Hafnium

Le hafnium est un élément chimique du tableau périodique de symbole Hf et de numéro atomique 72. C'est un métal de transition tétravalent d'un aspect gris argenté.


Catégories :

Élément chimique - Produit chimique - Matériau - Métal de transition - Métal

Hafnium
LutéciumHafniumTantale
Zr
  Structure cristalline hexagonale

72
Hf
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
Hf
Rf
Table complèteTable étendue
Informations générales
Nom, Symbole, Numéro Hafnium, Hf, 72
Série chimique métaux de transition
Groupe, Période, Bloc 4 (IVB) , 6, d
Masse volumique 13, 31 g·cm-3 (20 °C) [1]
Dureté 5, 5
Couleur Gris acier
N° CAS 7440-58-6 [2]
Propriétés atomiques
Masse atomique 178, 49 ± 0, 02 u [1]
Rayon atomique (calc) 155 pm (208 pm)
Rayon de covalence 1, 75 ± 0, 10 Å [3]
Rayon de Van der Waals 161 pm
Configuration électronique [Xe]4f14 5d2 6s2
Électrons par niveau d'énergie 2, 8, 18, 32, 10, 2
État (s) d'oxydation 4
Oxyde amphotère
Structure cristalline Hexagonal
Propriétés physiques
État ordinaire solide
Point de fusion 2 233 °C [1]
Point d'ébullition 4 603 °C [1]
Énergie de fusion 24, 06 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation 575 kJ·mol-1
Volume molaire 13, 44×10-6 m3·mol-1
Pression de vapeur 1, 12 mPa à 2 500 K
Vitesse du son 3 010 m·s-1 à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling) 1, 3
Chaleur massique 140 J·kg-1·K-1
Conductivité électrique 3, 12×106 S·m-1
Conductivité thermique 18, 4 W·m-1·K-1
Énergies d'ionisation
1re : 6, 82507 eV [4] 2e : 15 eV [4]
3e : 23, 3 eV [4] 4e : 33, 33 eV [4]
Isotopes les plus stables
iso AN Période MD Ed PD
MeV
172Hf {syn. } 1, 87 a ε 0, 350 172Lu
174Hf 0, 162 % 2×1015 a α 2, 495 170Yb
176Hf 5, 206 % stable avec 104 neutrons
177Hf 18, 606 % stable avec 105 neutrons
178Hf 27, 297 % stable avec 106 neutrons
178m2Hf {syn. } 31 a TI 2, 446 178Hf
179Hf 13, 629 % stable avec 107 neutrons
180Hf 35, 1 % stable avec 108 neutrons
182Hf {syn. } 9×106 a β 0, 373 182Ta
Précautions
SIMDUT[5]
Produit non contrôlé
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le hafnium est un élément chimique du tableau périodique de symbole Hf et de numéro atomique 72. C'est un métal de transition tétravalent d'un aspect gris argenté. Le hafnium ressemble chimiquement au zirconium et est trouvé dans le minerai de zirconium. Le hafnium est utilisé dans les alliages de tungstène pour la confection de filament et d'électrode, il est aussi utilisé comme absorbeur de neutron dans les barres (ou croix) de contrôle de la réactivité nucléaire.

Caractéristiques notables

Lingot de hafnium cristallisé.

C'est un métal ductile, brillant et argenté. Il résiste à la corrosion et est chimiquement identique au zirconium. Les propriétés du hafnium sont affectées par la présence d'impuretés de zirconium, et ces deux éléments sont parmi les plus complexes à séparer. L'unique différence notable entre eux est la densité (le zirconium est deux fois moins dense que le hafnium).

Comme le titane et le zirconium, les deux autres éléments stables du groupe IVB de la classification périodique, il présente deux formes cristallines allotropiques : hexagonale compacte à température ambiante (phase α), et cubique centrée à haute température (phase β)  ; leur température de transition se situe aux alentours de 1 750 °C.

Le hafnium est une ressource non renouvelable.

Applications

L'utilisation du hafnium est faite, essentiellement, dans les dispositifs de contrôle neutronique de réacteur nucléaire, par exemple, ceux des sous-marins, surtout grâce à sa particulièrement grande capacité à absorber les neutrons (sa capacité d'absorption étant d'environ 600 fois celle du zirconium). Qui plus est , il présente de très bonnes propriétés mécaniques et une excellente résistance à la corrosion.

Autres utilisations :

L'isomère 178m2Hf serait susceptible de libérer son énergie d'excitation sous l'effet d'une stimulation extérieure aux rayons X, phénomène connu comme «émission gamma induite» dont la réalité physique demeure à ce jour toujours beaucoup débattue.

