Hafn

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Hafn
lutet ← hafn → tantal
Wygląd
srebrzysty
Hafn
Widmo emisyjne hafnu
Widmo emisyjne hafnu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a. hafn, Hf, 72
(łac. hafnium)
Grupa, okres, blok 4, 6, d
Stopień utlenienia IV
Właściwości metaliczne metal przejściowy
Właściwości tlenków amfoteryczne
Masa atomowa 178,49(2)[a][3] u
Stan skupienia stały
Gęstość 13 310 kg/m³
Temperatura topnienia 2233 °C[1]
Temperatura wrzenia 4603 °C[1]
Numer CAS 7440-58-6
PubChem 23986[4]
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Hafn (Hf, łac. hafnium) – pierwiastek chemiczny, metal przejściowy. Nazwa pochodzi od łacińskiej nazwy Kopenhagi "Hafnia", gdzie został odkryty.

Odkrywcami hafnu są György von Hevesy z Węgier i Dirk Coster z Holandii. Został odkryty w 1922 roku. O odkryciu poinformował Niels Bohr w przemówieniu wygłoszonym 11 grudnia 1922 roku, w związku z otrzymaniem Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki. Odkrycia hafnu dokonano dzięki wykorzystaniu założeń teorii budowy atomu Bohra i było ono jednocześnie dowodem trafności tej teorii. Pierwsza publikacja, informująca o odkryciu hafnu ukazała się 2 stycznia 1923 roku[5].

Hafn występuje w przyrodzie zawsze wspólnie z bardzo podobnym do niego pod względem chemicznym cyrkonem. W związku z tym niemal niemożliwe jest wyizolowanie próbki jednego pierwiastka bez domieszki drugiego. Zawierający 2% cyrkonu hafn uważany jest za bardzo czysty, podobna tolerancja obowiązuje dla cyrkonu. Hafn występuje w skorupie ziemskiej w ilości 5,3 ppm (wagowo). Jego najważniejszym minerałem jest alwit (Hf,Th,Zr)SiO4∙xH2O. Węglik hafnu HfC ma bardzo wysoką temperaturę topnienia, powyżej 3890 °C, a stop węgliku hafnu i węgliku tantalu (Ta4HfC5) ma jedną z najwyższych/ą znanych temperatur topnienia: 3990 °C[6].

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

Hafn był wykorzystywany w rodzinie procesorów Intela Penryn, jako izolacja tranzystorów (wykonywanych w technologii MOSFET) pozwalająca zachować stabilność przetwarzania informacji – obniżyć stopę błędów. Stosowanie dwutlenku hafnu HfO2 zamiast typowego dwutlenku krzemu SiO2 podyktowane jest wysoką wartością jego stałej dielektrycznej, dzięki czemu zmniejsza się „wyciekanie” elektronów (zjawisko tunelowe) przez bardzo cienkie warstwy izolatora[7]. Stosuje się go również w elektrodach wykorzystywanych w cięciu plazmowym[8].

Uwagi[edytuj | edytuj kod]

  1. Liczba w nawiasie oznacza niepewność ostatniego podanego miejsca po przecinku.

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. a b CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R. Lide (red.), wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-16, ISBN 978-1-4200-9084-0.
  2. Hafn (nr 266752) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Stanów Zjednoczonych (ze względu na zmianę sposobu wywołania karty charakterystyki, aby pobrać kartę dla obszaru USA, na stronie produktu należy zmienić lokalizację na "United States" i ponownie pobrać kartę). [dostęp 2011-10-04].
  3. Current Table of Standard Atomic Weights in Order of Atomic Number (ang.). Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights, IUPAC, 2013-09-24. [dostęp 2013-12-02].
  4. Hafn (CID: 23986) (ang.) w bazie PubChem, United States National Library of Medicine.
  5. Ignacy Eichstaedt: Księga pierwiastków. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1973, s. 364-365. OCLC 839118859.
  6. Andrievskii, R. A., Strel'nikova, N. S., Poltoratskii, N. I., Kharkhardin, E. D. i inni. Melting point in systems ZrC-HfC, TaC-ZrC, TaC-HfC. „Soviet Powder Metallurgy and Metal Ceramics”. 6 (1), s. 65-67, 1967. DOI: 10.1007/BF00773385. 
  7. Shrinking chips use novel recipe, news.bbc.co.uk, 11 listopada 2007 [dostęp 2018-07-03] (ang.).
  8. S. Ramakrishnan, M.W. Rogozinski. Properties of electric arc plasma for metal cutting. „Journal of Physics D: Applied Physics”. 30 (4), s. 636–644, 1996. DOI: 10.1088/0022-3727/30/4/019.