Hafnium

Hafnium (veraltet: Celtium)<ref>Vorlage:Literatur</ref> ist ein chemisches Element mit dem Symbol Hf und der Ordnungszahl 72. Benannt ist es nach dem lateinischen Namen der Stadt Kopenhagen, Hafnia, in der das Element entdeckt wurde. Es ist ein silbergrau glänzendes, korrosionsbeständiges Übergangsmetall, das im Periodensystem in der 4. Nebengruppe (Titangruppe) steht.

Hafnium besitzt sehr ähnliche Eigenschaften wie das im Periodensystem direkt darüber gelegene Zirconium. Biologische Funktionen sind nicht bekannt, es kommt normalerweise nicht im menschlichen Organismus vor und ist nicht toxisch.<ref name="HoWi" />

Geschichte

Hafnium war eines der letzten stabilen Elemente des Periodensystems, die entdeckt wurden. Aus den ersten, von Dmitri Mendelejew und anderen entwickelten Periodensystemen konnte nicht exakt bestimmt werden, wie viele Elemente zwischen den schon lange bekannten Barium und Tantal liegen. Erst als Henry Moseley 1914 das Moseleysche Gesetz aufstellte, war klar, dass zwischen Lutetium und Tantal ein bislang unbekanntes Element mit der Ordnungszahl 72 liegen muss. Noch unbestimmt war, welche Eigenschaften das unbekannte Element hat, ob es den Lanthanoiden ähnelt oder gänzlich unterschiedliche Eigenschaften hat.<ref name="Hevesy"> G. v. Hevesy: Über die Auffindung des Hafniums und den gegenwärtigen Stand unserer Kenntnisse von diesem Element. In: Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. Abteilung B, Abhandlungen. 1923, Band 56, Nummer 7, S. 1503–1516 Vorlage:DOI.</ref>

Georges Urbain versuchte über längere Zeit zu beweisen, dass das unbekannte Element dem von ihm 1911 gefundenen, dem Lutetium ähnlichen Celtium<ref>G. Urbain: Sur un nouvel élément qui accompagne le lutécium et le scandium dans le terrre de gadolinite: le celtium. In: Comptes rendus. 1911, 152, S. 141-143 (Vorlage:Gallica).</ref> entspricht. Ein von ihm und Moseley 1914 durchgeführtes Experiment mit Röntgenstrahlung scheiterte jedoch.<ref>K. M. Frederick‐Frost: Henry Moseley and the Search for Element 72. In: Chemistry International. 2019, Band 41, Nummer 2, S. 23–27, Vorlage:DOI.</ref> Er erklärte schließlich 1922, dass Alexandre Dauvillier einen spektroskopischen Beweis dafür gefunden habe, dass Element 72 und Celtium identisch sind.<ref>G. Urbain: Les numéros atomiques du néo-ytterbium, du lutécium et du celtium. In: Comptes rendus. 1922, 174, S. 1349-1351 (Vorlage:Gallica).</ref> 1922 erweiterte der dänische Physiker Niels Bohr sein Bohrsches Atommodell und stellte eine Theorie auf, mit der die chemischen, physikalischen und spektroskopischen Eigenschaften der Elemente vorhergesagt werden konnten. Nach dieser Theorie sollten die Lanthanoide mit Lutetium enden und Element 72 eher dem Zirconium ähneln.<ref>Niels Bohr: Der Bau der Atome und die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Elemente. In: The European Physical Journal A. 1922, Band 9, Nummer 1, S. 1–67, Vorlage:DOI.</ref><ref>Niels Bohr, D. Coster: Röntgenspektren und periodisches System der Elemente. In: The European Physical Journal A. 1923, Band 12, Nummer 1, S. 342–374, Vorlage:DOI.</ref> Dies stand im Gegensatz zu Urbains Behauptungen zur Existenz eines weiteren Lanthanoids mit dem Namen Celtium als Element 72.<ref name="Hevesy"/>

