Tallium

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2022. október 24-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzéshez 1 szerkesztés szükséges .
Tallium
←  Mercury | Ólom  →
81 Ban ben

Tl

Nh
Periodikus elemrendszer81 Tl
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 .

Történelem

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] .

A név eredete

Az elem nevét spektrumának jellegzetes zöld vonalairól és a láng zöld színéről kapta. Más görögből . A θαλλός  egy fiatal, zöld ág [6] .

A természetben lenni

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):

Izotópok

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.

Getting

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.

Tulajdonságok

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] .

Fizikai tulajdonságok

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] .

Kémiai tulajdonságok

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 ].

Alkalmazás

Biológiai szerep és élettani hatás

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 .

A talliummérgezés nevezetes esetei

Jegyzetek

  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. Az elemek atomi tömegei 2011 (IUPAC Technical Report  )  // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Kt. 85 , sz. 5 . - P. 1047-1078 . - doi : 10.1351/PAC-REP-13-03-02 . Az eredetiből archiválva: 2014. február 5.
  2. 1 2 3 4 5 Tallium : fizikai tulajdonságok  . WebElements. Hozzáférés dátuma: 2013. augusztus 20. Az eredetiből archiválva : 2013. július 26.
  3. 1 2 3 4 5 6 Fedorov P. I. Tallium // Kémiai Enciklopédia  : 5 kötetben / Ch. szerk. N. S. Zefirov . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1995. - T. 4: Polimer - Tripszin. - S. 490-492. — 639 p. - 40.000 példány.  — ISBN 5-85270-039-8 .
  4. ↑ Tallium : kristályszerkezet  . WebElements. Letöltve: 2013. augusztus 20. Az eredetiből archiválva : 2013. augusztus 12..
  5. * Crookes, William (1861. március 30.) "Egy új elem létezéséről, valószínűleg a kéncsoportból", Chemical News , vol. 3, pp. 193-194 Archiválva : 2022. március 6. a Wayback Machine -nél ; újranyomva: Crookes, William. évi XLVI. Egy új elem létezéséről, valószínűleg a kéncsoportból  (angol)  // Filozófiai Magazin  : folyóirat. - 1861. - április ( 21. évf. , 140. sz.). - P. 301-305 . - doi : 10.1080/14786446108643058 . Az eredetiből archiválva : 2014. július 1. ;
    • Crookes, William (1861. május 18.) "További megjegyzések a feltételezett új metalloidhoz", Chemical News , vol. 3. o. 303 Archivált : 2022. március 6. a Wayback Machine -nél .
    • Crookes, William (1862. június 19.) "Előzetes kutatások a talliumról", Proceedings of the Royal Society of London , vol. 12, 150-159.
    • Lamy, A. (1862. május 16.) "De l'existencè d'un nouveau métal, le tallium", Comptes Rendus , vol. 54, 1255-1262 oldal Archiválva : 2016. május 15. .
  6. Hetek, Mary ElviraAz elemek felfedezése. XIII. Kiegészítő megjegyzés a tallium felfedezéséhez  //  Journal of Chemical Education : folyóirat. - 1932. - 1. évf. 9 , sz. 12 . - 2078. o . doi : 10.1021 / ed009p2078 . - .
  7. Wolfson F. I., Druzhinin A. V. Az  érctelepek fő típusai, - Moszkva: Nedra, 1975, 392 p.
  8. Fizikai mennyiségek: Kézikönyv / Szerk. I. S. Grigorjeva, E. Z. Meilikhova. - M . : Energoatomizdat, 1991. - S. 602. - 1232 p. — 50.000 példány.  - ISBN 5-283-04013-5 .
  9. Tallium archiválva : 2015. április 2. a Wayback Machine -nél // encyclopaedia.biga.ru
  10. Sullivan, P. D. Menger, E. M. Reddoch, A. H. Paskovich, D. H. Antracén oxidációja tallium(III)-trifluor-acetáttal. Elektronspin rezonancia és a termék kationgyökeinek szerkezete  (angol)  // Journal of Physical Chemistry . - 1978. - 1. évf. 82 , sz. 10 . - P. 1158-1160 . - doi : 10.1021/j100499a015 .
  11. Tarasenko N.V., Rubcov V.F., Malinin A.V., Szedov V.V. Tallium  // Big Medical Encyclopedia  : 30 kötetben  / ch. szerk. B.V. Petrovszkij . - 3. kiadás - Moszkva: Szovjet Enciklopédia , 1985. - T. 24. Érvarrat - Teniosis . — 544 p. — 150.800 példány.
  12. Dr. John Emsley A tallium baja  (angolul)  // New Scientist . - 1978. - augusztus 10. - 394. o .
  13. White Horse Villa
  14. Kriminális.RU. A bűnöző Oroszország. A halál megfoghatatlan íze (2016. december 11.). Letöltve: 2018. február 18.
  15. Koroljov, Nyikita Talliumot a Taganrog légiközlekedési vállalathoz vitték . Kommerszant (2018. március 1.). Az eredetiből archiválva : 2018. március 1.
  16. A G. M. Berievről elnevezett TANTK PJSC kommentárja a megmérgezett alkalmazottakról. . TANTK őket. G. Berieva (2018. március 2.). Az eredetiből archiválva: 2018. március 6.
Hozzászólások
  1. Az atomtömeg-értékek tartománya az izotópok természeti eloszlásának heterogenitása miatt van feltüntetve.

Linkek