Hafni

iso.	AN	Període de semidesintegració	CD	ED M eV	PD
¹⁷²Hf	Sintètic	1,87 anys	ε	0,350	¹⁷²Lu
¹⁷⁴Hf	0,162%	2 x 10¹⁵ anys	α	2,495	¹⁷⁰Yb
¹⁷⁶Hf	5,206%	Hf és estable amb 104 neutrons
¹⁷⁷Hf	18,606%	Hf és estable amb 105 neutrons
¹⁷⁸Hf	27,297%	Hf és estable amb 106 neutrons
¹⁷⁹Hf	13,629%	Hf és estable amb 107 neutrons
¹⁸⁰Hf	35,1%	Hf és estable amb 108 neutrons
¹⁸²Hf	{sin}	9 x 10⁶ anys	β	0,373	¹⁸²Ta

Valors en el SI d'unitats i en CNPT (0º C i 1 atm),
excepte quan s'indica el contrari.

El hafni és un element químic de nombre atòmic 72 que es troba en el grup 4 de la taula periòdica dels elements) i se simbolitza com Hf.

És un metall de transició, brillant, gris-platejat, químicament molt semblant al zirconi, trobant-se en els mateixos minerals i compostos, i sent difícil separar-los. S'usa en aliatges amb wolframi en filaments i en elèctrodes. També s'utilitza com a material de barres de control de reactors nuclears a causa de la seva capacitat d'absorció de neutrons.

El carbur d'hafni (HfC) és el compost binari més refractari conegut i el nitrur d'hafni (HfN) és el més refractari de tots els nitrurs metàl·lics coneguts, amb un punt de fusió de 3310 ºC. Aquest metall és resistent a les bases concentrades, però els halògens poden reaccionar amb ell per a formar tetrahalurs d'hafni (HfX₄). A temperatures altes pot reaccionar amb oxigen, nitrogen, carboni, bor, sofre i silici.

[edita] Aplicacions

L'hafni s'utilitza per a fabricar barres de control emprades en reactors nuclears, com les que es poden trobar en submarins nuclears, pel fet que la secció de captura de neutrons de l'hafni és unes 600 vegades la del zirconi, amb la qual cosa té una alta capacitat d'absorció de neutrons, i a més té unes propietats mecàniques molt bones, així com una alta resistència a la corrosió. Altres aplicacions:

En làmpares de gas i incandescents.
Per a eliminar oxigen i nitrogen de tubs de buit.
En aliatges de ferro, titani, niobi, tàntal i altres aliatges metàl·lics.

[edita] Història

Es va anomenar hafni pel nom de la ciutat de Copenhaguen en llatí, Hafnia, la ciutat danesa on va ser descobert per Dirk Coster i Georg von Hevesy el 1923. Poc després es va predir, usant la teoria de Bohr, que estaria associat amb el zirconi, i finalment es va trobar en el zircó per mitjà d'unes anàlisis amb espectroscòpia de rajos X a Noruega.

Es va separar del zirconi per mitjà de recristal·litzacions successives per Jantzen i von Hevesey. L'hafni metàl·lic es va preparar per primera vegada per Anton Eduard van Arkel i Jan Hendrik de Boer passant tetraiodur d'hafni (HfI₄) per un filament calent de tungstè.

[edita] Obtenció

Es troba sempre junt amb el zirconi en els seus mateixos compostos, però no es troba com a element lliure en la naturalesa. Està present, com a mescles, en els minerals de zirconi, com el zircó (ZrSiO₄) i altres varietats d'aquest (com l'alvita), contenint entre un 1 i un 5% d'hafni.

A causa de la química quasi idèntica que presenten el zirconi i l'hafni, és molt difícil separar-los. Aproximadament la mitat de tot l'hafni metàl·lic produït s'obté com a subproducte de la purificació del zirconi. Això es fa reduint el tetraclorur d'hafni (HfCl₄) amb magnesi o sodi en el procés de Kroll.

[edita] Precaucions

És necessari tenir cura al treballar l'hafni perquè quan es divideix en petites partícules és pirofòric i pot cremar espontàniament en contacte amb l'aire. Els compostos que contenen aquest metall rarament estan en contacte amb la major part de les persones i el metall pur no és especialment tòxic, però tots els seus compostos hauríen de manejar-se com si fossin tòxics (encara que les primeres evidències no semblen indicar un risc molt alt).