Dirk Coster und George de Hevesy, Mitarbeiter Bohrs in Kopenhagen, untersuchten verschiedene Zirconium-Minerale röntgenographisch und entdeckten dabei in norwegischem Zirkon die spektroskopischen Linien, die Element 72 nach dem Moseleyschen Gesetz haben sollte. Sie benannten das neue Element nach dem alten, latinisierten Namen von Kopenhagen Hafnium.<ref> D. Coster, G. Hevesy: On the Missing Element of Atomic Number 72. In: Nature. 1923, Band 111, Nummer 2777, S. 79, Vorlage:DOI.</ref> Die Trennung der beiden Elemente gelang George de Hevesy und Valdemar Thal Jantzen durch Aufschluss von Zirkon-Mineralen, insbesondere dem besonders Hafnium-reichen Alvit, mit Kalium- und Ammoniumhydrogendifluorid und anschließender fraktionierter Kristallisation als Kalium- bzw. Ammoniumhexafluorozirconat. Dabei reicherte sich Hafnium in der Mutterlauge an.<ref name="Hevesy" /><ref>J. H. de Boer, A. E. van Arkel: Die Trennung von Zirkonium und Hafnium durch Kristallisation ihrer Ammoniumdoppelfluoride. In: Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 1924, Band 141, Nummer 1, S. 284–288, Vorlage:DOI.</ref> Die Darstellung elementaren Hafniums gelang 1925 Anton Eduard van Arkel und Jan Hendrik de Boer. Sie reduzierten gasförmiges Hafnium(IV)-iodid elektrochemisch über einen 2000 °C heißen Wolframfaden.<ref>A. E. van Arkel, J. H. de Boer: Darstellung von reinem Titanium‐, Zirkonium‐, Hafnium‐ und Thoriummetall. In: Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 1925, Band 148, Nummer 1, S. 345–350 Vorlage:DOI.</ref>

Nach der Entdeckung durch Coster und de Hevesy waren die Kontroversen um die Entdeckung des Hafniums nicht beendet. Urbain beharrte auf seinen Untersuchungen und akzeptierte die Entdeckungen der anderen zunächst nicht.<ref>G. Urbain, A. Dauvillier: On the Element of Atomic Number 72. In: Nature. 1923, Band 111, Nummer 2781, S. 218, Vorlage:DOI.</ref> Bald darauf akzeptierte er zwar, dass sein Spektrum des Celtiums dem Lutetium zuzuordnen ist, bestand aber weiterhin darauf, das Recht zur Namensgebung für das Element 72 zu besitzen.<ref>G. Urbain: Sur le celtium, élément de numéro atomique 72. In: Comptes rendus. 1923, 176, S. 469-470 (Vorlage:Gallica).</ref> Auch bedingt durch die politische Situation nach dem 1. Weltkrieg entwickelte sich ein Streit zwischen französischen und englischen Chemikern auf der einen sowie deutschen, niederländischen und skandinavischen Chemikern auf der anderen Seite um die Namensgebung des neuen Elementes.<ref> How the periodic table survived a war to secure chemistry’s future. In: Nature. 2023, Band 613, Nummer 7944, S. 413 Vorlage:DOI.</ref><ref>Helge Kragh: Anatomy of a Priority Conflict: The Case of Element 72. In: Centaurus. 1980, Band 23, Nummer 4, S. 275–301 Vorlage:DOI.</ref> Dieser Konflikt wurde schließlich 1930 entschieden, als die IUPAC offiziell den Namen Hafnium für das neue Element festlegte.<ref>Gregory Paul Baxter, Mme. M. Curie, O. Hönigschmid, P. Le. Beau, Retsina Meyer: First report of the committee on atomic weights of the International Union od Chemistry. In: Journal of the American Chemical Society. 1931, Band 53, Nummer 5, S. 1627–1639 Vorlage:DOI.</ref>

Vorkommen

Hafnium ist mit einem Gehalt von 4,9 ppm an der kontinentalen Erdkruste<ref>K. H. Wedepohl: The composition of the continental crust. In: Geochimica et Cosmochimica Acta. 59, 7, 1995, S. 1217–1232, doi:10.1016/0016-7037(95)00038-2.</ref> ein auf der Erde nicht sehr häufiges Element. In der Häufigkeit ist es damit vergleichbar mit den Elementen Brom und Caesium und häufiger als das schon lange bekannte Gold und Quecksilber. Hafnium kommt nicht gediegen vor und bisher ist nur ein Mineral mit dem Hauptbestandteil Hafnium bekannt, das 1974 entdeckt und nach diesem als Hafnon benannt wurde. In Zirconium-Mineralen wie unter anderem Zirkon und Allendeit ist jedoch oft Hafnium als Fremdbeimengung enthalten,<ref>Webmineral – Mineral Species sorted by the element Hf (Hafnium).</ref> wobei die Menge an Hafnium meist 2 % des Zirconiumgehaltes (1–5 Gewichtsprozent Hafnium) beträgt. Eines der wenigen Minerale, die mehr Hafnium als Zirconium enthalten, ist die Zirkon-Varietät Alvit [(Hf,Th,Zr)SiO₄].

