Tallium | ||||
---|---|---|---|---|
← Mercury | Ólom → | ||||
| ||||
Egy egyszerű anyag megjelenése | ||||
Puha ezüstös fehér fém, kékes árnyalattal | ||||
Tallium ampullában | ||||
Az atom tulajdonságai | ||||
Név, szimbólum, szám | Tallium / Tallium (Tl), 81 | |||
Atomtömeg ( moláris tömeg ) |
[204.382; 204.385] [comm 1] [1] a. e.m. ( g / mol ) | |||
Elektronikus konfiguráció | [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 1 | |||
Atom sugara | 171 óra | |||
Kémiai tulajdonságok | ||||
kovalens sugár | 148 óra | |||
Ion sugara | (+3e) 95 (+1e) 147 pm | |||
Elektronegativitás | 1,62 (Pauling skála) | |||
Elektróda potenciál |
Tl←Tl + -0,338 V Tl←Tl 3+ 0,71 V |
|||
Oxidációs állapotok | 0, 1, 3 | |||
Ionizációs energia (első elektron) |
588,9 (6,10) kJ / mol ( eV ) | |||
Egy egyszerű anyag termodinamikai tulajdonságai | ||||
Sűrűség ( n.a. ) | 11,849 [2] g/cm³ | |||
Olvadási hőmérséklet | 577 K ( 304 °C, 579 °F) [2] | |||
Forráshőmérséklet | 1746 K (1473 °C, 2683 °F) [2] | |||
Oud. fúzió hője | 4,31 kJ/mol | |||
Oud. párolgási hő | 162,4 kJ/mol | |||
Moláris hőkapacitás | 26,3 [3] J/(K mol) | |||
Moláris térfogat | 17,2 cm³ / mol | |||
Egy egyszerű anyag kristályrácsa | ||||
Rácsszerkezet | hatszögletű | |||
Rács paraméterei | a=3,456 c=5,525 [4] | |||
c / arány _ | 1.599 | |||
Debye hőmérséklet | 96,00 K | |||
Egyéb jellemzők | ||||
Hővezető | (300 K) 38,9 [3] W/(m K) | |||
CAS szám | 7440-28-0 | |||
Emissziós spektrum | ||||
81 | Tallium |
Tl204.38 | |
4f 14 5d 10 6s 2 6p 1 |
Tallium ( vegyjele - Tl , lat. Tallium ) - a kémiai elemek periódusos rendszerének 13. csoportjának kémiai eleme (az elavult besorolás szerint - a III. csoport fő alcsoportjának eleme), a hatodik periódus, atomszáma 81. A nehézfémek és a poszt-átmeneti fémek kategóriájába tartozik . Az egyszerű anyag , a tallium egy puha ezüstfehér, szürkés-kékes árnyalatú fém, amely magas kémiai aktivitása miatt gyorsan oxidálódik a levegőben .
A talliumot spektrális módszerrel fedezte fel 1861-ben William Crookes angol tudós egy kénsavgyár ólomkamráinak iszapjában, Abberode városa közelében , a Harz hegységben .
A tallium fémet egymástól függetlenül William Crookes és Claude-Auguste Lamy francia vegyész szerezte 1862-ben [5] .
Az elem nevét spektrumának jellegzetes zöld vonalairól és a láng zöld színéről kapta. Más görögből . A θαλλός egy fiatal, zöld ág [6] .
A tallium nyomelem. Cink , réz és vas keverékeiben és piritjében , káliumsókban és csillámokban található. A tallium nehézfém. Csupán hét tallium ásvány ismert ( krooksit (Cu, Tl, Ag) 2 Se, lorandit TlAsS 2 , vrbait Tl 4 Hg 3 Sb 2 As 8 S 20 , gutchinsonit (Pb, Tl) S • Ag 2 S • 5As 2 S 5 , avicenite Tl 2 O 3 ), ezek mind rendkívül ritkák. A tallium nagy része szulfidokhoz, és elsősorban vas-diszulfidokhoz kapcsolódik. A piritben a vizsgált minták 25%-ában találták meg. Vas-diszulfid-tartalma gyakran 0,1-0,2%, néha eléri a 0,5%-ot. A galenában a talliumtartalom 0,003 és 0,1% között van, és ritkán több is. A tallium magas koncentrációja a diszulfidokban és a galénában a mészkövek alacsony hőmérsékletű ólom-cink lerakódásaira jellemző. A 0,5% -ot elérő talliumtartalmat egyes szulfosókban figyelték meg. Kis mennyiségű tallium található sok más szulfidban, például egyes rézpirit lerakódások szfaleritjeiben és kalkopiritjeiben, a tartalom 25 és 50 g/t között változik . A talliumnak a legnagyobb geokémiai hasonlósága a K , Rb , Cs , valamint a Pb , Ag , Cu, Bi -vel van . A tallium könnyen vándorol a bioszférában. Természetes vizekből szén, agyag, mangán-hidroxidok szorbeálják, a víz párolgása során felhalmozódik (például a Sivas-tóban 5⋅10 −8 g/l-ig). Kálium ásványi anyagokat ( csillám , földpát ), szulfidérceket tartalmaz: galenit , szfalerit , markazit (legfeljebb 0,5%), cinóber . Szennyeződésként a mangán és a vas természetes oxidjaiban van jelen [7] .
