Háfnio

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 ( 4 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 von Hevesy e Dick Coster.

Camada Eletrônica do Háfnio.

Características principais

Háfnio (Processo Van Arkel-de Boer).

 

           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

         O háfnio é utilizado para fabricar barras de controle empregadas em reatores nucleares. Esta aplicação é deve-se ao facto de que a secção de captura de nêutrons do háfnio é aproximadamente 600 vezes maior que a do zircônio, com o qual tem uma alta capacidade de absorção de nêutrons, além do mais, tem propriedades mecânicas muito boas, assim como uma alta resistência a corrosão.                                             
         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 incandescentes.
• 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

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).

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.

Precauções

         Há a necessidade de cuidados especiais ao trabalhar com o háfnio pois quando se divide em partículas é pirofórico e pode arder espontaneamente em contato com o ar. Os compostos que contém este metal raramente estão em contato com a maioria das pessoas e o metal puro não é tóxico. Porém, todos os seus compostos deveriam ser manuseados como se fossem tóxicos, ainda que as primeiras evidências parecem não indicar um risco muito alto.

Fonte: pt.wikipedia.org

Alunas: Ana Karolina(Nº:5),Cassiane(Nº:9),Clara Sibile(Nº:10)