Analog zu Zirconium sind die wichtigsten Lagerstätten an Hafnium die Zirkon-Lagerstätten in Australien und Südafrika. Die Reserven werden auf 1,1 Millionen Tonnen (gerechnet als Hafniumoxid) geschätzt.<ref>Zirconium und Hafnium bei usgs mineral resources (PDF; 62 kB).</ref>

Hafnium befindet sich auf der Liste kritischer Rohstoffe der EU, wobei die in der EU verwendeten Hafnium-Mengen zum Großteil (84%) aus dem EU-Staat Frankreich kommen.<ref> Vorlage:Internetquelle </ref>

Gewinnung und Darstellung

Datei:Hf-crystal bar.jpg

Hafnium-Kristallstab, hergestellt nach dem Van-Arkel-de-Boer-Verfahren

Datei:Hafnium ebeam remelted.jpg

Hafnium, elektronenstrahlgeschmolzen

Um Hafnium zu gewinnen, muss es von Zirconium abgetrennt werden. Das ist nicht während des Herstellungsprozesses möglich, sondern erfolgt in einem getrennten Verfahren. Für die Trennung werden Extraktionsverfahren angewendet. Dabei wird die unterschiedliche Löslichkeit bestimmter Zirconium- und Hafniumsalze in speziellen Lösungsmitteln genutzt. Beispiele hierfür sind die verschiedenen Löslichkeiten der Nitrate in Tri-n-butylphosphat und die der Thiocyanate in Methylisobutylketon. Andere mögliche Trennungsmöglichkeiten sind Ionenaustauscher und die fraktionierte Destillation von geeigneten Verbindungen.

Das abgetrennte Hafnium kann anschließend nach dem Kroll-Prozess zunächst in Hafnium(IV)-chlorid überführt werden und anschließend mit Natrium oder Magnesium zu elementarem Hafnium reduziert werden.

<math>\mathrm{HfCl_4 + 2 \ Mg \longrightarrow Hf + 2 \ MgCl_2}</math>

Wird noch reineres Hafnium benötigt, kann das Van-Arkel-de-Boer-Verfahren angewandt werden. Dabei reagiert während des Erhitzens unter Vakuum zunächst das Hafnium mit Iod zu Hafnium(IV)-iodid. Das wird an einem heißen Draht wieder zu Hafnium und Iod zersetzt.

<math>\mathrm{Hf + 2 \ I_2 \ \rightleftharpoons \ HfI_4}</math>

Hafnium wird nur in geringen Mengen in einer Größenordnung von jährlich 100 Tonnen<ref name="HoWi">Vorlage:Holleman-Wiberg</ref> produziert. Es wird nicht eigens hergestellt, sondern fällt als Nebenprodukt bei der Gewinnung von Hafnium-freiem Zirconium für die Hüllen von Kernbrennstäben an. Der USGS gibt als US-Importpreise für Hafnium 453 USD je kg im Jahre 2010 und 578 USD je kg für 2013 an.<ref name="usgs" />

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Datei:Hexagonal dichteste Kugelpackung.svg

Kristallstruktur von α-Hf, a = 320 pm, c = 505 pm<ref>K. Schubert: Ein Modell für die Kristallstrukturen der chemischen Elemente. In: Acta Crystallographica. B30, 1974, S. 193–204, doi:10.1107/S0567740874002469.</ref>

Hafnium ist ein silbrig-glänzendes Schwermetall von hoher Dichte (13,31 g/cm³).<ref name="HoWi" /> Es kristallisiert temperaturabhängig in zwei verschiedenen Modifikationen. Bei Normalbedingungen kristallisiert es in einer hexagonal-dichtesten Kugelpackung (α-Hf) und ist damit isotyp zu α-Zr, oberhalb von 1775 °C<ref name="HoWi" /> geht es in eine kubisch-raumzentrierte Struktur über (β-Hf).

Liegt Hafnium in einer hohen Reinheit vor, ist es relativ weich und biegsam. Es ist leicht durch Walzen, Schmieden und Hämmern zu bearbeiten. Sind dagegen Spuren von Sauerstoff, Stickstoff oder Kohlenstoff im Material vorhanden, wird es spröde und schwer zu verarbeiten. Der Schmelz- und der Siedepunkt des Hafniums sind mit 2233 °C beziehungsweise 4603 °C<ref name="Zhang" /> die höchsten in der Gruppe (Schmelzpunkt: Titan: 1667 °C, Zirconium: 1857 °C).

