Háfnio Septagesimo segundo elemento da Tabela periodica
O háfnio (em homenagem à cidade de Hafnia, Copenhague em latim) é um elemento químico de símbolo Hf, de número atômico 72 (72 prótons e 72 elétrons) e de massa atómica igual a 178,5 u. À temperatura ambiente, o háfnio encontra-se no estado sólido.
É um metal de transição situado no grupo 4 ( IV B ) da classificação periódica dos elementos. É de coloração cinza prateado, brilhante, quimicamente muito parecido com o zircônio, ambos encontrados nos mesmos minerais e compostos, sendo difícil separá-los. Forma ligas com o tungstênio usadas em filamentos de lâmpadas e em eletrodos. Também se usa como material de barras de controle de reatores nucleares devido a sua alta capacidade de absorção de nêutrons. Foi descoberto em 1923 por George de Hevesy e Dick Coster.
História:
Chamou-se este elemento de háfnio em homenagem a cidade de Copenhague ( Hafnia em latim ), na Dinamarca, onde foi descoberto por Dirk Coster e Georg von Hevesy em 1923. Pouco depois foi previsto, utilizando a teoria de Bohr, que estaria associado com o zircônio. Finalmente foi encontrado no zircão mediante análises com espectroscopia de raios X, na Noruega.
Foi separado mediante recristalizações sucessivas por Jantzen e von Hevesey. O háfnio metálico foi preparado pela primeira por Anton Eduard van Arkel e Jan Hendrik de Boer passando tetraiodeto de háfnio (HfI4) por um filamento aquecido de tungstênio (volfrâmio)
Características principais:
É um metal dúctil, brilhante, prateado e resistente a corrosão, quimicamente muito similar ao zircônio. Estes dois elementos apresentam o mesmo número de elétrons na camada de valência e seus raios iônicos são muito similares devido a contração dos lantanídeos. Por isso é muito difícil separá-los, sendo encontrados na natureza juntos. As únicas aplicações para os quais é necessário separá-los são aquelas nas quais se utilizam as suas propriedades de absorção de nêutrons; em reatores nucleares.
O carbeto de háfnio ( HfC ) é o composto binário mais refratário conhecido, e o nitreto de háfnio ( HfN ) é o mais refratário de todos os nitretos metálicos conhecidos, com um ponto de fusão de 3310 °C. Este metal é resistente as bases concentradas, porém os halogênios podem reagir com ele para formar tetra-haletos de háfnio ( HfX4 ). A temperaturas altas pode reagir com oxigênio, nitrogênio, boro, enxofre e silício.
Aplicações:
Em meados de 2006 a Intel anunciou uma nova tecnologia que utiliza o háfnio como componente básico para a construção das paredes dielétricas dos transistores em sua nova geração de microprocessadores de 45 nanômetros (apelidado de Penryn).
Outras aplicações:
Em lâmpadas de gás incandescente.
Em Processadores Intel com tecnologia 45 nm
Para eliminar oxigênio e nitrogênio em tubos de vácuo.
Em ligas de ferro, titânio, nióbio, tântalo (elemento químico) e em outra ligas metálicas.
Em eletrodos para corte a plasma.
Obtenção:
É encontrado sempre junto ao zircônio em seus mesmos compostos, porém não é encontrado como elemento livre na natureza. Está presente, como mistura, nos minerais de zircônio, como no zircão ( ZrSiO4 ) e em outras variedades deste (como na alvita), em concentrações de 1 a 5% de háfnio.
Devido à semelhança química entre o zircônio e o háfnio, é muito difícil separá-los. Aproximadamente a metade de todo o háfnio metálico produzido é obtido como subproduto da purificação do zircônio. Isto faz-se reduzindo o tetracloreto de háfnio (HfCl4) com magnésio ou sódio pelo processo de Kroll.
É um metal de transição situado no grupo 4 ( IV B ) da classificação periódica dos elementos. É de coloração cinza prateado, brilhante, quimicamente muito parecido com o zircônio, ambos encontrados nos mesmos minerais e compostos, sendo difícil separá-los. Forma ligas com o tungstênio usadas em filamentos de lâmpadas e em eletrodos. Também se usa como material de barras de controle de reatores nucleares devido a sua alta capacidade de absorção de nêutrons. Foi descoberto em 1923 por George de Hevesy e Dick Coster.
História:
Chamou-se este elemento de háfnio em homenagem a cidade de Copenhague ( Hafnia em latim ), na Dinamarca, onde foi descoberto por Dirk Coster e Georg von Hevesy em 1923. Pouco depois foi previsto, utilizando a teoria de Bohr, que estaria associado com o zircônio. Finalmente foi encontrado no zircão mediante análises com espectroscopia de raios X, na Noruega.
Foi separado mediante recristalizações sucessivas por Jantzen e von Hevesey. O háfnio metálico foi preparado pela primeira por Anton Eduard van Arkel e Jan Hendrik de Boer passando tetraiodeto de háfnio (HfI4) por um filamento aquecido de tungstênio (volfrâmio)
Características principais:
É um metal dúctil, brilhante, prateado e resistente a corrosão, quimicamente muito similar ao zircônio. Estes dois elementos apresentam o mesmo número de elétrons na camada de valência e seus raios iônicos são muito similares devido a contração dos lantanídeos. Por isso é muito difícil separá-los, sendo encontrados na natureza juntos. As únicas aplicações para os quais é necessário separá-los são aquelas nas quais se utilizam as suas propriedades de absorção de nêutrons; em reatores nucleares.
O carbeto de háfnio ( HfC ) é o composto binário mais refratário conhecido, e o nitreto de háfnio ( HfN ) é o mais refratário de todos os nitretos metálicos conhecidos, com um ponto de fusão de 3310 °C. Este metal é resistente as bases concentradas, porém os halogênios podem reagir com ele para formar tetra-haletos de háfnio ( HfX4 ). A temperaturas altas pode reagir com oxigênio, nitrogênio, boro, enxofre e silício.
Aplicações:
Em meados de 2006 a Intel anunciou uma nova tecnologia que utiliza o háfnio como componente básico para a construção das paredes dielétricas dos transistores em sua nova geração de microprocessadores de 45 nanômetros (apelidado de Penryn).
Outras aplicações:
Em lâmpadas de gás incandescente.
Em Processadores Intel com tecnologia 45 nm
Para eliminar oxigênio e nitrogênio em tubos de vácuo.
Em ligas de ferro, titânio, nióbio, tântalo (elemento químico) e em outra ligas metálicas.
Em eletrodos para corte a plasma.
Obtenção:
É encontrado sempre junto ao zircônio em seus mesmos compostos, porém não é encontrado como elemento livre na natureza. Está presente, como mistura, nos minerais de zircônio, como no zircão ( ZrSiO4 ) e em outras variedades deste (como na alvita), em concentrações de 1 a 5% de háfnio.
Devido à semelhança química entre o zircônio e o háfnio, é muito difícil separá-los. Aproximadamente a metade de todo o háfnio metálico produzido é obtido como subproduto da purificação do zircônio. Isto faz-se reduzindo o tetracloreto de háfnio (HfCl4) com magnésio ou sódio pelo processo de Kroll.