Tallium | ||||
---|---|---|---|---|
← Mercury | Johda → | ||||
| ||||
Yksinkertaisen aineen ulkonäkö | ||||
Pehmeä hopeanhohtoinen valkoinen metalli sinertävällä sävyllä | ||||
Tallium ampullissa | ||||
Atomin ominaisuudet | ||||
Nimi, symboli, numero | Tallium / Tallium (Tl), 81 | |||
Atomimassa ( moolimassa ) |
[204,382; 204.385] [comm 1] [1] a. e. m ( g / mol ) | |||
Elektroninen konfigurointi | [Xe] 4f 14 5p 10 6s 2 6p 1 | |||
Atomin säde | klo 171 | |||
Kemiallisia ominaisuuksia | ||||
kovalenttinen säde | klo 148 | |||
Ionin säde | (+3e) 95 (+1e) 147 pm | |||
Elektronegatiivisuus | 1,62 (Pauling-asteikko) | |||
Elektrodin potentiaali |
Tl←Tl + -0,338 V Tl←Tl 3+ 0,71 V |
|||
Hapetustilat | 0, 1, 3 | |||
Ionisaatioenergia (ensimmäinen elektroni) |
588,9 (6,10) kJ / mol ( eV ) | |||
Yksinkertaisen aineen termodynaamiset ominaisuudet | ||||
Tiheys ( n.a. ) | 11,849 [2] g/cm³ | |||
Sulamislämpötila | 577 K ( 304 °C, 579 °F) [2] | |||
Kiehumislämpötila | 1746 K (1473 °C, 2683 °F) [2] | |||
Oud. sulamisen lämpöä | 4,31 kJ/mol | |||
Oud. haihtumislämpö | 162,4 kJ/mol | |||
Molaarinen lämpökapasiteetti | 26,3 [3] J/(K mol) | |||
Molaarinen tilavuus | 17,2 cm³ / mol | |||
Yksinkertaisen aineen kidehila | ||||
Hilarakenne | kuusikulmainen | |||
Hilan parametrit | a=3,456 c=5,525 [4] | |||
c / a suhde | 1,599 | |||
Debye lämpötila | 96,00 K | |||
Muut ominaisuudet | ||||
Lämmönjohtokyky | (300 K) 38,9 [3] W/(m K) | |||
CAS-numero | 7440-28-0 | |||
Päästöspektri | ||||
81 | Tallium |
Tl204.38 | |
4f 14 5p 10 6s 2 6p 1 |
Tallium ( kemiallinen symboli - Tl , lat. Tallium ) - kemiallisten alkuaineiden jaksollisen taulukon 13. ryhmän kemiallinen alkuaine ( vanhentuneen luokituksen mukaan - ryhmän III pääalaryhmän alkuaine), kuudennen ajanjakson, jossa atominumero 81. Se kuuluu raskasmetallien ja siirtymän jälkeisten metallien luokkiin . Yksinkertainen aine tallium on pehmeä hopeanvalkoinen metalli, jossa on harmahtavan sinertävä sävy, joka hapettuu nopeasti ilmassa korkean kemiallisen aktiivisuutensa ansiosta .
Englantilainen tiedemies William Crookes löysi talliumin spektrimenetelmällä vuonna 1861 rikkihappotehtaan lyijykammioiden lieteestä lähellä Abberoden kaupunkia , joka sijaitsee Harzin vuoristossa .
Talliummetallin hankkivat itsenäisesti William Crookes ja ranskalainen kemisti Claude-Auguste Lamy vuonna 1862 [5] .
Elementti on saanut nimensä spektrin tunnusomaisista vihreistä viivoista ja liekin vihreästä väristä. Muusta kreikasta. θαλλός on nuori, vihreä oksa [6] .
Tallium on hivenaine. Sisältää sinkin , kuparin ja raudan sekoituksia ja pyriittejä , kaliumsuoloja ja kiillettä. Tallium on raskasmetalli. Talliummineraaleja tunnetaan vain seitsemän ( krooksiitti (Cu, Tl, Ag) 2 Se, lorandiitti TlAsS 2 , vrbaiitti Tl 4 Hg 3 Sb 2 As 8 S 20 , gutchinsoniitti (Pb, Tl) S • Ag 2 S • 5As 2 S 5 , aviceniitti Tl 2 O 3 ), ne ovat kaikki erittäin harvinaisia. Suurin osa talliumista liittyy sulfideihin ja ensisijaisesti rautadisulfideihin. Pyriitistä sitä löydettiin 25 %:ssa analysoiduista näytteistä. Sen pitoisuus rautadisulfideissa on usein 0,1-0,2% ja joskus jopa 0,5%. Galenassa talliumpitoisuus vaihtelee välillä 0,003 - 0,1 % ja harvoin enemmän. Talliumin korkeat pitoisuudet disulfideissa ja galeenissa ovat ominaisia kalkkikivien matalan lämpötilan lyijy-sinkkikertymille. Talliumpitoisuus, joka on 0,5%, havaitaan joissakin sulfosuoloissa. Pieni määrä talliumia löytyy monista muista sulfideista, esimerkiksi joidenkin kuparipyriittiesiintymien sfaleriitteissä ja kalkopyriteissä, pitoisuus vaihtelee välillä 25-50 g/t . Talliumilla on suurin geokemiallinen samankaltaisuus K :n , Rb :n , Cs :n sekä Pb :n , Ag :n , Cu:n, Bi :n kanssa . Tallium kulkeutuu helposti biosfäärissä. Luonnollisista vesistä se sorboi hiilet, savet, mangaanihydroksidit, kerääntyy veden haihtumisen aikana (esim. Sivash-järvessä jopa 5⋅10 -8 g/l). Sisältää kaliummineraaleja ( kiille , maasälpä ), sulfidimalmeja: galenia , sfaleriitti , markasiitti (jopa 0,5%), sinaperi . Epäpuhtautena sitä on mangaanin ja raudan luonnollisissa oksideissa [7] .