In fast allen weiteren Eigenschaften ähnelt das Metall seinem leichteren Homologen Zirconium. Dies wird durch die Lanthanoidenkontraktion verursacht, die ähnliche Atom- und Ionenradien bedingt (Atomradien Zr: 159 pm, Hf: 156 pm<ref name="HoWi" />). Eine Ausnahme ist die Dichte, bei der Zirconium mit 6,5 g/cm³ einen deutlich kleineren Wert besitzt. Ein technisch wichtiger Unterschied besteht darin, dass Hafnium 600-mal besser Neutronen absorbieren kann. Dies ist der Grund dafür, dass für den Einsatz von Zirconium in Kernkraftwerken das Hafnium abgetrennt werden muss.

Hafnium ist unterhalb der Sprungtemperatur von 0,08 K supraleitend.<ref name="HoWi" />

Chemische Eigenschaften

Hafnium ist ein unedles Metall, das beim Erhitzen mit Sauerstoff zu Hafniumdioxid reagiert. Auch andere Nichtmetalle, wie Stickstoff, Kohlenstoff, Bor und Silicium bilden unter diesen Bedingungen Verbindungen. Bei Raumtemperatur bildet sich schnell eine dichte Oxidschicht, die das Metall passiviert und so vor weiterer Oxidation schützt.

In den meisten Säuren ist Hafnium wegen der Passivierung unter Normalbedingungen beständig. In Flusssäure korrodiert es schnell, in heißer konzentrierter Schwefel- und Phosphorsäure tritt merkliche Korrosion ein. Salzsäure-Salpetersäure-Gemischen, hierzu zählt auch Königswasser, sollte Hafnium auch bei Raumtemperatur nur kurzfristig ausgesetzt werden, bei 35 °C muss mit Abtragsraten von mehr als 3 mm/Jahr gerechnet werden. In wässrigen Basen ist es bis zu einer Temperatur von ca. 100 °C beständig, der Materialabtrag beträgt in der Regel weniger als 0,1 mm/Jahr.

Isotope

Von Hafnium sind insgesamt 35 Isotope und 18 Kernisomere<ref name="nubase">G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot, A. H. Wapstra: The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties. In: Nuclear Physics. Band A 729, 2003, S. 3–128. Vorlage:Doi. (PDF; 1,0 MB).</ref> von ¹⁵³Hf bis ¹⁸⁸Hf bekannt. Natürliches Hafnium ist ein Mischelement, das aus insgesamt sechs verschiedenen Isotopen besteht. Das häufigste Isotop ist mit einer Häufigkeit von 35,08 % ¹⁸⁰Hf. Es folgen ¹⁷⁸Hf mit 27,28 %, ¹⁷⁷Hf mit 18,61 %, ¹⁷⁹Hf mit 13,62 %, ¹⁷⁶Hf mit 5,27 % und ¹⁷⁴Hf mit 0,16 %. ¹⁷⁴Hf ist schwach radioaktiv, ein Alphastrahler mit einer Halbwertszeit von 2·10¹⁵ Jahren. Der Betastrahler ¹⁸²Hf zerfällt mit einer Halbwertszeit von 9 Mio. Jahren in das stabile Wolfram-Isotop ¹⁸²W. Diese Erkenntnis wurde genutzt, um die Bildung des Mondes und des Erdkerns auf einen Zeitraum innerhalb der ersten 50 Mio. Jahre einzuschränken.<ref>G. Caro, T. Kleine: Extinct Radionuclides and the Earliest Differentiation of the Earth and Moon. In: Anthony Dosseto u. a. (Hrsg.): Timescales of Magmatic Processes: From Core to Atmosphere. Blackwell, 2011, ISBN 978-1-4443-3260-5, S. 9–51 (Vorlage:Google Buch).</ref>

Die Isotope ¹⁷⁷Hf und ¹⁷⁹Hf können mit Hilfe der NMR-Spektroskopie nachgewiesen werden.

