铪

铪(高频)，化学元素（原子序数72年),金属的第4组(IVb)元素周期表．它是一种具有明亮银色的延展性金属光泽．荷兰物理学家德克水果叫卖小贩匈牙利瑞典化学家乔治·查尔斯·冯·海维西(1923年)在挪威和格陵兰岛发现铪锆石通过分析x射线光谱。他们把这种新元素命名为哥本哈根(在新拉丁语中为Hafnia)，即它被发现的城市。铪是分散在地球地壳中含有百万分之三的微量元素锆与锆相比，矿物质含量高达百分之几。例如，矿物锆石, ZrSiO₄(正硅酸锆)，以及斜锆石它基本上是纯的二氧化锆, ZrO₂它们的铪含量一般从零点几到百分之几不等。蚀变锆石，如一些钠云母石和圆晶石，残余结晶的产物，显示出更高比例的铪(在罗克波特的圆晶石中氧化铪高达17%)。,美国)。含铪锆矿物的商业来源是在海滩沙子和河流砾石中发现的美国(主要是佛罗里达)，澳大利亚，巴西，非洲西部美国和印度。铪蒸汽已在太阳的气氛。

离子交换和溶剂萃取技术取代分级结晶和蒸馏是分离铪锆的首选方法。在该过程中，粗四氯化锆溶解在硫氰酸铵水溶液中，甲基异丁基酮逆流到水溶液混合物中，结果优先提取四氯化铪。金属本身是由镁还原四氯化铪(Kroll过程，也用于钛)和四碘化物的热分解(de Boer-van Arkel过程)。

在某些情况下，这两个元素的分离并不重要;含约1%铪的锆与纯锆一样可接受。然而，在锆最大的单一用途的情况下，即作为结构和包层材料核反应堆因此，锆必须基本上不含铪，因为锆在反应堆中的用途是基于其极低的吸收率横截面为中子．另一方面，铪有一个特别高的横截面，因此，即使是轻微的铪污染也会使其失效内在锆的优点。由于其高的中子俘获截面和优良的机械性能，铪被用于制造核控制棒。

铪一接触空气就会产生一层氧化物或氮化物的保护膜，因此具有很高的毒性腐蚀阻力。铪相当耐酸，在氢氟酸中溶解最好，在氢氟酸中形成阴离子氟配合物对稳定溶液很重要。在常温下，铪的反应性不是特别强，但在高温下，它与各种非金属发生反应温度．它形成合金与铁，铌，钽钛和其他过渡金属。的合金碳化钽铪(Ta₄氢氟烃₅)，并附上熔点温度为4,215°C(7,619°F)，是已知最耐火的物质之一。

铪的化学性质与锆相似。这两种过渡金属具有相似的电子构型，它们的离子半径(Zr^{4 +}， 0.74 Å， Hf^{4 +}， 0.75 Å)和原子半径(锆，1.45 Å，和铪，1.44 Å)几乎相同，因为影响lanthanoid收缩．事实上，这两种元素的化学行为比已知的其他任何一对元素都更相似。虽然化学对铪的研究少于对锆的研究，这两者是如此相似，以至于在没有实际研究的情况下，只有非常小的定量差异(例如，化合物的溶解度和挥发性)。天然铪是六种稳定同位素的混合物:铪-174(0.2%)，铪-176(5.2%)，铪-177(18.6%)，铪-178(27.1%)，铪-179(13.7%)和铪- 180(35.2%)。

铪与钛最重要的不同之处在于低氧化态的重要性不大;相对较少化合物非四价态的铪。(然而，一些三价化合物是已知的。)原子尺寸的增加使得氧化物更碱性，水化学更广泛，并允许在一些铪化合物中获得配位数7，而且经常是8。