Háfnio

É um metal de transição localizado no grupo 4 da classificação periódica dos elementos.

Junto com o tungstênio, forma ligas usadas na fabricação de filamentos de lâmpadas e em eletrodos. Outro uso importante, em função de sua alta capacidade de absorver nêutrons, é como material de barras de controle de reatores nucleares.

Em relação a obtenção, é sempre encontrado junto ao zircônio, não estando disponível como elemento livre na natureza. É encontrado, em especial, em forma de mistura, nos minerais de zircônio, como por exemplo, o zircão (ZrSiO4) e em outras variedades deste, com concentração média de 1% a 4% a háfnio.

Estima-se que metade de todo o háfnio produzido seja obtido como subproduto do processo de purificação do zircônio.

Ao se trabalhar com o elemento, é necessário ter cuidados especiais, uma vez que, além de dividir-se em partículas, o háfnio é pirofórico, ou seja, se inflama espontaneamente. Por conta dessa característica, pode queimar espontaneamente em contato com o ar.

O metal puro não é tóxico e, raras as vezes está em contato com as pessoas. Contudo, todos os seus compostos devem ser manuseados como se fosse tóxicos, ainda que não haja evidência de altos riscos.

História

O háfnio foi descoberto em 1923, por George de Hevesy e Dick Coster. Logo depois foi suposto, usando a Teoria de Bohr, que o elemento estaria associado ao zircônio.

Acabou sendo encontrado no zircão, por meio de análises com espectroscopia de raios X, realizadas na Noruega.

Jantzen e von Hevesey foram os responsáveis por separá-los, através de recristalizações sucessivas.

A primeira preparação de háfnio metálico é creditada a Anton Eduard van Arkel e Jan Hendrik de Boer

O háfnio metálico foi preparado pela primeira por Anton Eduard van Arkel e Jan Hendrik de Boer passando tetraiodeto de háfnio (HfI4) por um filamento aquecido de tungstênio (volfrâmio).

Isótopos

Os isótopos mais estáveis do háfnio são o 172Hf, 174Hf, 176Hf, 177Hf, 178Hf, 178m2Hf, 179Hf, 180Hf e 182Hf.

Propriedades

É um metal dúctil, ou seja, flexível e maleável, resistente à corrosão e de coloração prateada e brilhante.

Quimicamente, o háfnio é muito similar ao zircônio. Ambos apresentam o mesmo número de elétrons na camada de valência e possuem raios iônicos muito parecidos por conta da contração dos lantanídeos.

Conforme citado anteriormente, na maioria das vezes, são encontrados juntos na natureza, sendo muito difícil separá-los. Por isso, as únicas aplicações que demandam a separação são aquelas que usam suas propriedades de absorção de nêutrons, ou seja, reatores nucleares.

Importante destacar que a captura de nêutrons do háfnio é cerca de 600 vezes maior que a do zircônio.

Para que serve?

Além dos usos já citados, o háfnio é empregado em diversas situações, sobretudo, por conta de suas boas propriedades mecânicas, bem como alta resistência à corrosão.

Em 2006, a Intel, multinacional de tecnologia, anunciou o uso do elemento como componente básico de uma nova tecnologia para a construção das paredes dielétricas dos transistores de uma nova geração de microprocessadores.

Além dessas, outras aplicações recorrentes são em eletrodos para corte a plasma, em ligas metálicas, em lâmpadas de gás incandescente, para eliminar oxigênio e nitrogênio em tubos de vácuo e em ligas metálicas (ferro, titânio e nióbio).

Dados

• Massa atômica – 178,49(2) u
• Configuração eletrônica – 4f¹⁴ 5d² 6s²
• Elétrons – 2, 8, 18, 32, 10, 2
• Estado da matéria – Sólido
• Ponto de fusão – 2506 K (2232,85 ºC)
• Ponto de ebulição – 4876 K (4602,85 ºC)
• Entalpia de fusão – 24,06 kJ/mol
• Entalpia de vaporização – 575 kJ/mol