铪

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铪 ₇₂Hf

氫（非金屬ひきんぞく） 氦（惰性だせい氣體きたい） 鋰（鹼金屬きんぞく） 鈹（鹼土金屬きんぞく） 硼（類るい金屬きんぞく） 碳（非金屬ひきんぞく） 氮（非金屬ひきんぞく） 氧（非金屬ひきんぞく） 氟（鹵素） 氖（惰性だせい氣體きたい） 鈉（鹼金屬きんぞく） 鎂（鹼土金屬きんぞく） 鋁（貧ひん金屬きんぞく） 矽（類るい金屬きんぞく） 磷（非金屬ひきんぞく） 硫（非金屬ひきんぞく） 氯（鹵素） 氬（惰性だせい氣體きたい） 鉀（鹼金屬きんぞく） 鈣（鹼土金屬きんぞく） 鈧（過渡かと金屬きんぞく） 鈦（過渡かと金屬きんぞく） 釩（過渡かと金屬きんぞく） 鉻（過渡かと金屬きんぞく） 錳（過渡かと金屬きんぞく） 鐵てつ（過渡かと金屬きんぞく） 鈷（過渡かと金屬きんぞく） 鎳（過渡かと金屬きんぞく） 銅どう（過渡かと金屬きんぞく） 鋅（過渡かと金屬きんぞく） 鎵（貧ひん金屬きんぞく） 鍺（類るい金屬きんぞく） 砷（類るい金屬きんぞく） 硒（非金屬ひきんぞく） 溴（鹵素） 氪（惰性だせい氣體きたい） 銣（鹼金屬きんぞく） 鍶（鹼土金屬きんぞく） 釔（過渡かと金屬きんぞく） 鋯（過渡かと金屬きんぞく） 鈮（過渡かと金屬きんぞく） 鉬（過渡かと金屬きんぞく） 鎝（過渡かと金屬きんぞく） 釕（過渡かと金屬きんぞく） 銠（過渡かと金屬きんぞく） 鈀（過渡かと金屬きんぞく） 銀ぎん（過渡かと金屬きんぞく） 鎘（過渡かと金屬きんぞく） 銦（貧ひん金屬きんぞく） 錫すず（貧ひん金屬きんぞく） 銻（類るい金屬きんぞく） 碲（類るい金屬きんぞく） 碘（鹵素） 氙（惰性だせい氣體きたい） 銫（鹼金屬きんぞく） 鋇（鹼土金屬きんぞく） 鑭（鑭系元素げんそ） 鈰（鑭系元素げんそ） 鐠（鑭系元素げんそ） 釹（鑭系元素げんそ） 鉕（鑭系元素げんそ） 釤（鑭系元素げんそ） 銪（鑭系元素げんそ） 釓（鑭系元素げんそ） 鋱（鑭系元素げんそ） 鏑かぶら（鑭系元素げんそ） 鈥（鑭系元素げんそ） 鉺（鑭系元素げんそ） 銩（鑭系元素げんそ） 鐿（鑭系元素げんそ） 鎦（鑭系元素げんそ） 鉿（過渡かと金屬きんぞく） 鉭（過渡かと金屬きんぞく） 鎢（過渡かと金屬きんぞく） 錸（過渡かと金屬きんぞく） 鋨（過渡かと金屬きんぞく） 銥（過渡かと金屬きんぞく） 鉑（過渡かと金屬きんぞく） 金きむ（過渡かと金屬きんぞく） 汞（過渡かと金屬きんぞく） 鉈（貧ひん金屬きんぞく） 鉛なまり（貧ひん金屬きんぞく） 鉍（貧ひん金屬きんぞく） 釙（貧ひん金屬きんぞく） 砈（類るい金屬きんぞく） 氡（惰性だせい氣體きたい） 鍅（鹼金屬きんぞく） 鐳（鹼土金屬きんぞく） 錒（錒系元素げんそ） 釷（錒系元素げんそ） 鏷（錒系元素げんそ） 鈾（錒系元素げんそ） 錼（錒系元素げんそ） 鈽（錒系元素げんそ） 鋂（錒系元素げんそ） 鋦（錒系元素げんそ） 鉳（錒系元素げんそ） 鉲（錒系元素げんそ） 鑀（錒系元素げんそ） 鐨（錒系元素げんそ） 鍆（錒系元素げんそ） 鍩（錒系元素げんそ） 鐒（錒系元素げんそ） 鑪たたら（過渡かと金屬きんぞく） 𨧀（過渡かと金屬きんぞく） 𨭎（過渡かと金屬きんぞく） 𨨏（過渡かと金屬きんぞく） 𨭆（過渡かと金屬きんぞく） 䥑（預あずか測はか為ため過渡かと金屬きんぞく） 鐽（預あずか測はか為ため過渡かと金屬きんぞく） 錀（預あずか測はか為ため過渡かと金屬きんぞく） 鎶（過渡かと金屬きんぞく） 鉨（預あずか測はか為ため貧ひん金屬きんぞく） 鈇（貧ひん金屬きんぞく） 鏌（預あずか測はか為ため貧ひん金屬きんぞく） 鉝（預あずか測はか為ため貧ひん金屬きんぞく） 鿬（預あずか測はか為ため鹵素） 鿫（預あずか測はか為ため惰性だせい氣體きたい） 锆 ↑ 铪 ↓ 鑪たたら 镥 ← 铪 → 钽
