Hafnio
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Hafnio, elemento metálico, símbolo Hf, número atómico 72 y peso atómico 178.49. Hay cinco isótopos naturales. Es uno de los elementos menos abundantes en la corteza terrestre.
Historia
Se llamó hafnio por el nombre de Copenhague en latín, Hafnia, la ciudad danesa en donde fue descubierto por Dirk Coster y Georg von Hevesy en 1923. Poco después se predijo, usando la teoría de Bohr, que estaría asociado con el circonio, y finalmente se encontró en el circón mediante unos análisis con espectroscopia de rayos X en Noruega.
Se separó del circonio mediante recristalizaciones sucesivas por Jantzen y von Hevesey. El hafnio metálico se preparó por primera vez por Anton Eduard van Arkel y Jan Hendrik de Boer pasando tetrayoduro de hafnio (HfI4) por un filamento caliente de wolframio.
Propiedades principales
Es un metal dúctil, brillante, plateado y resistente a la corrosión; químicamente muy similar al circonio. Estos dos elementos tienen el mismo número de electrones en sus capas exteriores y sus radios iónicos son muy similares debido a la contracción de los lantánidos. Por eso son muy difíciles de separar (los procesos geológicos no los han separado y en la naturaleza se encuentran juntos) y no hay otros elementos químicos que se parezcan más entre sí. Las únicas aplicaciones para las cuales es necesario separarlos es en aquellas en las que se utilizan por sus propiedades de absorción de neutrones, en reactores nucleares.
El carburo de hafnio (HfC) es el compuesto binario más refractario conocido, con un punto de fusión de 3.890 °C, y el nitruro de hafnio (HfN) es el más refractario de todos los nitruros metálicos conocidos, con un punto de fusión de 3.310 °C. El carburo mixto de hafnio y tántalo (Ta4HfC5) es el compuesto múltiple con más alto punto de fusión conocido, 4.215 °C.
El hafnio es resistente a las bases concentradas, pero los halógenos pueden reaccionar con él para formar tetrahaluros de hafnio (HfX4). A temperaturas altas puede reaccionar con oxígeno, nitrógeno, carbono, boro, azufre y silicio.
Se funde cerca de los 2222ºC (4032ºF). El metal no tiene aplicaciones excepto en barras de control para reactores nucleares.
Semejanza
La química del hafnio es casi idéntica a la del zirconio. La semejanza de ambos es una consecuencia de la contracción lantánida, la cual lleva a valores de radio iónico casi idénticos. Antes de su descubrimiento, y desde entonces, el hafnio se extrae junto con el zirconio de sus minerales y se halla con el zirconio en todos sus derivados. Dado que las propiedades químicas son análogas, no hay incentivos para separar al hafnio, excepto para efectuar estudios nucleares y su uso en componentes de reactores nucleares.
Efectos del Hafnio sobre la salud
El hafnio metálico normalmente no causa problemas pero todos los compuestos del hafnio deben ser considerados como tóxicos aunque evidencias iniciales parecen sugerir que el peligro es limitado. El polvo del metal presenta un peligro de incendio y explosión.
El hafnio metálico no tiene toxicidad conocida. El metal es completamente insoluble en agua, soluciones salinas o productos químicos corporales.
La exposición al hafnio puede ocurrir a través de la inhalación, ingestión, y contacto con los ojos o la piel.
La sobre-exposición al hafnio y sus compuestos puede provocar leve irritación de los ojos, piel y membranas mucosas.
No se ha informado de signos y síntomas de la exposición crónica al hafnio.
Efectos ambientales del Hafnio
Efectos en los animales: Son escasos los datos disponibles acerca de la toxicidad del hafnio metálico o su polvo. Los estudio con animales indican que los compuestos del hafnio provocan irritaciones de los ojos, la piel y la membrana mucosa, y daños hepáticos. La LD 50 oral del tetracloruro de hafnio en ratas es de 2,362 mg/kg, y la LD 50 intraperitoneal en ratones para el oxicloruro de hafnio es de 112 mg/k.
(LD 50: Dosis Letal 50. Dosis individual de una sustancia que provoca la muerte del 50% de la población animal debido a la exposición a la sustancia por cualquier vía distinta a la inhalación. Normalmente expresada como miligramos o gramos de material por kilogramo de peso del animal.)