Das Kernisomer ^178m2Hf ist mit einer Halbwertszeit von 31 Jahren<ref name="nubase" /> langlebig und sendet zugleich beim Zerfall eine starke Gammastrahlung von 2,45 MeV<ref name="nubase" /> aus. Dies ist die höchste Energie, die ein über längere Zeit stabiles Isotop aussendet. Eine mögliche Anwendung besteht darin, dieses Kernisomer als Quelle in starken Lasern zu verwenden.<ref>C. B. Collins: Nuclear resonance spectroscopy of the 31-yr isomer of Hf-178 In: Laser Physics Letters. 2, 3, 2005, S. 162–165, doi:10.1002/lapl.200410154.</ref> 1999 entdeckte Carl Collins, dass das Isomer bei Bestrahlung mit Röntgenstrahlung seine Energie auf einen Schlag abgeben kann. Allerdings sind mögliche Anwendungen, etwa als Sprengstoff (Hafniumbombe),<ref>Peter D. Zimmerman: The Strange Tale of the Hafnium Bomb: A Personal Narrative. In: American Physical Society News. Band 16, Nummer 6, 2007.</ref><ref>Vorlage:Internetquelle</ref> unwahrscheinlich.<ref>Bertram Schwarzschild: Conflicting Results on a Long-Lived Nuclear Isomer of Hafnium Have Wider Implications. In: Physics today. Mai 2004, S. 21; Vorlage:DOI.</ref> Viele der Überlegungen und Annahmen zu einer solchen Bombe basieren offensichtlich auf Junk Science.<ref>DARPA ‘lookalikes’ must ground their dreams in reality. In: Nature. 2020, Band 579, Nummer 7798, S. 173–174 Vorlage:DOI.</ref><ref>Vorlage:Internetquelle</ref><ref>Vorlage:Internetquelle</ref>

Verwendung

Auf Grund seiner schwierigen Gewinnung wird Hafnium nur in geringen Mengen verwendet. Das Haupteinsatzgebiet ist die Kerntechnik, in der Hafnium als Steuerstab zur Regulierung der Kettenreaktion in Kernreaktoren eingesetzt wird. Die Verwendung von Hafnium hat gegenüber anderen möglichen neutronenabsorbierenden Substanzen einige Vorteile. So ist das Element sehr korrosionsbeständig und bei der Kernreaktion mit den Neutronen entstehen Hafniumisotope, die ebenfalls hohe Absorptionsquerschnitte besitzen.<ref>Hafnium. In: Lexikon der Chemie. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg/Berlin 2001.</ref> Auf Grund des hohen Preises kommt es häufig nur für militärische Anwendungen in Frage, beispielsweise für Reaktoren in Atom-U-Booten.

Es existieren noch einige weitere Verwendungsmöglichkeiten. So reagiert Hafnium schnell mit geringen Mengen Sauerstoff und Stickstoff und kann darum als Gettersubstanz eingesetzt werden, um kleinste Mengen dieser Stoffe aus Ultrahochvakuum-Anlagen zu entfernen. Beim Verbrennen sendet das Metall ein sehr helles Licht aus. Deshalb ist es möglich, Hafnium in Blitzlichtlampen mit einer besonders hohen Lichtausbeute einzusetzen. Darüber hinaus kann es zur Herstellung sehr stabiler und hochschmelzender Verbindungen verwendet werden, insbesondere Hafniumnitrid und Hafniumcarbid.

In Legierungen mit Metallen wie Niob, Tantal, Molybdän und Wolfram wirkt ein Zusatz von 2 % Hafnium festigkeitssteigernd. Es entstehen besonders stabile, hochschmelzende und hitzebeständige Werkstoffe.

Daneben wird es in der Produktion von Mikroprozessoren eingesetzt.<ref>Intel: Core2 Duo Processors, 2009, Abruf: 17. Februar 2025, Sprache: Englisch, Format: pdf (234Kb), Seite 1 von 4: »Intel’s hafnium-based 45nm Hi-k silicon process technology enables even more processor performance by doubling transistor density and increasing cache size by up to 50 percent.«</ref>

Aus Hafnium wurde eine einzige Gedenkmünze geprägt: 2002 eine 5 Kronen-Münze der Turks- und Caicosinseln.<ref>5 Crowns (Death of The Queen Mother 1900-2002), abgerufen am 16. März 2020.</ref>

Sicherheitshinweise

Wie viele andere Metalle ist Hafnium in feinverteiltem Zustand leichtentzündlich und pyrophor. In kompaktem Zustand ist es dagegen nicht brennbar. Das Metall ist nicht toxisch. Aus diesen Gründen sind für den Umgang mit Hafnium keine besonderen Sicherheitsvorschriften zu beachten.

Verbindungen

Hafnium bildet eine Reihe von Verbindungen. Diese sind meist Salze oder Mischkristalle und besitzen häufig hohe Schmelzpunkte. Die wichtigste Oxidationsstufe des Hafnium ist +IV, es sind aber auch Verbindungen in geringeren Oxidationsstufen, von 0 bis +III, in Komplexen auch negative Oxidationsstufen bekannt.