外觀がいかん
银灰色しょく
概況がいきょう
名稱めいしょう·符號ふごう·序じょ數すう	铪（hafnium）·Hf·72
元素げんそ類別るいべつ	过渡金属きんぞく
族ぞく·週しゅう期き·區く	4·6·d
標準ひょうじゅん原子げんし質量しつりょう	178.486(6)
电子排はい布ぬの	[Xe] 4f14 5d2 6s2 2, 8, 18, 32, 10, 2 铪的电子層そう（2, 8, 18, 32, 10, 2）
歷史れきし
預あずか測はか	德とく米まい特とく里さと·门捷列れつ夫おっと（1869年ねん）
物理ぶつり性質せいしつ
物もの態たい	固体こたい
密度みつど	（接近せっきん室温しつおん） 13.31 g·cm−3
熔点時どき液體えきたい密度みつど	12 g·cm−3
熔点	2506 K，2233 °C，4051 °F
沸點ふってん	4876 K，4603 °C，8317 °F
熔化热	27.2 kJ·mol−1
汽化热	648 kJ·mol−1
比熱ひねつ容よう	25.73 J·mol−1·K−1
蒸氣じょうき壓あつ 壓あつ/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k 溫あつし/K 2689 2954 3277 3679 4194 4876
原子げんし性質せいしつ
氧化态	4, 3, 2, 1, −2 （两性）
电负性せい	1.3（鲍林标度）
电离能のう	第だい一いち：658.5 kJ·mol−1 第だい二に：1440 kJ·mol−1 第だい三さん：2250 kJ·mol−1
原子げんし半径はんけい	159 pm
共きょう价半径はんけい	175±10 pm
铪的原子げんし谱线
雜ざつ項こう
晶あきら体からだ结构	六方密堆积
磁序	顺磁性せい
電でん阻率	（20 °C）331 nΩおめが·m
熱ねつ導しるべ率りつ	23.0 W·m−1·K−1
膨脹ぼうちょう係數けいすう	（25 °C）5.9 µm·m−1·K−1
聲こえ速そく（細ほそ棒ぼう）	（20 °C）3010 m·s−1
杨氏模も量りょう	78 GPa
剪切模も量りょう	30 GPa
体からだ积模量りょう	110 GPa
泊とまり松まつ比ひ	0.37
莫氏硬度こうど	5.5
維氏硬度こうど	1520–2060 MPa
布ぬの氏し硬度こうど	1450–2100 MPa
CAS号ごう	7440-58-6
同位どうい素もと
主しゅ条目じょうもく：铪的同位どうい素もと 同位どうい素もと 丰度 半はん衰おとろえ期き​（t1/2） 衰おとろえ變へん 方式ほうしき 能のう量りょう​（MeV） 產物さんぶつ 172Hf 人造じんぞう 1.87 年とし εいぷしろん 0.334 172Lu 174Hf 0.16% 7.0×1016 年とし αあるふぁ 2.495 170Yb 176Hf 5.26% 穩定，帶おび104粒つぶ中子なかご 177Hf 18.60% 穩定，帶おび105粒つぶ中子なかご 178Hf 27.28% 穩定，帶おび106粒つぶ中子なかご 178m2Hf 人造じんぞう 31 年とし IT 2.446 178Hf 179Hf 13.62% 穩定，帶おび107粒つぶ中子なかご 180Hf 35.08% 穩定，帶おび108粒つぶ中子なかご 182Hf 人造じんぞう 8.90×106 年とし βべーた− 0.381 182Ta