Átlagos talliumtartalom (tömeg szerint):
A természetes tallium két stabil izotópból áll: 205 Tl ( az atomszám szerint 70,48%-os izotópbőség) és 203 Tl (29,52%). A természetben nyomokban megtalálhatók a tallium radioaktív izotópjai is, amelyek a bomlási sorozat közbenső tagjai :
A tallium összes többi ismert izotópja 176-217 tömegszámmal mesterségesen került elő.
A kereskedelemben tiszta talliumot a füstgázban lévő egyéb elemektől (Ni, Zn, Cd, In, Ge, Pb, As, Se, Te) tisztítják meleg híg kénsavban való feloldással, majd az oldhatatlan ólom-szulfát kicsapásával és hozzáadásával HCl a tallium-klorid (TlCl) kicsapásához. A további tisztítást tallium-szulfát elektrolízisével , híg kénsavban , platinahuzal segítségével érik el , majd a felszabaduló talliumot hidrogénatmoszférában, 350-400 °C-on megolvasztják.
A tallium egy fényes, ezüstösen lágy fém, kékes árnyalattal. Levegőben gyorsan elhalványul, és fekete tallium-oxid Tl 2 O filmréteg borítja [3] . Vízben oldódik oxigén jelenlétében tallium-hidroxidot képezve , oxigén hiányában nem reagál, ezért a talliumot forralt desztillált víz (vagy paraffin, és lakkozott) réteg alatt tárolják [3] .
Három változatban létezik. A Tl II alacsony hőmérsékletű módosítás egy hatszögletű kristály , P 6 3 / mmc tércsoport , cella paraméterei a = 0,34566 nm , c = 0,55248 nm , Z = 2 , magnézium típusú rács . 234 °C felett a köbrendszer Tl I magas hőmérsékletű módosulata ( testközpontú rács), Im 3 m tércsoport , cellaparaméterek a = 0,3882 nm , Z = 2 , α-Fe típusú rács ; az I. és II. módosítás közötti átmenet entalpiája 0,36 kJ/mol . 3,67 GPa - n és 25 °C-on - a köbös rendszer Tl III módosulata (felületközpontú rács), Fm 3 m tércsoport , cellaparaméterek a = 0,4778 nm , Z = 4 . Olvadáspontja 577 K (304 °C), forráspontja 1746 K (1473 °C) [2] . A tallium a nehézfémek csoportjába tartozik ; sűrűsége 11,855 g/cm 3 [2] .
A termikus neutronok atom általi befogásának keresztmetszete 3,4 ± 0,5 barn. A külső elektronok konfigurációja 6s 2 6p. Ionizációs energiák ( eV -ben ): Tl 0 →Tl + →Tl 2+ →Tl 3+ →Tl 4+ 6,1080; 20,4284; 29,8; 50,0 [3] .
A tallium diamágneses , a polikristályos hatszögletű tallium tömegmágneses érzékenysége normál körülmények között χ \u003d -0,249 10 -9 m 3 / kg , T = 14,2 K mellett -0,258 10 -9 m 3 / kg. Köbös polikristályos tallium esetén T > 235 K- en a tömegmágneses szuszceptibilitás -0,158·10-9 m 3 / kg . Az egykristályos hatszögletű tallium anizotrópiát mutat, χ || \u003d -0,420 10 -9 m 3 / kg , χ ⊥ \u003d -0,164 10 -9 m 3 / kg . A folyékony tallium χ = −0,131·10 −9 m 3 /kg olvadásponton [8] .
