Revision Guide • Class 10-12 / JEE / NEET
హాఫ్నియం (Hf) - పరమాణు నిర్మాణం & రసాయన ధర్మాలు
By Periodic Table India
CBSE / JEE Prep Notes
- Hafnium - Hf - Atomic Structure - Chemical Properties - JEE - NEET - Chemistry - Periodic Table
హాఫ్నియం (Hf) యొక్క పరమాణు నమూనా వివరాలు
హాఫ్నియం (Hf) అనేది ఆవర్తన పట్టికలోని గ్రూప్ 4, పీరియడ్ 6లో ఉన్న ఒక పరివర్తన లోహం.
- పరమాణు సంఖ్య (Z): 72
- కేంద్రకంలో 72 ప్రోటాన్లను సూచిస్తుంది.
- ఒక తటస్థ హాఫ్నియం పరమాణువులో 72 ఎలక్ట్రాన్లను సూచిస్తుంది.
- పరమాణు ద్రవ్యరాశి: 178.49 u (ఏకీకృత పరమాణు ద్రవ్యరాశి యూనిట్లు)
- అత్యంత సాధారణ ఐసోటోప్ హాఫ్నియం-180 (¹⁸⁰Hf).
- న్యూట్రాన్ల సంఖ్య: ఐసోటోప్ను బట్టి మారుతుంది. అత్యంత సమృద్ధిగా ఉన్న ఐసోటోప్ (¹⁸⁰Hf) కోసం, ఇది 180 - 72 = 108 న్యూట్రాన్లు. సగటు న్యూట్రాన్ల సంఖ్య సుమారుగా 106.49.
- పరమాణు వ్యాసార్థం:
- లోహ వ్యాసార్థం: 156 pm
- సమయోజనీయ వ్యాసార్థం: 159 pm
ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం & షెల్ రేఖాచిత్రం
ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం
హాఫ్నియం యొక్క భూస్థాయి ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం:
[Xe] 4f¹⁴ 5d² 6s²
ఈ విన్యాసం జెనాన్ (Xe)ను పోలి ఉండే కోర్ ఎలక్ట్రాన్ల తర్వాత, 4f సబ్షెల్లో పూర్తిగా నిండిన 14 ఎలక్ట్రాన్లు, 5d సబ్షెల్లో 2 ఎలక్ట్రాన్లు, మరియు 6s సబ్షెల్లో 2 ఎలక్ట్రాన్లు ఉన్నాయని సూచిస్తుంది. 4f ఆర్బిటాళ్ళ పూరణ లాంథనైడ్ సంకోచానికి కారణమవుతుంది, ఇది Hf యొక్క ధర్మాలను గణనీయంగా ప్రభావితం చేస్తుంది.
షెల్ వారీగా ఎలక్ట్రాన్ పంపిణీ
వివిధ షెల్లలో (ప్రధాన శక్తి స్థాయులు) ఎలక్ట్రాన్ల పంపిణీ క్రింది విధంగా ఉంది:
- 1వ షెల్ (K): 2 ఎలక్ట్రాన్లు (1s²)
- 2వ షెల్ (L): 8 ఎలక్ట్రాన్లు (2s² 2p⁶)
- 3వ షెల్ (M): 18 ఎలక్ట్రాన్లు (3s² 3p⁶ 3d¹⁰)
- 4వ షెల్ (N): 32 ఎలక్ట్రాన్లు (4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴)
- 5వ షెల్ (O): 10 ఎలక్ట్రాన్లు (5s² 5p⁶ 5d²)
- 6వ షెల్ (P): 2 ఎలక్ట్రాన్లు (6s²)
ఆవర్తన ధర్మాలు
హాఫ్నియం యొక్క ఆవర్తన పట్టికలోని స్థానం మరియు నిండిన 4f సబ్షెల్ (లాంథనైడ్ సంకోచం) ఉనికి దాని ఆవర్తన ధర్మాలను గణనీయంగా ప్రభావితం చేస్తాయి.