铪（hā）（英語えいご：Hafnium），是ぜ一いち種しゅ化學かがく元素げんそ，其化學かがく符號ふごう为Hf，原子げんし序じょ數すう为72，原子げんし量りょう為ため7002178486000000000♠178.486 u。铪为ⅣB族ぞく元素げんそ，是ぜ带光泽的银灰色しょく的てき过渡金属きんぞく，熔点2233 °C，沸点ふってん4602 °C，密度みつど13.31克かつ/立方りっぽう厘りん米まい。致密的てき金属きんぞく铪性质不活かつ泼，表面ひょうめん形成けいせい常温じょうおん稳定的てき氧化物ぶつ覆くつがえ盖层，但ただし粉末ふんまつ状じょう的てき铪容易ようい在ざい空そら气中自じ燃もえ。铪吸收きゅうしゅう氢气的てき能力のうりょく很强，最高さいこう可か形成けいせいHfH₂.₁。高温こうおん下か，铪能与あずか氮发生せい反はん应。由よし于镧系收おさむ缩的てき影かげ响，铪的原子げんし半径はんけい几乎和わ锆相等とう，因いん此二者性质极为相似，很难分ぶん离，主要しゅよう差さ异之一いち是ぜ铪的密度みつど为锆的てき两倍。铪不与あずか稀まれ盐酸、稀まれ硫酸りゅうさん和かず强つよし碱溶液えき作用さよう，但ただし易えき溶于氢氟酸さん和かず氟王水すい，铪会与あずか热王水おうすい缓慢作用さよう产生氯氧化か铪。铪的氧化态是ぜ+2、+3、+4，其中+4价化合かごう物ぶつ最さい稳定。

发现

1923年ねん由ゆかり荷に兰科学かがく家か科か斯特（D.Coster）和かず匈牙利り科学かがく家か喬たかし治ち·德とく海うみ韋西（George de Hevesy）由ゆかりX射い线光谱中发现。

背景はいけい故事こじ

在ざい莫斯莱对元素げんそ的てきX射い线研究けんきゅう后きさき，确定在ざい钡和わ钽之これ间应当とう有ゆう16个元素げんそ存在そんざい。这时除じょ了りょう61号ごう元素げんそ和わ72号ごう元素げんそ之の外そと，其余14个元素げんそ都と已やめ经被发现，而且它们都と属ぞく于今天てん所属しょぞく的てき镧系けい，也就是ぜ当とう时认为的稀まれ土ど元素げんそ。