Keskimääräinen talliumpitoisuus (painon mukaan):
Luonnontallium koostuu kahdesta stabiilista isotoopista: 205 Tl ( isotooppien määrä 70,48 % atomien lukumäärästä) ja 203 Tl (29,52 %). Luonnosta löytyy myös pieniä määriä talliumin radioaktiivisia isotooppeja , jotka ovat hajoamissarjan välijäseniä :
Kaikki muut tunnetut talliumin isotoopit, joiden massaluvut ovat 176-217, saatiin keinotekoisesti.
Kaupallisesti puhdas tallium puhdistetaan muista savupölyn sisältämistä alkuaineista (Ni, Zn, Cd, In, Ge, Pb, As, Se, Te) liuottamalla se lämpimään laimeaan rikkihappoon, minkä jälkeen saostetaan liukenematon lyijysulfaatti ja lisätään HCl kloriditallaliumin (TlCl) saostamiseksi . Lisäpuhdistus saadaan aikaan talliumsulfaatin elektrolyysillä laimeassa rikkihapossa platinalangalla , minkä jälkeen vapautunut tallium sulatetaan vetyatmosfäärissä 350–400 °C:ssa.
Tallium on kiiltävä, hopeanhohtoinen pehmeä metalli, jossa on sinertävä sävy. Ilmassa se haalistuu nopeasti ja peittyy mustalla talliumoksidikalvolla Tl 2 O [3] . Se liukenee veteen hapen läsnä ollessa muodostaen talliumhydroksidia , ei reagoi hapen puuttuessa, joten tallium varastoidaan keitetyn tislatun veden (tai parafiinin ja myös lakatun) kerroksen alle [3] .
Löytyy kolmessa versiossa. Matalan lämpötilan modifikaatio Tl II on kuusikulmainen kide , avaruusryhmä P63 / mmc , soluparametrit a = 0,34566 nm , c =0,55248 nm , Z =2 , magnesium - tyyppinen hila . Yli 234 °C:ssa on kuutiojärjestelmän (kappalekeskeinen hila) korkean lämpötilan modifikaatio Tl I , avaruusryhmä Im 3 m , soluparametrit a = 0,3882 nm , Z = 2 , α-Fe- tyyppinen hila ; modifikaatioiden I ja II välisen siirtymän entalpia on 0,36 kJ/mol . 3,67 GPa :ssa ja 25 °C:ssa - kuutiojärjestelmän modifikaatio Tl III ( kasvokeskeinen hila), avaruusryhmä Fm 3 m , soluparametrit a = 0,4778 nm , Z = 4 . Sulamispiste on 577 K (304 °C), se kiehuu 1746 K (1473 °C) [2] . Tallium kuuluu raskasmetallien ryhmään ; sen tiheys on 11,855 g/cm 3 [2] .
Poikkileikkaus lämpöneutronien sieppaamiseksi atomilla on 3,4 ± 0,5 barnia. Ulkoisten elektronien konfiguraatio on 6s 2 6p. Ionisaatioenergiat ( eV ): ssä Tl0 →Tl + → Tl2 + →Tl3+ → Tl4 + , vastaavasti, ovat 6,1080; 20,4284; 29,8; 50,0 [3] .
Tallium on diamagneettista , monikiteisen kuusikulmaisen talliumin massan magneettinen herkkyys on χ \u003d -0,249 10 -9 m 3 / kg normaaleissa olosuhteissa, -0,258 10 -9 m 3 / kg T \u003d 14,2 K. Kuutiomaiselle monikiteiselle talliumille lämpötilassa T > 235 K massan magneettinen susceptibiliteetti on −0,158·10 −9 m 3 /kg . Yksikiteinen kuusikulmainen tallium osoittaa anisotropiaa, χ || \u003d -0,420 10 -9 m 3 / kg , χ ⊥ \u003d -0,164 10 -9 m 3 / kg . Nestemäisen talliumin sulamispisteessä on χ = −0,131·10 −9 m 3 /kg [8] .
2,39 K:n lämpötilassa tallium siirtyy suprajohtavaan tilaan .