అయనీకరణ ఎంథాల్పీ
- మొదటి అయనీకరణ ఎంథాల్పీ (IE₁): 658.5 kJ/mol
- రెండవ అయనీకరణ ఎంథాల్పీ (IE₂): 1440 kJ/mol
- ధోరణి: హాఫ్నియం యొక్క మొదటి అయనీకరణ ఎంథాల్పీ జిర్కోనియం (Zr) (IE₁ ≈ 660 kJ/mol) తో చాలా పోలి ఉంటుంది. ఈ సారూప్యత లాంథనైడ్ సంకోచం యొక్క ప్రత్యక్ష పర్యవసానం, ఇది 5d శ్రేణిలో ఊహించిన దానికంటే ప్రభావవంతమైన కేంద్రక ఆవేశం పెరగడానికి కారణమవుతుంది, ఇది చిన్న పరమాణు వ్యాసార్థానికి మరియు వేలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లను కేంద్రకం వైపు బలంగా ఆకర్షించడానికి దారితీస్తుంది.
ఎలక్ట్రోనెగెటివిటీ
- పౌలింగ్ స్కేల్ ఎలక్ట్రోనెగెటివిటీ: 1.3
- ధోరణి: హాఫ్నియం సాపేక్షంగా తక్కువ ఎలక్ట్రోనెగెటివిటీని కలిగి ఉంటుంది, ఇది ఒక లోహ మూలకానికి సాధారణం, రసాయన బంధంలో ఎలక్ట్రాన్లను పొందడం కంటే కోల్పోయే దాని ధోరణిని సూచిస్తుంది. ఇది జిర్కోనియం (1.33) తో సమానంగా ఉంటుంది.
ఎలక్ట్రాన్ గ్రహణ ఎంథాల్పీ
- ఎలక్ట్రాన్ గ్రహణ ఎంథాల్పీ: లోహాలకు సాధారణంగా ధనాత్మకం లేదా సున్నకు దగ్గరగా ఉంటుంది.
- ధోరణి: హాఫ్నియం, ఒక లోహం కాబట్టి, ఎలక్ట్రాన్లను సులభంగా అంగీకరించదు. దాని ఎలక్ట్రాన్ గ్రహణ ఎంథాల్పీ గణనీయంగా రుణాత్మకం కాదు, దాని లోహ స్వభావాన్ని మరియు అదనపు ఎలక్ట్రాన్ల పట్ల తక్కువ అనుబంధాన్ని ప్రతిబింబిస్తుంది.
పరమాణు వ్యాసార్థం
- లోహ వ్యాసార్థం: 156 pm
- ధోరణి: లాంథనైడ్ సంకోచం కారణంగా, హాఫ్నియం యొక్క పరమాణు వ్యాసార్థం (156 pm) దాని తేలికపాటి, అదే గ్రూపులోని జిర్కోనియం (160 pm)తో దాదాపు సమానంగా ఉంటుంది. పరమాణు పరిమాణంలో ఈ అసాధారణ సారూప్యత Hf మరియు Zr యొక్క అత్యంత సారూప్య రసాయన ధర్మాలకు దోహదపడుతుంది, వాటిని వేరు చేయడం సవాలుగా మారుతుంది.
ముఖ్య భౌతిక ధర్మాలు
హాఫ్నియం ఒక నిగనిగలాడే, వెండి రంగు, సాగే లోహం.
- సాంద్రత: 13.31 g/cm³ (20 °C వద్ద)
- STP వద్ద స్థితి: ఘన
- రంగు: వెండి-బూడిద రంగు, నిగనిగలాడే
- ద్రవీభవన స్థానం: 2233 °C (2506 K)
- భాష్పీభవన స్థానం: 4603 °C (4876 K)
- స్ఫటిక నిర్మాణం: గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద షడ్భుజి క్లోజ్-ప్యాక్డ్ (hcp).