Hafnium(IV)-oxid

Datei:Hafnium(IV) oxide.jpg

Hafnium(IV)-oxid

Hafnium(IV)-oxid ist ein sehr stabiler und hochschmelzender Feststoff. Es besitzt eine hohe relative Permittivität von 25 (zum Vergleich: Siliciumdioxid: 3,9).<ref>G. D. Wilk, R. M. Wallace, J. M. Anthony: High-κ gate dielectrics: Current status and materials properties considerations. In: Journal of Applied Physics. 89, 10, 2001, S. 5243–5273, doi:10.1063/1.1361065.</ref> Darum ist ein Einsatz als High-k-Dielektrikum als Isolation des Steueranschlusses (Gate) für Feldeffekttransistoren möglich.<ref>Hafniumoxid bringt den Durchbruch: AG der RUB entwickelt neuartige Verbindung: Preis im Erfinderwettbewerb Presseinfo 101, pm.rub.de, Ruhruniversität Bochum, AG unter Anjana Devi, 20. März 2007, abgerufen am 16. März 2020. - Artikel: Reji Thomas, Eduard Rije, Peter Ehrhart, Andrian Milanov, Raghunandan Bhakta, Arne Bauneman, Anjana Devi, Roland Fischer and Rainer Waser: Thin Films of HfO2 for High-k Gate Oxide Applications from Engineered Alkoxide- and Amide-Based MOCVD Precursors. In: „Journal of The Electrochemical Society“ 2007, Vol. 154, Nr. 3, S. G77–G84, 31. Januar 2007.</ref> Durch weitere Verkleinerung der Strukturbreiten in integrierten Schaltkreisen werden die Leckströme zu einem immer größeren Problem, denn die Miniaturisierung der Strukturen erfordert auch dünnere Gate-Isolationen. Unter 2 nm Dicke steigt der unerwünschte Leckstrom durch den Tunneleffekt stark an. Durch den Einsatz eines High-k-Dielektrikums kann zur Leckstromverringerung die Dicke des Dielektrikums wieder vergrößert werden, ohne dass es zu Leistungseinbußen (Verringerung der Schaltgeschwindigkeit) kommt. Dickere Dielektrika ermöglichen also eine weitere Miniaturisierung von vor allem Mikroprozessoren.

Weitere Hafniumverbindungen

Hafniumcarbid zählt zu den Substanzen mit den höchsten Schmelzpunkten überhaupt. Zusammen mit Hafniumnitrid und Hafniumdiborid (HfB₂) gehört es zu den Hartstoffen. Hafniumdiborid wird aufgrund seiner guten Temperaturwechselbeständigkeit oft als Heizwiderstandsmaterial in thermoelektrischen Druckköpfen von Tintendruckern verwendet.

Es sind einige Halogenverbindungen des Hafniums bekannt. In der Oxidationsstufe +IV existieren sowohl das Hafnium(IV)-fluorid (HfF₄) als auch Hafnium(IV)-chlorid (HfCl₄), Hafnium(IV)-bromid (HfBr₄) und Hafnium(IV)-iodid (HfI₄). Hafnium(IV)-chlorid und Hafnium(IV)-iodid spielen bei der Gewinnung des Hafniums eine Rolle. In den niederen Oxidationsstufen sind nur Chlor- und Bromverbindungen, sowie Hafnium(III)-iodid bekannt.

Das Kaliumhexafluoridohafnat(IV) K₂[HfF₆] wie auch das Ammoniumhexafluoridohafnat(IV) (NH₄)₂[HfF₆] können zur Abtrennung des Hafniums von Zirconium eingesetzt werden, da beide Salze leichter löslicher sind als die entsprechenden Zirconiumkomplexe.

Literatur

• Vorlage:Holleman-Wiberg
• N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente. 1. Auflage. VCH Verlagsgesellschaft, 1988, ISBN 3-527-26169-9.
• Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente – das Periodensystem in Fakten, Zahlen und Daten. Hirzel, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
• Eric Scerri: A tale of seven elements, Oxford University Press, Oxford, 2013

Weblinks

• Abbildung von kristallinem Hafnium nach Van-Arkel-de-Boer-Verfahren sowie elektronenstrahlgeschmolzenes und verarbeitetes in der Elementansammlung von Heinrich Pniok

Einzelnachweise

<references> <ref name="usgs"> Vorlage:Internetquelle </ref> </references>