那な么72号ごう元素げんそ应当归属于稀土ど元素げんそ？还是和わ钛、锆同属どうぞく一族いちぞく？当とう时多数すう化学かがく家主やぬし张属于前者しゃ。法ほう国こく化学かがく家か乌尔班はん1911年ねん从镱的てき氧化物ぶつ中分なかぶん离出镥后，又また分ぶん离出一いち个新的てき元素げんそ。在ざい1914年ねん乌尔班はん去さ英国えいこく将しょう该元素的すてき样品送おく请莫斯莱进行X射い线光ひかり谱检测，得とく到いた的てき结论是ぜ否定ひてい的てき，没ぼつ有ゆう发现相当そうとう于72号ごう元素げんそ的てき谱线。乌尔班はん坚信新しん元素げんそ的てき存在そんざい，认为出で现这样的结果是ぜ因いん为新研けん制せい的てき机つくえ器き灵敏度ど不ふ够，无法检测到样品中ちゅう痕あと量りょう新しん元素げんそ的てき存在そんざい。他た回かい到いた巴ともえ黎はじむ后きさき与あずか光ひかり谱科学かがく家か达维利り埃ほこり共同きょうどう用よう第だい一次世界大战后改进的X射い线谱仪进行ぎょう检测。1922年ねん5月がつ，他た们宣布せんぷ测到两条X谱线，因いん此断定だんてい新しん元素げんそ是ぜ存在そんざい的てき。1913年ねん，丹に麦むぎ物理ぶつり学がく家か玻尔提出ていしゅつ了りょう原子げんし结构的てき量子りょうし论。接着せっちゃく在ざい1921-1922年ねん之の间又提出ていしゅつ原子核げんしかく外がい电子排はい布ぬの理り论。玻尔认为根ね据すえ他た的てき理り论，72号ごう元素げんそ不ふ属ぞく于稀土ど元素げんそ，而和锆一样是同族どうぞく元素げんそ。也就是ぜ说，72号ごう元素げんそ不ふ会かい从稀土ど元素げんそ矿物中出なかいで现，而应当とう从含锆和钛的矿石中ちゅう去さ寻找。

根ね据すえ玻尔的てき推论，在ざい1922年ねん，匈牙利り化学かがく家德かとく梅うめ韦西和わ荷に兰物理学りがく家か科か斯特对多种含锆矿石せき进行了りょうX射い线光谱分析ぶんせき，果はて真ま发现了りょう这一元素げんそ。他た们为了りょう纪念该元素的すてき发现所在地しょざいち——丹に麦むぎ的てき首都しゅと哥本哈根，以哥本ほん哈根的てき拉ひしげ丁ひのと语名称めいしょうHafnia命名めいめい它为hafnium，元素げんそ符号ふごう定てい为Hf。后きさき来らい德とく梅うめ韦西制せい得とく了りょう几毫克かつ纯的铪的样品。

来らい源みなもと

它存在そんざい于大多数たすう锆矿中ちゅう，地ち壳中含量很少。常つね与あずか锆共存きょうぞん，无单独どく矿石。

生なま产

用よう于电子こ束たばね重じゅう熔炉ようろ的てき可か消耗しょうもう电极的てき铪

从含钛矿石钛铁矿和わ金きむ红石的てき重じゅう矿物砂すな矿石的てき矿床中ちゅう可か以开采さい出で大量たいりょう的てき锆，因いん此也会かい产生大だい部分ぶぶん的てき铪。锆是一种良好的核燃料棒包覆金属，它的中子なかご捕と获截面めん非常ひじょう小しょう，且高温こうおん下か化学かがく稳定性せい良好りょうこう。然しか而，由ゆかり于铪可か以吸收きゅうしゅう中子なかご，锆中的てき铪杂质对核かく反はん应堆有ゆう危害きがい，在ざい核かく电使用しよう中有ちゅうう必要ひつよう将はた锆与铪完全かんぜん分ぶん离。无铪锆的生せい产会将はた锆和铪分离，这也是ぜ铪的主要しゅよう来き源げん。

含氧化か膜まく的てき铪粒展てん现出薄膜うすまく光学こうがく效こう应

铪和锆的化学かがく性せい质极其相似そうじ，故こ难以分ぶん离。最初さいしょ使用しよう的てき方法ほうほう有ゆう利用りよう氟代酸さん铵溶解ようかい度ど不同ふどう的てき分ぶん级结晶あきら法ほう，以及利用りよう氯化物ぶつ沸点ふってん不同ふどう的てき分ぶん级蒸馏法，但ただし并未工こう业化。20世せい纪40年代ねんだい后きさき，核かく反はん应堆对无铪锆的てき需求推进了りょう分ぶん离工艺的研けん发，如使用しよう多た种溶剂的液えき–液えき萃取法ほう，现在仍然用よう于铪的てき生なま产。

