{{위키데이터 속성 추적}}
{{원소 정보/하프늄}}
'''하프늄'''(←{{llang|en|Hafnium|해프니엄}}, {{문화어|하프니움}}←{{llang|de|Hafnium|하프니움}})은 [[화학 원소]]로 기호는 '''Hf'''(←{{llang|la|Hafnium|하프니움}}), [[원자 번호]]는 72이다. 은회색의 광택이 있는 [[전이 금속]]으로, 화학적으로 [[지르코늄]]과 비슷하고 지르코늄을 함유한 광석에서 함께 발견된다. 1869년 [[드미트리 멘델레예프]]가 하프늄의 존재를 처음으로 예상하였고 1923년 발견되어 안정한 원소 중에서는 마지막에서 두 번째로 발견된 원소가 되었다. 원소가 발견된 도시인 [[코펜하겐]]의 [[라틴어]] 지명 하프니아(Hafnia)에서 이름을 땄다.

하프늄은 [[필라멘트]]와 [[전극]] 등에 사용되며, [[중성자]]를 잘 흡수하는 성질이 있어 지르코늄 합금과 함께 [[원자로]]의 [[제어봉]]에 사용된다. 하프늄 산화물은 [[반도체]] 제조 공정에 사용되기도 한다. [[나이오븀]], [[티타늄]], [[텅스텐]] 등과 혼합하여 특수한 목적의 [[초합금]]을 만드는데 사용된다.

== 특성 ==
하프늄은 은회색 광택이 있는 [[전이 금속]]으로, [[연성]]이 좋고 부식에 강하다. 화학적으로는 [[지르코늄]]과 비슷하다. 하프늄의 물리적인 특성은 불순물로 첨가된 지르코늄의 양에 따라 달라지는데, 하프늄과 [[지르코늄]]은 그 화학적 특성이 매우 비슷하여 분리하기가 가장 힘든 혼합물 중의 하나이기도 하다. 하프늄의 [[밀도]]는 지르코늄 [[밀도]]의 약 2배 정도이다.

하프늄은 공기 중에서 [[산소]]와 반응하여 표면에 얇은 보호막을 형성하여 부식을 방지한다. 보통 [[산 (화학)|산]]과 [[염기]]에는 반응하지 않으나 [[할로젠]]에 의해 [[산화]]되거나 공기 중에서 [[연소]]하여 산화되기도 한다. 고운 분말 형태에서는 스스로 발화한다.

== 동위 원소 ==
{{본문|하프늄 동위 원소}}
현재까지 [[원자량]] 153에서 186까지 최소 34종류의 하프늄 [[동위 원소]]가 발견되었다. 자연에 존재하는 안정한 [[동위 원소]]는 <sup>176</sup>Hf,<sup>177</sup>Hf,<sup>178</sup>Hf,<sup>179</sup>Hf,<sup>180</sup>Hf이다. [[방사성 동위 원소]] 중 가장 안정한 것은 <sup>174</sup>Hf으로 [[반감기]]가 약 10<sup>15</sup>년이다.

== 존재 ==
하프늄은 [[지각 (지질학)|지각]]에 질량비로 약 5.8[[ppm]] 정도 함유된 것으로 추정된다. 자연에서는 순수한 형태로 발견되지 않고 주로 [[지르코늄]]과 혼합된 형태로 발견된다. 특히, [[지르콘]]에는 전체 지르코늄 함량 중 약 1~4% 정도가 하프늄으로 치환되어 있다.
현재 전 세계 인구의 증가에 따라 하프늄 수요가 지속적으로 증가하면 10년 이내에 하프늄이 고갈될 것으로 추정된다.

== 역사 ==
1869년 [[드미트리 멘델레예프]]는 [[티타늄]]과 [[지르코늄]]보다 무거운 원소들이 존재할 것이라고 예측했다. 1914년 [[헨리 모즐리 (물리학자)|헨리 모즐리]]는 [[X선 분광학]]을 통해 [[원자 번호]]를 알아낼 수 있는 방법을 발견했고 [[원자 번호]] 43, 61, 72, 75에 발견되지 않은 [[란타넘족]]이 있다는 사실을 발견했다. 이에 발견되지 않은 원소를 찾기 위한 이른바 '원소 사냥'이 벌어지게 되었다.

