金屬鉿的理化性質(zhì)

  鉿是一種金屬元素，符號Hf，原子序數(shù)為72，原子量178.49。單質(zhì)是一種帶光澤的銀灰色的過渡金屬。鉿有6種穩(wěn)定同位素：鉿-174、176、177、178、179、180。鉿不與稀鹽酸、稀硫酸和強堿溶液作用，但可溶于氫氟酸和王水。元素名來源于哥本哈根城的拉丁文名稱。1925年化學(xué)家赫維西和物理學(xué)家科斯特用含氟絡(luò)鹽分級結(jié)晶的方法得到純的鉿鹽，并用金屬鈉還原，得到純的金屬鉿。鉿在地殼的含量為0.00045%，在自然界常與鋯伴生。

  物理性質(zhì)

  鉿為銀灰色的金屬，有金屬光澤;金屬鉿有兩種變體：α-鉿為六方密堆積變體(1750℃)，其轉(zhuǎn)變溫度比鋯高。金屬鉿在高溫下有同素異形變體存在。金屬鉿有較高的子吸收截面，可用作反應(yīng)堆的材料。

  晶體結(jié)構(gòu)有兩種：在1300℃以下時，為六方密堆積(α-式);在1300℃以上時，為體心立方(β-式)。具有塑性的金屬，當(dāng)有雜質(zhì)存在時質(zhì)變硬而脆?？諝夥€(wěn)定，灼燒時在表面上發(fā)暗。細絲可用火柴的火焰點燃。性質(zhì)似鋯。不和水、稀酸或強堿作用，但易溶解在王水和氫氟酸。在化合物主要呈+4價。鉿合金(Ta4HfC5)是已知熔點的物質(zhì)(約4215℃)。

  化學(xué)性質(zhì)

  鉿的化學(xué)性質(zhì)與鋯十分相似，具有良好的性能，不易受一般酸堿水溶液的侵蝕;易溶于氫氟酸而形成氟合配合物。高溫下，鉿也可以與氧、氮等氣體直接化合，形成氧化物和氮化物。

  鉿在化合物常呈+4價。主要的化合物是氧化鉿HfO2。氧化鉿有三種不同的變體：將鉿的硫酸鹽和氯氧化物持續(xù)煅燒所得的氧化鉿是單斜變體;在400℃左右加熱鉿的氫氧化物所得的氧化鉿是四方變體;若在1000℃以上煅燒，可得立方變體。另一個化合物是四氯化鉿，它是制備金屬鉿的原料，可由氯氣作用于氧化鉿和碳的混合物制取。四氯化鉿與水接觸，立即水解成十分穩(wěn)定的HfO(4H2O)2+離子。HfO2+離子存在于鉿的許多化合物，在鹽酸酸化的四氯化鉿溶液可結(jié)晶出針狀的水合氯氧化鉿HfOCl2·8H2O晶體。