2,39 K hőmérsékleten a tallium szupravezető állapotba kerül .
A tallium spektruma a látható tartományban egy fényes vonallal rendelkezik, amelynek hullámhossza 525,046 nm (zöld), amelyről ez az elem a nevét kapta.
Keménység Mohs szerint 1,3, Brinell szerint 20 MPa [3] .
Reagál vízzel oxigén jelenlétében
Savakkal: salétromsavban könnyen oldódik, rosszabb esetben kénsavban. A sósavnak csekély hatása van a talliumra, mivel a film a tallium-monokloridot passziválja .
Oxigénnel szobahőmérsékleten:
Halogénekkel:
Foszforral (hevítve):
Kénnel (hevítve):
Kölcsönhatás hidrogén-peroxiddal:
Reagál nemfémekkel: halogénekkel szobahőmérsékleten, kénnel, szelénnel, tellúrral, foszforral - hevítéskor. Összeolvad az arzénnel anélkül, hogy vegyületet képezne. Nem lép reakcióba hidrogénnel, nitrogénnel, szénnel, szilíciummal, bórral, valamint ammóniával és száraz szén-dioxiddal.
Lúgokkal nem lép reakcióba, etanollal oldott oxigén jelenlétében tallium-etoxid keletkezik .
Vegyületekben +1 és +3 oxidációs állapotot mutat. A legstabilabb sók a Tl(I), amelyek a kálium-, ezüst- és ólomsókra hasonlítanak. Brómos víz , kálium-permanganát , kálium- bromát , kálium- diszulfát hatására a Tl (I) Tl (III) oxidálódik, amelynek sói termikusan instabilok, könnyen hidrolizálódnak és redukálódnak. Az oldatokban a Tl(III) redukálódik Tl(I)-vé kén-dioxid , hidrogén-szulfid , nátrium-tioszulfát és számos fém, köztük cink, vas és réz hatására. Ismertek olyan vegyületek, amelyekben a tallium egyszerre két oxidációs állapotban van jelen, ilyen például a tallium(I)-hexaklór-tallát(III)Tl 3 [TlCl 6 ].
A tallium nem játszik jelentős biológiai szerepet (a nehézfémek között).
Maga a tallium és vegyületei is erősen mérgezőek és nagy koncentrációban rákkeltőek (különösen a vízben - kloridban , nitrátban , acetátban stb. oldódók). A talliumvegyületeket a halmozott mérgek közé sorolják – a krónikus mérgezésben felhalmozódó kóros tüneteket [11] .
Nagy dózisokban a talliumvegyületek hatással vannak a perifériás idegrendszerre , a gyomor-bélrendszerre és a vesékre .
Az egyértékű tallium Tl + ionjai kémiai tulajdonságaik hasonlósága miatt helyettesítik a káliumionokat a biokémiai folyamatokban. A tallium a hajban, a csontokban, a vesékben és az izmokban koncentrálódik.
A talliumvegyületekkel való mérgezés jellegzetes tünete a részleges hajhullás, jelentős dózissal - teljes alopecia . Nagy dózisok esetén az alopecia nem gyakori, mivel egy személy mérgezésben hal meg a hajhullás előtt.
MPC vízben talliumra 0,0001 mg/l, bromidra , jodidra , karbonátra (talliumra vonatkoztatva) a munkaterület levegőjében ( MPCr.z. ) 0,01 mg/m3 , légköri levegőben 0,004 mg/ m3 . Veszélyességi osztály - I ( rendkívül veszélyes vegyszer).
A tallium halálos dózisa a vegyületekben egy felnőtt számára 600 mg .
Talliummal vagy vegyületeivel történő mérgezés esetén a porosz kéket használják ellenszerként .
A talliummérgezés elsősegélynyújtása a gyomormosás 0,3%-os nátrium-tioszulfát (Na 2 S 2 O 3 ) kevert aktív szénporral .
A talliumvegyületekkel történő bűnügyi mérgezést számos akciódús nyomozóirodalom [12] [13] és film [14] írja le .
Szótárak és enciklopédiák |
| |||
---|---|---|---|---|
|
D. I. Mengyelejev kémiai elemeinek periodikus rendszere | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Fémek elektrokémiai tevékenységsorai | |
---|---|
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 , |