Põhiline teadus

Talliumi keemiline element

Talliumi keemiline element
Talliumi keemiline element

Video: 2. tund keemiline element protsent 2024, Mai

Video: 2. tund keemiline element protsent 2024, Mai
Anonim

Tallium (Tl), perioodilise tabeli põhirühma 13 (IIIa või boorühma) metall, keemiline element, mürgine ja piiratud kaubandusliku väärtusega. Nagu plii, on tallium pehme, madala sulamistemperatuuriga ja madala tõmbetugevusega element. Värskelt tükeldatud talliumil on metallist läige, mis õhu käes mõjub tuhmiks halliks. Pikaajalisel kokkupuutel õhuga jätkub metalli oksüdeerumine, moodustades raske mittekaitsva oksiidi kooriku. Tallium lahustub aeglaselt soolhappes, lahjendatud väävelhappes ja kiiresti lämmastikhappes.

boorirühma element

(Ga), indium (sisse), tallium (Tl) ja nihonium (Nh). Neid iseloomustatakse rühmana, kuna nende äärepoolseimates osades on kolm elektronit

Talk on kontsentreeritult harvem vaid vähestesse mineraalidesse, millel pole kaubanduslikku väärtust. Tsingi ja plii väävelmaakides on vähe talliumi; nende maakide röstimisel kontsentreerub tallium suitsutolmudesse, millest see taastub.

Briti keemik Sir William Crookes avastas (1861) talliumi, jälgides silma väärinhappe tootmisel kasutatud seleeni kandvate püriitide tekitatud silmapaistvat rohelist spektraaljoont. Crookes ja prantsuse keemik Claude-Auguste Lamy isoleerisid (1862) talliumi iseseisvalt, näidates, et see on metall.

Elemendi kaks kristalset vormi on teada: tihedalt pakitud kuusnurkne temperatuur umbes 230 ° C (450 ° F) ja kehakeskne kuupmeeter ülalpool. Looduslik tallium, boorirühma elementidest kõige raskem, koosneb peaaegu täielikult kahe stabiilse isotoobi segust: tallium-203 (29,5 protsenti) ja tallium-205 (70,5 protsenti). Kolmes loodusliku radioaktiivse lagunemise seerias esinevad lagunemisproduktidena mitme lühikese elueaga isotoobi jäljed: tallium-206 ja tallium-210 (uraaniseeria), tallium-208 (tooriumiseeria) ja tallium-207 (aktiiniumi seeria).

Talliumi metallil pole kaubanduslikku kasutust ja talliumi ühenditel pole suurt kaubanduslikku rakendust, kuna talloosulfaat asendati 1960. aastatel suures osas näriliste ja insektitsiididena. Talloossetel ühenditel on vähe võimalusi. Näiteks on segatud bromiid-jodiidkristallid (TlBr ja TlI), mis edastavad infrapunavalgust, infrapuna optiliste süsteemide läätsedesse, akendesse ja prismadesse. Sulfiidi (Tl 2 S) on töötanud oluliseks teguriks ülitundliku fotoelemendi ja hüdroksiidi, oksüsulfaadi infrapunaneeldumisspektris tundliku fotoelemendi (thallofide rakk). Tallium moodustab oma oksiidid kahes erinevas oksüdatsiooni olekus, +1 (Tl 2 O) ja +3 (Tl 2 O 3). Tl 2 O on kasutatud väga murdumisnäitajate optiliste klaaside koostisainena ja kunstlike kalliskivide värvainena; Tl 2 O 3 on n-tüüpi pooljuht. Talliumiühenditega on legeeritud või aktiveeritud leelishalogeniidkristallid, näiteks naatriumjodiid, anorgaaniliste fosforite saamiseks, mida kasutatakse stsintillatsiooniloendurites kiirguse tuvastamiseks.

Tallium annab bunseni leegile särava rohelise värvuse. Thallous chromate, valemiga Tl 2 crO 4, on parem kasutada kvantitatiivse analüüsi talliumi, pärast iga thallic iooni, Tl 3+, proovis esineva on redutseerida thallous olekus Tl +.

Tallium on rühma 13 elementide jaoks tüüpiline, kuna nende välimine elektronkonfiguratsioon on s 2 p 1. Elektroni edendamine s-st orbitaaliks võimaldab elemendil olla kolm või neli kovalentset elementi. Talliumi korral on s → p edendamiseks vajalik energia TlX X kovalentse sideme energiaga võrreldes kõrge, mis taastub TlX 3 moodustumisel; seetõttu ei ole +3 oksüdatsiooni olekuga derivaat eriti energiasäästlik reaktsioonisaadus. Seega talliumi, erinevalt teistest boor rühma elemendid, moodustab ülekaalukalt ühe- laetud talliumi sooladest talliumi on 1 asemel 3 oksüdatsiooniastmega (edaspidi 6s 2 elektronid jäävad kasutamata). See on ainus element, mis moodustab stabiilse üksikult laetud katiooni välise elektronkonfiguratsiooniga (n-1) d 10 ns 2, mis ei ole ebatavaliselt piisavalt inertsgaasi konfiguratsioon. Vees sarnaneb värvitu ja stabiilsema talllooni ioon Tl + raskemate leelismetallide ioonide ja hõbedaga; talliumiühendid oma olekus +3 redutseeritakse kergesti metalliühenditeks +1 olekus.

Talliium sarnaneb oma oksüdatsiooni olekus +3 alumiiniumile, kuigi ioon Tl 3+ näib olevat alumiiniumide moodustamiseks liiga suur. Üksikult laetud talliumiiooni, Tl + ja rubiidiumiooni Rb + suurune väga sarnane suurus muudab paljud Tl + soolad, näiteks kromaadi, sulfaadi, nitraadi ja halogeniidid isomorfseks (st neil on identne kristall struktuur) vastavate rubiidiumisooladeni; samuti suudab ioon Tl + asendada ioonides Rb + iooni. Talleium moodustab küll alumiiniumi, kuid see asendab M + iooni, mitte eeldatava metalli aatomi M 3+, M + M 3 + (SO 4) 2 ∙ 12H 2 O-s.

Lahustuvad talliumiühendid on mürgised. Metall ise muutub niisugusteks ühenditeks kokkupuutel niiske õhu või nahaga. Talliumürgitus, mis võib lõppeda surmaga, põhjustab närvi- ja seedetrakti häireid ning kiiret juuste väljalangemist.

Elemendi omadused

aatomnumber 81
aatommass 204,37
sulamispunkt 303,5 ° C (578,3 ° F)
keemispunkt 1,457 ° C (2655 ° F)
erikaal 11,85 (temperatuuril 20 ° C [68 ° F])
oksüdatsiooniseisundid +1, +3
elektronkonfiguratsioon. [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 1