铪 Hf

发现历史

铪是理论指导发现的教科书式范例。一些化学家预计72号元素会是又一种稀土，但尼尔斯·玻尔的原子模型预言它应位于第4族，与锆相似。

1923年，在玻尔位于哥本哈根的研究所里，荷兰的迪尔克·科斯特和匈牙利的乔治·德赫维西依照这一预言，用X射线光谱法检查锆矿石，发现了72号元素的特征谱线。乔治·于尔班此前曾宣称发现了72号元素“celtium”，但他的主张站不住脚。铪是倒数第二个被发现的具有稳定同位素的元素；铼于1925年紧随其后。

名称由来

名称来自发现地哥本哈根的拉丁名 Hafnia。中文“铪”以金字旁加“合”字，取其读音（hā）。

主要用途

• 反应堆控制棒：铪能很好地吸收热中子，又耐高温水腐蚀，是备受青睐的控制棒材料，尤其用于舰船反应堆。
• 锆的提纯：用于燃料包壳的锆必须几乎让中子自由穿过，因此要把其中的铪除去；大多数核级铪就是这一步骤的副产品。
• 半导体：氧化铪具有很高的介电常数，大约从2007年起，它在最先进的晶体管中取代二氧化硅成为栅极绝缘层。铁电性氧化铪正被研究用于新型存储器。
• 合金与工具：它能增强镍基高温合金，并用作等离子切割机的电极头。

同位素

天然铪有六种同位素，其中铪-180含量最多，约占35%；铪-174具有放射性，半衰期极长。已灭绝的放射性核素铪-182（半衰期约890万年）会衰变为钨-182，铪-钨体系被用来估算地球和小行星的核形成的速度。核同质异能素铪-178m2半衰期约31年，储存着大量能量，曾是颇具争议的研究对象。

日常生活中

你的手机或笔记本电脑的处理器中，很可能就有只有几个原子厚的氧化铪层。块状铪很稳定，但细粉在空气中可能着火。一般认为它的毒性较低。