铪(英语:Hafnium),是一种化学元素,其化学符号为Hf,原子序数为72,原子量为7002178486000000000♠178.486 u。铪为ⅣB族元素,是带光泽的银灰色的过渡金属,熔点2233 °C,沸点4602 °C,密度13.31克/立方厘米。致密的金属铪性质不活泼,表面形成常温稳定的氧化物覆盖层,但粉末状的铪容易在空气中自燃。铪吸收氢气的能力很强,最高可形成HfH₂.₁。高温下,铪能与氮发生反应。由于镧系收缩的影响,铪的原子半径几乎和锆相等,因此二者性质极为相似,很难分离,主要差异之一是铪的密度为锆的两倍。铪不与稀盐酸、稀硫酸和强碱溶液作用,但易溶于氢氟酸和氟王水,铪会与热王水缓慢作用产生氯氧化铪。铪的氧化态是+2、+3、+4,其中+4价化合物最稳定。
Quick Facts 外观, 概况 ...
铪 72Hf
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外观 |
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银灰色
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概况 |
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名称·符号·序数 | 铪(hafnium)·Hf·72 |
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元素类别 | 过渡金属 |
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族·周期·区 | 4·6·d |
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标准原子质量 | 178.486(6)[1] |
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电子排布 | [Xe] 4f14 5d2 6s2 2, 8, 18, 32, 10, 2
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历史 |
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预测 | 德米特里·门捷列夫(1869年) |
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物理性质 |
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物态 | 固体 |
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密度 | (接近室温) 13.31 g·cm−3 |
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熔点时液体密度 | 12 g·cm−3 |
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熔点 | 2506 K,2233 °C,4051 °F |
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沸点 | 4876 K,4603 °C,8317 °F |
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熔化热 | 27.2 kJ·mol−1 |
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汽化热 | 648 kJ·mol−1 |
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比热容 | 25.73 J·mol−1·K−1 |
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蒸气压
压/Pa
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1
|
10
|
100
|
1 k
|
10 k
|
100 k
|
温/K
|
2689
|
2954
|
3277
|
3679
|
4194
|
4876
|
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原子性质 |
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氧化态 | 4, 3, 2, 1, −2 (两性) |
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电负性 | 1.3(鲍林标度) |
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电离能 | 第一:658.5 kJ·mol−1
第二:1440 kJ·mol−1
第三:2250 kJ·mol−1 |
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原子半径 | 159 pm |
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共价半径 | 175±10 pm |
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铪的原子谱线 |
杂项 |
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晶体结构 | 六方密堆积 |
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磁序 | 顺磁性 |
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电阻率 | (20 °C)331 nΩ·m |
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热导率 | 23.0 W·m−1·K−1 |
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膨胀系数 | (25 °C)5.9 µm·m−1·K−1 |
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声速(细棒) | (20 °C)3010 m·s−1 |
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杨氏模量 | 78 GPa |
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剪切模量 | 30 GPa |
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体积模量 | 110 GPa |
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泊松比 | 0.37 |
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莫氏硬度 | 5.5 |
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维氏硬度 | 1520–2060 MPa |
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布氏硬度 | 1450–2100 MPa |
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CAS号 | 7440-58-6 |
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同位素 |
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主条目:铪的同位素
同位素
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丰度
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半衰期(t1/2)
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衰变
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方式
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能量(MeV)
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产物
|
172Hf
|
人造
|
1.87 年
|
ε
|
0.334
|
172Lu
|
174Hf
|
0.16%
|
7.0×1016 年[3]
|
α
|
2.495
|
170Yb
|
176Hf
|
5.26%
|
稳定,带104粒中子
|
177Hf
|
18.60%
|
稳定,带105粒中子
|
178Hf
|
27.28%
|
稳定,带106粒中子
|
178m2Hf
|
人造
|
31 年
|
IT
|
2.446
|
178Hf
|
179Hf
|
13.62%
|
稳定,带107粒中子
|
180Hf
|
35.08%
|
稳定,带108粒中子
|
182Hf
|
人造
|
8.90×106 年
|
β−
|
0.381
|
182Ta
| |
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