72. Hafnio

 Comenzamos una nueva etapa en la Tabla Periódica. Hemos terminado con los lantánidos y entramos en una nueva fila de los metales de transición. Es la sexta fila y en ella se encuentran metales tan importantes como el oro o el mercurio (Además de los dos que ya hemos visto: El alcalino cesio y el alcalinotérreo bario). Pero antes de llegar a ellos, tenemos que enfrentarnos a alguno menos conocido como es el elemento número 72: El hafnio.  

Los átomos de hafnio tienen, como quizá hayas podido deducir: 72 protones y 72 electrones. Además, normalmente tiene entre 104 y 108 neutrones, siendo lo más común éste último número (Con el 35% de los casos).   

Una de las cosas que más destacan del hafnio es lo extraordinariamente parecido que es al circonio. Creo que no hay dos elementos más parecidos entre si. Son dos elementos que en la naturaleza siempre están juntos y, como podrás imaginarte, es muy difícil separarlos. Su historia, como no podía ser de otra manera, está algo relacionada. Corría el año 1922, y la lista de los lantánidos estaba completa. Faltaba el elemento 72 (En realidad, es el penúltimo elemento estable en ser descubierto (El último es el renio)), y los químicos de entonces no sabían si sería otra tierra rara o un nuevo metal de transición. Hasta que apareció Niels Bohr, uno de los mayores científicos de la historia. Niels, cuentan, aplicó la nueva rama de la física (la física cuántica) para resolver el enigma y realizó unos extraordinarios cálculos que le permitieron demostrar que el elemento 72 no podía ser una tierra rara. El número de electrones que las tierras raras esconden en sus capas internas tiene un límite, y con el lutecio se había llegado a ese punto. Ya no cabían más, con lo que el elemento 72, sí o sí, debería mostrar esos electrones extra en la última capa, como hacen los metales normales y corrientes.  

Con esos cálculos en la mano, Bohr encargó a dos colegas la misión de buscarlo (No fue Bohr quien dijo que el elemento 72 se encontraría en muestras de circonio si no que ya lo habían hecho otros antes, como Fritz Paneth). Los dos colegas de Bohr eran: György Hevesy (un húngaro que había trabajado con Rutherford en Inglaterra y uno de los primeros en pensar que se podían utilizar elementos radiactivos como trazadores (ganó el premio Nobel de química en 1943 por ello)) y Dirk Coster, un físico holandés. El caso es que lo encontraron a la primera. Más rápido imposible. Lo denominaron hafnio por el nombre latino de Copenhague, que es donde se encontraban.  Bohr anunció su descubrimiento poco después, ese mismo año (1922), en su discurso al recibir el premio Nobel de Física por sus trabajos sobre la estructura atómica y la radiación. El descubrimiento se les atribuye a Coster y Hevesy, aunque el francés Georges Urbain estuvo reclamando su descubrimiento durante bastante tiempo. No eran buenas fechas en Europa (acababa de terminar la Primera Gran Guerra) y los franceses e ingleses “lucharon” por Urbain en contra de los anteriores, básicamente por ser alemanes (aunque no lo fueran, en realidad). 

Dirk Coster

George Hevesy

El hafnio resultó ser un metal gris plateado bastante dúctil (puede deformarse bastante antes de romperse), particularmente resistente a la corrosión y con una elevada temperatura de fusión (el compuesto formado por carbono, wolframio y hafnio es el compuesto con mayor temperatura de fusión ¡más de 7500 grados!). 

Se utiliza en aleaciones, sobre todo con hierro o titanio. O niobio, como la aleación de 89% niobio y 10% de hafnio con los que se construyeron los motores de los famosos módulos lunares Apolo, o alguna otra aplicación en la industria espacial. También se usa en informática, concretamente para fabricar algunos condensadores, cátodos o, recientemente, el desarrollo de una tecnología de microprocesadores con hafnio y silicio, de la marca Intel, que mejora el rendimiento de sus equipos. 

Incluso se utiliza para absorber neutrones en la industria nuclear (Normalmente las barras de control están fabricadas con plata, indio y cadmio, aunque algunos reactores, como los de los submarinos, están fabricadas con hafnio). 

Hay una cosa en la que el circonio y el hafnio se diferencian mucho: la capacidad de absorción de neutrones. Como dije en la entrada del circonio, uno de sus usos es la de fabricar combustible nuclear. En el proceso, es importante extraer bien el hafnio para que no absorba neutrones, con lo que durante los años de desarrollo de la energía nuclear, se mejoró mucho el proceso para separarlos bien. Otro aporte más de la energía nuclear a favor de nuestro mundo, he de decir. 

El hafnio, como podrás imaginar, se presenta en minerales allá donde se encuentre el circonio, como el circón (ZrSiO4), donde más o menos entre el 1 y el 4% de los átomos de Zr han sido sustituidos por hafnio. Los mayores depósitos están en Australia y Sudamérica.