Talliumin spektrissä näkyvällä alueella on kirkas viiva, jonka aallonpituus on 525,046 nm (vihreä), josta tämä alkuaine on saanut nimensä.
Kovuus Mohsin mukaan 1.3, Brinellin mukaan 20 MPa [3] .
Reagoi veden kanssa hapen läsnä ollessa
Hapojen kanssa: liukenee helposti typpihappoon, pahempaa - rikkihappoon. Kloorivetyhapolla on vähän vaikutusta talliumiin, koska kalvo passivoi talliummonokloridia .
Hapen kanssa huoneenlämpötilassa:
Halogeeneilla:
Fosforilla (lämmitettynä):
Rikillä (lämmitettynä):
Vuorovaikutus vetyperoksidin kanssa:
Reagoi ei-metallien kanssa: halogeenien kanssa huoneenlämpötilassa, rikin, seleenin, telluurin, fosforin kanssa - kuumennettaessa. Se sulautuu arseenin kanssa muodostamatta yhdistettä. Se ei reagoi vedyn, typen, hiilen, piin, boorin, samoin kuin ammoniakin ja kuivan hiilidioksidin kanssa.
Ei reagoi alkalien kanssa, etanolin kanssa muodostaa liuenneen hapen läsnä ollessa talliumetoksidia .
Yhdisteissä sen hapetustilat ovat +1 ja +3. Stabiiliimmat suolat ovat Tl(I), jotka muistuttavat kalium-, hopea- ja lyijysuoloja. Bromiveden , kaliumpermanganaatin , kaliumbromaatin , kaliumdisulfaatin vaikutuksesta Tl (I) hapettuu Tl:ksi (III), jonka suolat ovat termisesti epästabiileja, helposti hydrolysoituvia ja pelkistyviä. Liuoksissa Tl(III) pelkistyy Tl(I): ksi rikkidioksidin , rikkivedyn , natriumtiosulfaatin ja useiden metallien, mukaan lukien sinkin, raudan ja kuparin, vaikutuksesta. Tunnetaan yhdisteitä, joissa tallium on läsnä kahdessa hapetustilassa yhtä aikaa, esimerkiksi tallium(I)heksaklooritallaatti(III)Tl 3 [TlCl 6 ].
Talliumilla ei ole merkittävää biologista roolia (raskasmetallien joukossa).
Sekä tallium itse että sen yhdisteet ovat erittäin myrkyllisiä ja syöpää aiheuttavia korkeina pitoisuuksina (erityisesti vesiliukoiset - kloridi , nitraatit , asetaatti jne.). Talliumyhdisteet luokitellaan kumulatiivisiksi myrkkyiksi, jotka kerääntyvät patologisiksi oireiksi kroonisissa myrkytyksissä [11] .
Suurilla annoksilla talliumyhdisteet vaikuttavat ääreishermostoon , maha-suolikanavaan ja munuaisiin .
Yksiarvoisen talliumin Tl + ionit korvaavat kaliumioneja biokemiallisissa prosesseissa niiden kemiallisten ominaisuuksien samankaltaisuuden vuoksi. Tallium on keskittynyt hiuksiin, luihin, munuaisiin ja lihaksiin.
Tyypillinen oire talliumyhdisteillä tapahtuvalle myrkytykselle on osittainen hiustenlähtö , johon liittyy merkittävä annos - kokonaishiustenlähtö . Suurilla annoksilla hiustenlähtö on harvinaista, koska henkilö kuolee myrkytykseen ennen hiustenlähtöä.
MPC vedessä talliumilla 0,0001 mg/l, bromidilla , jodidilla , karbonaatilla (talliumina ilmaistuna) työalueen ilmassa ( MPCr.z. ) on 0,01 mg/m 3 , ilmakehän ilmassa 0,004 mg/ m3 . Vaaraluokka - I ( erittäin vaarallinen kemikaali).
Yhdisteiden tappava annos talliumia aikuiselle on 600 mg .
Talliumilla tai sen yhdisteillä tapahtuvaan myrkytykseen Preussin sinistä käytetään vastalääkkeenä .
Ensiapu talliummyrkytykseen on mahahuuhtelu 0,3 % natriumtiosulfaattiliuoksella (Na 2 S 2 O 3 ) sekoitettuun aktiivihiilijauheeseen .
Rikollista myrkytystä talliumyhdisteillä on kuvattu useissa toiminnantäyteisissä salapoliisikirjallisuudessa [12] [13] ja elokuvissa [14] .
![]() |
| |||
---|---|---|---|---|
|
D. I. Mendelejevin kemiallisten alkuaineiden jaksollinen järjestelmä | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Metallien sähkökemiallisen toiminnan sarja | |
---|---|
Eu , Sm , Li , Cs , Rb , K , Ra , Ba , Sr , Ca , Na , Ac , La , Ce , Pr , Nd , Pm , Gd , Tb , Mg , Y , Dy , Am , Ho , Er , Tm , Lu , Sc , Pu , |