxidationszustand2, 4
Normalpotential-1,505 V (HfO2 + 4H+ + 4e- → Hf + 2H2O)

Elektronegativität

Pauling-Skala1,3
Allred-Rochow-Skala1,23
Nagle-Skale1,2
Pearson-Skale3,8 eV

Weitere Eigenschaften

Natürliches Vorkommenprimordial
Kristallstrukturhexagonal (dicht gepackt)
Goldschmidt-Klassifikationlithophil
Supraleitermit Sprungtemperatur (Festkörper, Normaldruck)
Preis/kg900 USD

Natürliche Häufigkeiten

satellite_alt
Universum
0,7 ppb ≈ 7,03·109 M☉
sunny
Sonne
1 ppb ≈ 1,98·109 Mt
destruction
Meteorit
170 ppb ≈ 170 mg
public
Erdkruste
3.300 ppb ≈ 91.400 Mt
water_drop
Ozeane
0,008 ppb ≈ 10,9 kt
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