
হাফনিয়াম (Hf)
“কোপেনহেগেনের নামে নাম হওয়া মৌল — বোরের তত্ত্বই যার ভবিষ্যদ্বাণী করেছিল — আর আজ প্রতিটি স্মার্টফোনের প্রসেসরে অদৃশ্য ইনসুলেটর হয়ে বসে আছে।”
ইলেকট্রনগুলো কীভাবে সাজানো
আউফবাউ নীতি থেকে গণনা করা হয়, বাস্তবের পরিচিত ব্যতিক্রমগুলো স্বয়ংক্রিয়ভাবে প্রযোজ্য হয়।
নোটগুলো
বৈশিষ্ট্য
- ইলেকট্রন বিন্যাস [Xe] 4f¹⁴ 5d² 6s² — পর্যায় ৬, গ্রুপ ৪, d-ব্লক, চারটি যোজ্যতা ইলেকট্রন; কাজের আয়ন Hf⁴⁺।
- জিরকোনিয়ামের প্রায় নিখুঁত রাসায়নিক যমজ: ল্যান্থানাইড সংকোচনের ফলে Hf⁴⁺ আয়নের ব্যাসার্ধ Zr⁴⁺-এর কাছাকাছিই এসে গেছে, তাই দুই ধাতু সব জায়গায় একসঙ্গে থাকে আর আলাদা করা কঠিনের কঠিন।
- পারমাণবিক দ্বিমুখী স্বভাব: হাফনিয়াম নিউট্রন গিলে ফেলে জিরকোনিয়ামের চেয়ে প্রায় ৬০০ গুণ বেশি আগ্রহে — আর এজন্যই এক যমজ হয় চুল্লির কন্ট্রোল রড, অন্যটি হয় জ্বালানির খোলস।
- তাপ-সহ ক্ষয়রোধী ধাতু (গলনাঙ্ক ২২৩৩° সেলসিয়াস); এর কার্বাইড HfC প্রায় ৩৯০০° সেলসিয়াসে গলে, জানা সবচেয়ে তাপ-সহ যৌগেদের সারিতে দাঁড়িয়ে।
রূপোলি-ধূসর, ঝকঝকে স্থানান্তর ধাতু — ক্ষয়রোধে দুর্দান্ত, বাতাসেও দ্যুতি হারায় না। আকারের তুলনায় বেশ ভারী (ঘনত্ব প্রায় ১৩.৩ গ্রাম/ঘন সেন্টিমিটার), আর গড়িয়ে বানানো যায় টেকসই ক্ষয়রোধী পাত ও তার।
কোথায় দেখা মেলে
✦ ব্যবহার
- পারমাণবিক চুল্লি ও যুদ্ধজাহাজের ইঞ্জিনে কন্ট্রোল রড — হাফনিয়ামের নিউট্রন-ক্ষুধাময় আইসোটোপগুলো চাহিদামতো শিকল বিক্রিয়া লাগাম টানে বা থামিয়ে দেয়।
- আধুনিক মাইক্রোচিপের হাই-k গেট ইনসুলেটর: ২০০৭–০৮ সাল থেকে প্রসেসরের ভেতরে সিলিকন ডাই-অক্সাইডের জায়গা নিয়েছে হাফনিয়াম অক্সাইড () — তোমার স্মার্টফোনের চিপেও তাই।
- নিকেল সুপারঅ্যালয়ের টারবাইন ব্লেড — সামান্য কিছু শতাংশ হাফনিয়ামই জেট ইঞ্জিন ও বিদ্যুৎকেন্দ্রের টারবাইন ব্লেডের দানাসীমা মজবুত করে দেয়।
- অতি-উত্তপ্ত প্রকৌশল: একা বা ট্যান্টালাম কার্বাইডের সঙ্গে মিশিয়ে হাফনিয়াম কার্বাইড রকেটের থ্রোট ও কাটার-যন্ত্র মজবুত করে, আর কালের ক্যামেরার ফ্ল্যাশবাল্বে একসময় পুড়ত হাফনিয়ামের পাত।
◍ দৈনন্দিন উদাহরণ
- স্মার্টফোন বা ল্যাপটপের প্রসেসর প্রায় নিশ্চিতভাবেই নির্ভর করছে মাত্র কয়েক পরমাণু-পুরু এক পরত হাফনিয়াম অক্সাইডের ইনসুলেটরের ওপর।
- জিরকন — বাংলাদেশের কক্সবাজার উপকূলে খোঁজা হচ্ছে যে বালির খনিজ — তাতে সবসময় কিছু শতাংশ হাফনিয়াম জিরকোনিয়ামের পিঠে চেপে বসে থাকে।
- পারমাণবিক ডুবু ও বিমানবাহী যুদ্ধজাহাজের ভেতরের চুল্লি হাফনিয়ামের কন্ট্রোল রডের হাতে লাগাম নিয়ে যুগ যুগ সাগর পাড়ি দেয়।
ইতিহাস ও নাম
নিলস বোরের নতুন পারমাণবিক তত্ত্ব ১৯২২ সালেই ইঙ্গিত দিয়েছিল — তখনও হারিয়ে থাকা ৭২ নং মৌলটি বিরল-মৃত্তিক নয়, বরং জিরকোনিয়ামের মতো একটি স্থানান্তর ধাতু হওয়ার কথা। সেই ইঙ্গিত ধরে বোরের কোপেনহেগেন ইনস্টিটিউটে বসে ডির্ক কস্টার ও জর্জ দে হেভেসি নরওয়ের জিরকন খনিজের ভেতর দিয়ে এক্স-রে চালিয়ে ১৯২৩ সালের শুরুতেই নতুন মৌলের স্বাক্ষর-রেখাগুলো পড়ে ফেলেন — তত্ত্বের পথনির্দেশে খোঁজা, আর এক্স-রে বর্ণালি-বিজ্ঞানেই নিশ্চিত করা এক আবিষ্কার। তাঁরা নাম রাখেন হাফনিয়াম — কোপেনহেগেনের লাতিন নাম হাফনিয়া থেকে — যে শহরে মৌলটির জন্ম, সেই শহরেরই সম্মানে।
কাছাকাছি মৌল
সারণিতে এই মৌলের ঠিক পাশে বসে থাকা মৌলগুলো — প্রায়ই রসায়নে সবচেয়ে কাছের আত্মীয়।