约半数すう金属きんぞく铪是提ひさげ纯锆的てき副ふく产物。一些分离提纯方法的产物是四よん氯化铪，被ひ钠或ある镁还原可か制せい备金属きんぞく铪（克かつ罗尔法ほう）。

HfCl₄ + 2 Mg —^1100 °C→ 2 MgCl₂ + Hf

Arkel和わde Boer 利用りよう了りょう化学かがく传递反はん应开发出で了りょう进一いち步ほ提ひさげ纯铪的てき方法ほうほう：在ざい密みつ闭容器き中ちゅう，铪与碘在500 °C下しも反はん应，形成けいせい四よん碘化铪；再さい在ざい1700 °C的てき钨丝上じょう，发生逆ぎゃく反はん应，分解ぶんかい得え到いた碘和铪。铪在钨丝上じょう沉积为固体たい，而碘可か以继续与剩余じょうよ的てき铪反应，使つかい转化趋于完全かんぜん。

Hf + 2 I₂ —^500 °C→ HfI₄

HfI₄ —^1700 °C→ Hf + 2 I₂

性せい质

晶あきら体からだ结构有ゆう两种：在ざい1300℃以下いか时，为六方密堆积（αあるふぁ型がた）；在ざい1300℃以上いじょう时，为体心こころ立方りっぽう（βべーた型がた）。具有ぐゆう塑性そせい的てき金属きんぞく，当とう有ゆう杂质存在そんざい时质变硬而脆。空そら气中稳定，灼烧时仅在ざい表面ひょうめん上じょう发暗。细丝可用かよう火ひ柴しば的てき火ひ焰点燃もえ。性せい质似锆。不和ふわ水すい、稀まれ酸す或ある强つよ碱作用よう，但ただし易えき溶解ようかい在ざい王水おうすい和わ氢氟酸さん中ちゅう。

化合かごう物ぶつ

在ざい大だい部分ぶぶん铪的化合かごう物ぶつ中ちゅう，铪呈现+4价，在ざい溶液ようえき中ちゅう为无色しょく的てき。二に氧化铪、四よん氯化铪和わ四よん碘化铪是ぜ常つね见的化合かごう物ぶつ。铪盐在ざい水中すいちゅう会かい发生水なまみず解かい，但ただし倾向比ひ相しょう应的锆盐要小しょう。

铪的化合かごう物ぶつTa₄HfC₅是ぜ目前もくぜん已やめ知ち物ぶつ质中熔点最高さいこう的てき，为4,263 K（3,990 °C）；尽つき管かん在ざい2015年ねん有ゆう模も拟计算さん预测一いち种Hf-C-N (碳氮化か鉿)材料ざいりょう的てき熔点比ひ其高200 K，但ただし尚なお未み经实验证实。

铪可以形成けいせい各かく种各样的配合はいごう物ぶつ，如氟铪酸盐有HfF2−
6、HfF3−
7、HfF4−
8等とう几种，氯、溴、碘代的てき铪酸盐有过报道どう。乙おつ酰丙酮铪、乙おつ醇あつし铪等とう有ゆう机つくえ盐也是ぜ已やめ知的ちてき。

用途ようと

由よし于它容易ようい发射电子而很有用ゆうよう处，如用作さく白しろ炽灯的てき灯ひ丝。铪和钨或ある钼的てき合金ごうきん用作ようさく高こう压放电管的てき电极用作ようさくＸ射い线管かん的てき阴极。由よし于它对中子なかご有ゆう较好的てき吸收きゅうしゅう能力のうりょく，抗こう腐くさ蚀性能せいのう好このみ，强度きょうど高だか，因いん此常用よう来らい做核かく反はん应堆的てき控ひかえ制せい棒ぼう，以减慢核子こ连锁反はん应的まと速そく率りつ，同どう时抑制よくせい原子げんし反はん应的"火ひ焰"。

外部がいぶ連結れんけつ

• 元素げんそ铪在洛らく斯阿拉ひしげ莫斯国家こっか实验室しつ的てき介かい紹（英文えいぶん）
• EnvironmentalChemistry.com —— 铪（英文えいぶん）
• 元素げんそ铪在ざいThe Periodic Table of Videos（諾だく丁ひのと漢かん大學だいがく）的てき介かい紹（英文えいぶん）
• 元素げんそ铪在Peter van der Krogt elements site的てき介かい紹（英文えいぶん）
• WebElements.com – 铪（英文えいぶん）