Tallium

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 24. lokakuuta 2022 tarkistetusta versiosta . vahvistus vaatii 1 muokkauksen .
Tallium
←  Mercury | Johda  →
81 Sisään

Tl

Nh
Jaksollinen elementtijärjestelmä81Tl _
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 .

Historia

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] .

Nimen alkuperä

Elementti on saanut nimensä spektrin tunnusomaisista vihreistä viivoista ja liekin vihreästä väristä. Muusta kreikasta. θαλλός  on nuori, vihreä oksa [6] .

Luonnossa oleminen

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):

Isotoopit

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.

Haetaan

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.

Ominaisuudet

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] .

Fysikaaliset ominaisuudet

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] .

Kemialliset ominaisuudet

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 ].

Sovellus

Biologinen rooli ja fysiologinen vaikutus

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] .

Merkittäviä talliummyrkytystapauksia

Muistiinpanot

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg , Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Alkuaineiden atomipainot 2011 (IUPAC Technical Report  )  // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Vol. 85 , no. 5 . - s. 1047-1078 . - doi : 10.1351/PAC-REP-13-03-02 . Arkistoitu alkuperäisestä 5. helmikuuta 2014.
  2. 1 2 3 4 5 Tallium : fysikaaliset ominaisuudet  . WebElements. Käyttöpäivä: 20. elokuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 26. heinäkuuta 2013.
  3. 1 2 3 4 5 6 Fedorov P. I. Tallium // Chemical Encyclopedia  : in 5 osa / Ch. toim. N. S. Zefirov . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1995. - T. 4: Polymeeri - Trypsiini. - S. 490-492. — 639 s. - 40 000 kappaletta.  — ISBN 5-85270-039-8 .
  4. ↑ Tallium : kiderakenne  . WebElements. Haettu 20. elokuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 12. elokuuta 2013.
  5. * Crookes, William (30. maaliskuuta 1861) "Uuden alkuaineen olemassaolosta, luultavasti rikkiryhmästä", Chemical News , voi. 3, s. 193-194 Arkistoitu 6. maaliskuuta 2022 Wayback Machinessa ; uusintapainos: Crookes, William. XLVI. Uuden alkuaineen olemassaolosta, luultavasti rikkiryhmästä  (englanniksi)  // Philosophical Magazine  : Journal. - 1861. - Huhtikuu ( osa 21 , nro 140 ). - s. 301-305 . - doi : 10.1080/14786446108643058 . Arkistoitu alkuperäisestä 1. heinäkuuta 2014. ;
    • Crookes, William (18. toukokuuta 1861) "Lisähuomautuksia oletetusta uudesta metalloidista", Chemical News , voi. 3, s. 303 Arkistoitu 6. maaliskuuta 2022 Wayback Machinessa .
    • Crookes, William (19. kesäkuuta 1862) "Preliminary researches on tallium", Proceedings of the Royal Society of London , voi. 12, sivut 150-159.
    • Lamy, A. (16. toukokuuta 1862) "De l'existencè d'un nouveau metal, le tallium", Comptes Rendus , voi. 54, sivut 1255-1262 Arkistoitu 15. toukokuuta 2016. .
  6. Viikot, Mary ElviraAlkuaineiden löytäminen. XIII. Täydentävä huomautus talliumin löydöstä  //  Journal of Chemical Education : päiväkirja. - 1932. - Voi. 9 , ei. 12 . - s. 2078 . doi : 10.1021 / ed009p2078 . - .
  7. Wolfson F. I., Druzhinin A. V. Malmiesiintymien  päätyypit, - Moskova: Nedra, 1975, 392 s.
  8. Fysikaaliset suureet: Käsikirja / Toim. I. S. Grigorjeva, E. Z. Meilikhova. - M .: Energoatomizdat, 1991. - S. 602. - 1232 s. – 50 000 kappaletta.  - ISBN 5-283-04013-5 .
  9. Tallium Arkistoitu 2. huhtikuuta 2015 Wayback Machinessa // encyclopaedia.biga.ru
  10. Sullivan, P.D. Menger, E.M. Reddoch, A.H. Paskovich, D.H. Antraseenin hapetus tallium(III)trifluoriasetaatilla. Elektronispin resonanssi ja tuotteen kationiradikaalien rakenne  (englanniksi)  // Journal of Physical Chemistry . - 1978. - Voi. 82 , nro. 10 . - s. 1158-1160 . - doi : 10.1021/j100499a015 .
  11. Tarasenko N.V., Rubtsov V.F., Malinin A.V., Sedov V.V. Tallium  // Big Medical Encyclopedia  : 30 nidettä  / ch. toim. B.V. Petrovski . - 3. painos - Moskova: Neuvostoliiton tietosanakirja , 1985. - T. 24. Verisuoniompelu - Tenioosi . — 544 s. — 150 800 kappaletta.
  12. Tohtori John Emsley Talliumin ongelma  (englanniksi)  // New Scientist . - 1978. - 10. elokuuta. - s. 394 .
  13. White Horse Villa
  14. Kriminal.RU. Rikollinen Venäjä. Kuoleman vaikea maku (11. joulukuuta 2016). Haettu: 18.2.2018.
  15. Korolev, Nikita Tallium tuotiin Taganrogin ilmailuyritykseen . Kommersant (1. maaliskuuta 2018). Arkistoitu alkuperäisestä 1. maaliskuuta 2018.
  16. PJSC "TANTK G.M. Berievin mukaan" kommentti myrkytetyistä työntekijöistä. . TANTK niitä. G. Berieva (2. maaliskuuta 2018). Arkistoitu alkuperäisestä 6. maaliskuuta 2018.
Kommentit
  1. ↑ Atomimassaarvojen vaihteluväli on osoitettu johtuen isotooppien jakautumisen heterogeenisyydestä luonnossa.

Linkit