Hafnij

**Hafnij** je hemijski element sa simbolom **Hf** i atomskim brojem 72. On je sjajni, srebreno-sivi četverovalentni prelazni metal. U hemijskom smislu, dosta je sličan cirkoniju a može se naći i u mineralima cirkonija. Njegovo postojanje je predvidio Mendeljejev već 1869. godine, ali sve do 1923. nije identificiran kao element. Bio je pretposljednji element sa stabilnim izotopima koji je otkriven (renij je identificiran dvije godine kasnije). Hafnij je dobio ime po *Hafniji*, latinskom nazivu za danski Kopenhagen, gdje je i otkiven. Spojevi zasnovani na bazi hafnijevih oksida su praktični *high-k* dielektrični materijali (dielektrici sa visokim vrijednostima *k* konstante), omogućavaju smanjenje opadanja struje u *gate* terminalu što poboljšava performanse tranzistora.

### Izotopna geohemija
Izotopi hafnija i lutecija (zajedno sa iterbijem) koriste se i u izotopnoj geohemiji i geohronologiji. On se često koristi kao traser izotopne evolucije Zemljinog plašta tokom vremena. Ovakva njegova upotreba je moguća jer se izotop 176Lu raspada na 176Hf sa vremenom poluraspada od oko 37 milijardi godina. U većini geoloških materijala, cirkon je dominantan izvor hafnija (više od 10.000 ppm) te je često u fokusu istraživača koji se bave hafnijem u geologiji.

Hafnij se vrlo lahko zamjenjuje u cirkonovoj kristalnoj rešetki, pa je veoma dobro otporan na mobilnost i kontaminaciju hafnijem. Cirkon ima i veoma nizak odnos Lu/Hf, čineći minimalnim bilo koje korekcije za prvobitni lutecij. Iako se sistem Lu/Hf može koristiti za izračun starosti geološkog modela, tj. vremena u kojem je izveden iz datog izotopskog "rezervoara" poput modela "ogoljenog plašta", ova "starost" ne predstavlja istu geološku značajnost kao što to imaju druge geohronološke tehnike, jer se kao rezultati često dobijaju izotopske mješavine pa se zapravo dobijaju prosječne starosti materijala iz kojeg je izveden.

Granat je jedan od minerala koji sadrži značajne količine hafnija te se koristi kao geohronometar. Pošto granati daju veoma visoke i varijabilne odnose Lu/Hf, oni su vrlo koristi za datiranje metamorfnih događaja.

## Spojevi 
Hafnij i cirkonij grade gotovo identičnu seriju hemijskih spojeva. Hafnij teži da gradi neorganske spojeve sa oksidacijskim stanjem +4. Halogeni elementi reagiraju s njim gradeći hafnij-tetrahalide. Pri visokim temperaturama, hafnij reagira sa kisikom, dušikom, ugljikom, borom, sumporom i silicijem. Zbog efekata kontrakcije lantanoida elemenata 6. periode, cirkonij i hafnij imaju gotovo iste ionske radijuse. Ionski radijus Zr4+ iznosi 0,79 ongstrema dok kod iona Hf4+ iznosi 0,78 ongstrema.

Hafnij(IV)-hlorid i hafnij(IV)-jodid se koriste u proizvodnji i prečišćavanju metalnog hafnija. Oni su isparljive čvrste tvari sa polimernom strukturom. Ovi tetrahloridi su polazni materijali za razne organohafnijske spojeve poput hafnocen-dihlorida i tetrabenzilhafnija.

Bijeli hafnij-oksid (HfO2), sa tačkom topljenja 2812&nbsp;°C i ključanja od približno 5100&nbsp;°C, je vrlo sličan cirkonu, ali je neznatno alkalniji. Hafnij-karbid je jedan od najvatrostalnijih binarnih spojeva, čija tačka topljenja iznosi iznad 3890&nbsp;°C, dok je hafnij-nitrid najvatrostalniji poznatni metalni nitrid, čija tačka topljenja iznosi 3310&nbsp;°C. Ove činjenice su bile osnova za istraživanje o tome da hafnij ili njegovi karbidi budu korišteni kao materijali za konstrukcije podložne veoma visokim temperaturama. Smjesa karbida, tantal-hafnij karbid () ima najvišu tačku topljenja od svih poznatih spojeva, 4215&nbsp;°C. Nedavne simulacije izvršene na superkompjuterima pokazuju da bi mogla postojati legura hafnija sa tačkom topljenja od oko 4400 K.

## Reference 
## Vanjski linkovi
* Hafnij na stranici Nacionalne laboratorije "Los Alamos" i njenom periodnom sistemu elemenata
* Hafnij na stranici *The Periodic Table of Videos* (Univerzitet u Nottinghamu)
* Tehnički i sigurnosni podaci o hafniju 
* Baza podataka NLM o opasnim supstancama – elementarni hafnij
* Intel Shifts from Silicon to Lift Chip Performance, Wall Street Journal
* Intelova 45-nm tehnologija na bazi hafnija
* CDC - NIOSH džepni vodič o hemijskim opasnostima

Kategorija:Hemijski elementi