한편, 모즐리의 발견이 있기 이전인 1907년에 [[위르뱅]]은 [[희토류 금속]]에 속하는 72번 원소를 발견했다고 주장했고, 1911년 '셀튬(celtium)'이라는 이름으로 발표했다. 그러나 이는 나중에 발견된 하프늄의 선 [[스펙트럼]]이나 화학적 성질과는 큰 차이가 있었고, 논란의 대상이 되었다. 이후 모즐리의 [[X선 분광학]] 조사를 통해 위르뱅이 발견한 원소는 72번 원소가 아님이 밝혀졌다. 1923년 초반에는 일부 [[화학자]]와 [[물리학자]]들이 72번 원소는 [[지르코늄]]과 성질이 비슷할 것이며, [[희토류 금속]]에 속하지 않을 것이라는 새로운 주장을 했다. 이는 모즐리의 X선 분광학과 [[보어 모형|보어의 원자 모형]]에 바탕을 둔 주장이었다.
이러한 주장과 1922년 위르뱅이 1911년에 발견한 것이 원자 번호 72번의 희토류 원소가 맞지 않았느냐는 주장이 다시 제기되면서 [[코스테르]](Dirk Coster)와 [[죄르지 헤베시]](Georg von Hevesy)는 [[지르코늄]]을 포함한 광석에서 72번 원소를 찾아내는 작업에 들어갔다. 마침내 1923년 [[덴마크]] [[코펜하겐]]에서 두 사람은 하프늄을 발견하였고, 이는 [[드미트리 멘델레예프|멘델레예프]]가 1869년에 예측한 성질과도 잘 들어맞았다. 이는 나중에 [[노르웨이]]에서 X선 분광학 연구를 통해 사실임이 입증되었다. 이후, 원소가 발견된 곳인 [[코펜하겐]]의 [[라틴어]]식 지명 '하프니아'에서 이름을 따 ‘하프늄’이라는 이름이 붙여졌다.

== 용도 ==
=== 원자로 제어봉 ===
하프늄 [[동위 원소]]들의 [[원자핵]]은 한 개당 [[중성자]] 여러 개를 흡수할 수 있다. 이 성질을 이용해 [[원자로]]에서 [[제어봉]]에 사용된다. 하프늄 원자핵이 중성자를 흡수하는 비율은 [[지르코늄]]보다 약 600배 정도 뛰어난 것으로 알려져 있다. 또, 부식에 강한 성질은 [[가압수형 원자로]]의 극한 조건에서도 잘 견디게 해주어 많이 사용되고 있다.

=== 합금 ===
하프늄은 [[철]], [[티타늄]], [[나이오븀]], [[탄탈럼]] 등 여러 가지 금속과의 [[합금]]으로 사용된다. 또, [[니켈]]이 주성분인 합금에 소량의 하프늄이 첨가되면 잘 [[산화]]되지 않아 부식에 강해진다.

== 주의사항 ==
미세한 분말 형태의 하프늄은 공기 중에서 스스로 발화하는 성질이 있으므로 취급 시 주의가 필요하다. 또, 하프늄 화합물은 [[눈]], [[피부]], [[점막]] 등에 자극을 줄 수 있으며 [[간]] 손상을 유발할 수도 있다.<ref>{{웹 인용|url = http://www.osha.gov/dts/chemicalsampling/data/CH_244200.html|title = Occupational Safety & Health Administration: Hafnium|publisher = U.S. Department of Labor|accessdate = 2014-06-28|archive-date = 2012-05-16|archive-url = https://web.archive.org/web/20120516041458/http://www.osha.gov/dts/chemicalsampling/data/CH_244200.html|url-status = dead}}</ref>

== 각주 ==
<references/>

== 외부 링크 ==
{{위키공용과 분류|Hafnium}}
{{위키낱말사전|하프늄}}
* {{네이버캐스트|19998}}
* {{언어링크|en}} [http://www.webelements.com/hafnium/ 하프늄 - WebElements.com]

{{원소 주기율표}}
{{전거 통제}}

[[분류:하프늄| ]]
[[분류:전이 금속]]
[[분류:화학 원소]]
[[분류:1923년 과학]]
[[분류:장소 이름이 포함된 화학 원소]]