Hafnio

Se considera, uno de los elementos metálicos de poca existencia a nivel mundial, posee una composición muy parecida a la del circonio. De hecho, su extracción se hace junto con este, debido a que se encuentra presente en sus minerales y derivados. A continuación, conoce brevemente las propiedades, características y usos del Hafnio.

¿Qué es el Hafnio?

Es un metal que posee una abundancia terrestre de 5,3 ppm, se obtiene de la reducción del tetraHaluro con Magnesio, dicho proceso se realiza con ciertas medidas, debido a que puede mezclarse con otros gases. Tiene un aspecto plateado y brilloso, el cual suele ser fundido a unos 2222° C aproximadamente, por lo general, es utilizado para la elaboración de reactores nucleares.

Símbolo del Hafnio

Hf
Posee el número atómico 72 en la tabla y un peso atómico de 178,49. Su nombre proviene del latín, Hafnia, que significa Copenhague, ciudad donde se dio su descubrimiento, de la mano del químico D. Coster junto a J. Hevesy. Desde ese entonces, se conoce que el Circonio tiene relación estrecha con el Hafnio.

Características del Hafnio

Entre las características más resaltantes de este compuesto, destaca el contenido de partículas explosivas que pueden ocasionar incendios. Además, otros puntos que lo identifican son:

  • Estado: Pertenece al sólido, con una textura pulverizada. 
  • Color: Posee un lustroso gris-plateado.
  • Sabor y olor: Carece de sabor y no tiene olor específico.
  • Solubilidad: No es soluble en agua, químicos corporales, ni soluciones salinas. 
  • Toxicidad: No posee un nivel de toxicidad conocido.
  • Reactividad: Existe la posibilidad de reaccionar con el boro, oxígeno, azufre, silicio, nitrógeno y carbono, siempre que sea a altas temperaturas.
  • Estructura: Es transparente, similar a un diamante. 
  • Composición: 72 electrones e igual número de protones. 

Propiedades químicas y físicas del Hafnio

  1. Número atómico: 72
  2. Periodo: 6
  3. Bloque: D
  4. Grupo: 4
  5. Densidad: 13,1 kg/m³
  6. Punto de ebullición: 5400° C
  7. Punto de fusión: 2222° C 
  8. Radio atómico: 125 pm
  9. Radio medio: 155 pm
  10. Radio iónico (Å): 0,81
  11. Electronegatividad: 1,3
  12. Estado de oxidación: +4
  13. Óxido: Anfótero
  14. Calor específico: 24,06 kJ/mol
  15. Radio covalente (Å): 1,50 pm
  16. Configuración electrónica: [Xe]4f145d26s2
  17. Masa atómica (g/mol): 178, 49 u
  18. Electrones por capas: 2, 8, 18, 32, 12, 2
  19. Estructura cristalina: Hexagonal
  20. Primer potencial de ionización eV: 5,54 kJ/mol
  21. Conductividad térmica:  23 W/(m·K)
  22. Conductividad eléctrica: 3,12 × 106 m-1·Ω-1

Origen del Hafnio

Fue descubierto en el año 1923 por el investigador químico Dirk Coster de procedencia húngara, en compañía de George Von de Hevesey en la ciudad de Copenhague, Dinamarca. Junto a ellos se encontraba un conocido profesional noruego, que ayudó a indagar en la complicada separación del Hafnio y el Circonio. Este elemento se puede encontrar en Sudamérica y Australia. Existen reservas de hasta un millón de toneladas. 

Se utilizó inicialmente en la tarea de cortar acero de alto grosor y su uso se extendió en la creación de estructuras y construcciones metálicas. En la actualidad, este procedimiento se realiza con la ayuda de un cortador de plasma que incluye electrodos hechos a base de Hafnio.

¿Para qué sirve el Hafnio?

Es un elemento poco común y de usos muy específicos, para fusiones con wolframio en electrodos y filamentos. Del mismo modo, se emplea para el desarrollo de barras de control para reactores nucleares. Su uso de índole nuclear se debe a la capacidad de absorción de neutrones que posee y su resistencia a la corrosión. Asimismo, es utilizado por corporaciones como Intel e IBM para la fabricación de transistores de los procesadores. 

También, es empleado para la producción de submarinos nucleares y lámparas a gas. Para descartar presencia de Nitrógeno y Oxígeno en conductos vacíos y ligamentos con Hierro, Niobio, Titanio, entre otros minerales metálicos.

¿Cómo se obtiene el Hafnio?

Siempre se encuentra con el Circonio, lo que indica, que no existe de manera independiente dentro del sistema. El Hafnio se halla inmerso entre elementos de Circón y sus derivados en 1%-5%. En el proceso de separación surge gran dificultad, debido a que, ambos contienen una característica química casi idéntica. Para obtener este metaloide, se debe llevar a cabo un proceso de purificación del Circonio, a través de una reducción del tetracloruro del Hafnio, con la ayuda de Sodio o Magnesio.

Cuidados en el uso del Hafnio

Siempre que se manipule este elemento es esencial tener precaución, porque luego de pasar por un proceso de separación de los demás compuestos, procede a ser pirofórico, lo que indica, la posibilidad de arder de forma espontánea. No obstante, si no se usa el Hafnio con las medidas apropiadas, es posible que cause una leve irritación de las membranas mucosas, ojos y piel. Sin embargo, hasta ahora no se ha detectado alguna consecuencia crónica en el organismo por la exposición del mismo. 

En conclusión, el uso de este metaloide es esencial para la fabricación de muchos elementos nucleares, debido a la filtración de protones y usos mecánicos que posee el Hafnio, ideal para el desarrollo de distintos proyectos.

Otros elementos de la tabla periódica: