하프늄

요약 주기율표 4족에 속하는 금속원소로, 원소기호는 Hf이고, 원자번호 72이다.

하프늄

원소기호	Hf
원자번호	72
원자량	178.49
녹는점	2150℃
끓는점	5400℃
비중	13.31(20℃)

1912년 프랑스의 위르뱅은 개플리나이트에서 추출한 루테튬과 이터븀의 분별결정에서 새 원소를 발견하였다고 하여 셀튬(celtium)이라고 명명하고, 그것이 72번 원소라고 생각하였다. 그러나 덴마크의 보어는 원자의 전자구조에 관한 고전적 전자론으로부터 72번 원소는 주기율표 4족에 속하며, 지르코늄과 토륨 사이에 올 것이라고 생각하였다.

그 결과 이것을 실증하기 위하여, 당시 보어의 연구실에 있던 헝가리의 헤베시와 네덜란드의 코스터는 1923년에 지르코늄광석으로 노르웨이산 지르콘을 X선스펙트럼에 의하여 조사하고 모즐리의 법칙에 의한 원자번호 72에 해당하는 원소의 존재를 밝히고 위르뱅의 잘못을 알아냈다. 그리고 지르코늄을 분리하여 순수한 것을 추출해 내고, 이 연구가 실시된 덴마크의 수도 코펜하겐의 라틴이름 'Hafnia(항구라는 뜻)'에서 하프늄이라고 이름을 붙였다.

존재

지르코늄과 비슷한 성질을 가지며, 모든 지르코늄 광물에 2% 정도 함유되어 있다. 하프늄 단독 광물은 알려져 있지 않다. 클라크수 0.00045로 제41위이다.

제법

지르코늄광석으로부터 하프늄만을 분리한다. 플루오르 착염(錯鹽)에 의한 분별결정, 이온교환법 등이 많이 사용되었으나, 현재는 아세틸아세톤 유도체의 킬레이트 생성에 의한 분별이 실시되고 있다. 분리된 하프늄은 염화물 HfCl4로 하고, 이것을 금속마그네슘으로 환원하여 금속을 얻는다. 금속은 회색이며 전기전도도는 구리의 약 6%이다.

용도

값이 비싸므로 용도는 넓지 않지만, X선 관구의 음극, 고압방전관의 전극, 특수합금, 특수유리의 제조에 사용된다.