עיקרי מדע

אלמנט כימי תאליום

אלמנט כימי תאליום
אלמנט כימי תאליום

וידאו: הטבלה המחזורית, סידורה, והחומרים שמסביבנו 2024, מאי

וידאו: הטבלה המחזורית, סידורה, והחומרים שמסביבנו 2024, מאי
Anonim

תאליום (Tl), אלמנט כימי, מתכת מקבוצה ראשית 13 (IIIa, או קבוצת בור) מהטבלה המחזורית, רעיל ובעל ערך מסחרי מוגבל. כמו עופרת, תאליום הוא יסוד רך ונמס בעל חוזק מתיחה נמוך. לתליום טרי חתוך יש ברק מתכתי שמתעמעם לאפור כחלחל לאחר חשיפה לאוויר. המתכת ממשיכה להתחמצן לאחר מגע ממושך עם אוויר, ויוצרת קרום תחמוצת כבד שאינו מוגן. תליום מתמוסס לאט בחומצה הידרוכלורית ומדלל חומצה גופרתית ומהירה בחומצה חנקתית.

אלמנט קבוצת בורון

(Ga), אינדיום (In), Thallium (Tl), ו ניהוניום (Nh). הם מאופיינים כקבוצה על ידי שלושה אלקטרונים בחלקים החיצוניים ביותר

נדיר יותר מפח, תליום מרוכז רק במינרלים מעטים שאין להם ערך מסחרי. כמויות עקבות של תליום קיימות בעפרות גופרתי של אבץ ועופרת; בצליית עפרות אלה מתרכז התאליום באבקות הגז, שממנו הוא מתאושש.

הכימאי הבריטי סר וויליאם קרוקס גילה (1861) תאליום על ידי התבוננות בקו הספקטרלי הירוק הבולט שנוצר על ידי פיריטים נושאי סלניום אשר שימשו לייצור חומצה גופרתית. קרוקס והכימאי הצרפתי קלוד אוגוסט לאמי מבודדים באופן עצמאי את תאליום (1862), ומראים שהוא מתכת.

ידועים שתי צורות קריסטליות של היסוד: משושה ארוז קרוב מתחת לכ -230 מעלות צלזיוס ומעוקב מרכזי גוף. תאליום טבעי, הכבד ביותר מבין יסודות קבוצת בורון, מורכב כמעט כולו מתערובת של שני איזוטופים יציבים: תאליום -203 (29.5 אחוז) ותאליום -205 (70.5 אחוז). עקבות של כמה איזוטופים קצרי מועד הם מופיעים כתוצרי ריקבון בשלושת סדרות ההתפוררות הרדיואקטיביות הטבעיות: תאליום -206 ותאליום -210 (סדרת אורניום), תאליום -208 (סדרת תוריום) ותאליום -207 (סדרת אקטיניום).

למתכת תליום אין שום שימוש מסחרי, ולתרכובות תאליום אין שום יישום מסחרי עיקרי, מכיוון שהגולפט האלתי הוחלף ברובו בשנות ה -60 כקוטל מכרסמים וחומר הדברה. לתרכובות לאלילים יש כמה שימושים מוגבלים. לדוגמא, גבישי ברומיד-יוד-מעורב (TlBr ו- TlI) המעבירים אור אינפרא-אדום הובראו לעדשות, חלונות ומנסרות למערכות אופטיות אינפרא-אדום. הסולפיד (Tl 2 S) שימש כמרכיב חיוני בתא פוטואלקטרי רגיש ביותר ובאוקסיסולפיד בתא פוטו רגיש לאינפרא אדום (תא טלופיד). תאליום יוצר את תחמוצותיו בשני מצבי חמצון שונים, +1 (Tl 2 O) ו- +3 (Tl 2 O 3). Tl 2 O שימש כמרכיב בכוסות אופטיות שבירות ביותר וכחומר צביעה באבני חן מלאכותיות; Tl 2 O 3 הוא מוליך למחצה מסוג n. גבישי אלקלי הליד, כמו נתרן יודיד, הועברו או הופעלו על ידי תרכובות תליום כדי לייצר זרחן אנאורגני לשימוש בדלפי צמצום לגילוי קרינה.

תאליום מקנה צבע ירוק מבריק ללהבת בונסן. השימוש בכרומט Thallous, הנוסחה Tl 2 CrO 4, משמש בצורה הטובה ביותר לניתוח הכמותי של תאליום, לאחר שכל יון תאלי, Tl 3+, שנמצא במדגם הופחת למצב Thallous, Tl +.

תאליום אופייני לאלמנטים של קבוצת 13 בכך שיש להם תצורה אלקטרונית חיצונית של 2 p 1. קידום אלקטרונים מ- s ל- ap מסלול מאפשר לאלמנט להיות שלושה או ארבעה קוולנטים. עם זאת, עם התאליום, האנרגיה הנדרשת לקידום s → p גבוהה ביחס לאנרגיה הקשר הקווינטלי Tl – X שנשנית עם היווצרות TlX 3; מכאן שנגזרת עם מצב חמצון +3 אינה מוצר תגובה מועדף במיוחד על אנרגיה. לפיכך, תאליום, שלא כמו אלמנטים אחרים בקבוצת בורון, נוצר בעיקר מלחי תליום טעונים יחידים שיש להם תליום במצב +1 ולא במצב חמצון +3 (האלקטרונים 6s 2 נותרים ללא שימוש). זהו האלמנט היחיד שיוצר קטיון טעון יחידה עם תצורת האלקטרונים החיצונית (n-1) d 10 ns 2, שהוא, באופן יוצא דופן, לא תצורת גז אינרטי. במים, היון Thallous חסר הצבע והיציב יותר, Tl +, דומה ליוני המתכות האלקליות הכבדות יותר וכסף; תרכובות התאליום במצב +3 שלהן מצטמצמות בקלות לתרכובות של המתכת במצב +1 שלה.

במצב החמצון שלו +3, תאליום דומה לאלומיניום, אם כי נראה שהאיון Tl 3+ גדול מכדי ליצור אלומים. הדמיון הקרוב מאוד בגודלו של יון התליום הטעון ביחיד, Tl +, והיובי רובידיום, Rb +, הופך את מלחי ה- Tl + רבים, כגון הכרומט, הסולפט, החנקה וההלידים, לאיזומורפיים (כלומר, יש גביש זהה מבנה) למלחי רובידיום המתאימים; כמו כן, היון Tl + מסוגל להחליף את היון Rb + באלומים. לפיכך, תיליום אכן יוצר אלום, אך בכך הוא מחליף את יון ה- M +, במקום את אטום המתכת הצפוי M 3+, ב- M + M 3+ (SO 4) 2 ∙ 12H 2 O.

תרכובות תאליום מסיסות רעילות. המתכת עצמה משתנה לתרכובות כאלה על ידי מגע עם אוויר או עור לח. הרעלת תאליום, שעלולה להיות קטלנית, גורמת להפרעות עצבים ומערכת העיכול ולאובדן שיער מהיר.

מאפייני אלמנט

מספר אטומי 81
משקל אטומי 204.37
נקודת המסה 303.5 ° C (578.3 ° F)
נקודת רתיחה 1,457 מעלות צלזיוס
כוח משיכה ספציפי 11.85 (ב 20 מעלות צלזיוס)
מצבי חמצון +1, +3
תצורת אלקטרונים. [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 1