Histoire

Le hafnium, selon le toponyme Hafnia, nom latin de Copenhague, a été découvert par Dirk Coster et George von Hevesy en 1923 à Copenhague, Danemark. Peu après on prévit que le nouvel élément devait être associé au zirconium en utilisant la théorie de Bohr. Il fut finalement découvert dans du zirconium par spectroscopie aux rayons X en Norvège.

Effets du hafnium sur la santé

Le hafnium sous la forme de métal ne pose pas normalement de problèmes mais l'ensemble des composés du hafnium devraient être reconnus comme toxiques, quoique les premières études effectuées semblent suggérer que le danger soit limité. La poussière du métal présente un risque d'incendie et d'explosion.

Le hafnium sous forme de métal n'a aucune toxicité connue. Le métal est totalement insoluble dans l'eau, les solutions salines ou les produits chimiques du corps.

L'exposition au hafnium peut se produire par inhalation, ingestion, et par contact avec l'œil ou la peau. La surexposition au hafnium ainsi qu'à ses composés peut causer une légère irritation aux yeux, à la peau, ainsi qu'aux muqueuses des membranes.

Aucun signe et symptôme d'exposition chronique au hafnium n'ont été rapportés chez l'homme.

Effets du hafnium sur l'environnement

Effets sur les animaux : les données sur la toxicité du métal de hafnium ou de sa poussière sont limitées. Les études sur des animaux indiquent que les composés de hafnium causent des dommages à l'œil, à la peau, au foie et irritent les muqueuses des membranes. La DL50 orale pour le tétrachlorure de hafnium chez les rats est de 2, 362 mg·kg-1, et la DL50 intrapéritonéale chez les souris pour l'oxychlorure de hafnium est de 112 mg·kg-1.

Aucun effet négatif sur l'environnement n'a été rapporté.

Notes et références

  1. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90e éd. , Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0)  
  2. Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
  3. (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, «Covalent radii revisited», dans Dalton Transactions, 2008, p.  2832 - 2838 lien DOI ] 
  4. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC, 2009, 89e éd. , p.  10-203 
  5. «Hafnium» dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
  6. Voir l'article sur les avancées technologique appliquées aux CPU : [1]
  7. http ://www. intel. com/technology/45nm/

Articles liés


  s1 s2 g f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 p1 p2 p3 p4 p5 p6
1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba   La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra   Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
8 Uue Ubn * Ute Uqn Uqu Uqb Uqt Uqq Uqp Uqh Uqs Uqo Uqe Upn Upu Upb Upt Upq Upp Uph Ups Upo Upe Uhn Uhu Uhb Uht Uhq Uhp Uhh Uhs Uho
   
  g1 g2 g3 g4 g5 g6 g7 g8 g9 g10 g11 g12 g13 g14 g15 g16 g17 g18  
  * Ubu Ubb Ubt Ubq Ubp Ubh Ubs Ubo Ube Utn Utu Utb Utt Utq Utp Uth Uts Uto  


Métalloïdes Non-métaux Halogènes Gaz rares
Métaux alcalins  Métaux alcalino-terreux  Métaux de transition Métaux pauvres
Lanthanides Actinides Superactinides Éléments non classés

Recherche sur Google Images :



"Gadolinium, Hafnium,"

L'image ci-contre est extraite du site milleniumalloys.net

Il est possible que cette image soit réduite par rapport à l'originale. Elle est peut-être protégée par des droits d'auteur.

Voir l'image en taille réelle (640 × 480 - 54 ko - jpg)

Refaire la recherche sur Google Images

Recherche sur Amazone (livres) :



Principaux mots-clés de cette page : hafnium - zirconium - métal - métaux - stables - neutrons - rayon - énergie - élément - effet - chimique - transition - propriétés - atomiques - ×10 - crc - 2009 - 178 - mol - syn -


Ce texte est issu de l'encyclopédie Wikipedia. Vous pouvez consulter sa version originale dans cette encyclopédie à l'adresse http://fr.wikipedia.org/wiki/Hafnium.
Voir la liste des contributeurs.
La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 09/12/2010.
Ce texte est disponible sous les termes de la licence de documentation libre GNU (GFDL).
La liste des définitions proposées en tête de page est une sélection parmi les résultats obtenus à l'aide de la commande "define:" de Google.
Cette page fait partie du projet Wikibis.
Accueil Recherche Aller au contenuDébut page
ContactContact ImprimerImprimer liens d'évitement et raccourcis clavierAccessibilité
Aller au menu