Таллий | это... Что такое Таллий? (original) (raw)

81 Ртуть ← Таллий → Свинец 81Tl
Внешний вид простого вещества
Серебристо-белый металл
Свойства атома
Имя, символ, номер	Та́ллий / Thallium (Tl), 81
Атомная масса(молярная масса)	204,3833 а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p1
Радиус атома	171 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	148 пм
Радиус иона	(+3e) 95 (+1e) 147 пм
Электроотрицательность	1,62 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	Tl←Tl+ −0,338 ВTl←Tl3+ 0,71 В
Степени окисления	3, 1
Энергия ионизации(первый электрон)	588,9 (6,10) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	11,85 г/см³
Температура плавления	576,6 K
Температура кипения	1730 K
Теплота плавления	4,31 кДж/моль
Теплота испарения	162,4 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	26,3[1] Дж/(K·моль)
Молярный объём	17,2 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	гексагональная
Параметры решётки	a=3,456 c=5,525[2] Å
Отношение c/a	1,599
Температура Дебая	96,00 K
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) 46,1 Вт/(м·К)

Та́ллий — элемент главной подгруппы третьей группы шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 81. Обозначается символом Tl (лат. Thallium). Относится к группе тяжёлых металлов. Простое вещество таллий (CAS-номер: 7440-28-0) — мягкий металл белого цвета с голубоватым оттенком.

Содержание

• 1 История
  • 1.1 Происхождение названия
• 2 Нахождение в природе
• 3 Изотопы
• 4 Получение
• 5 Свойства
• 6 Применение
• 7 Физиологическое воздействие
• 8 Примечания
• 9 Ссылки

История

Таллий был открыт спектральным методом в 1861 году английским учёным Уильямом Круксом в шламах свинцовых камер сернокислотного завода города Гарц. Чистый металлический таллий был независимо получен Круксом и французским химиком Клодом-Огюстом Лами в 1862 году.

Происхождение названия

Название элемент получил по характерным зелёным линиям своего спектра и зелёной окраске пламени. От др.-греч. θαλλός — молодая, зелёная ветвь.

Нахождение в природе

Таллий — рассеянный элемент. Содержится в обманках и колчеданах цинка, меди и железа, в калийных солях и слюдах. Таллий — тяжёлый металл. Известно лишь семь минералов таллия (круксит (Cu, Tl, Ag)2Se, лорандит TlAsS2, врбаит Tl4Hg3Sb2As8S20, гутчинсонит (Pb, Tl)S • Ag2S • 5As2S5, авиценнит Tl2O3), все они крайне редкие. Главная масса таллия связана с сульфидами и прежде всего с дисульфидами железа. В пирите он установлен в 25 % проанализированных образцов. Его содержание в дисульфидах железа нередко составляет 0,1-0,2 %, а иногда достигает 0,5 %. В галените содержание таллия колеблется от 0,003 до 0,1 % и редко более. Высокие концентрации таллия в дисульфидах и галенитах характерны для низкотемпературных свинцово-цинковых месторождений в известняках. Содержание таллия, достигающее 0,5 % отмечается в некоторых сульфосолях. Небольшое количество таллия встречается во многих других сульфидах, например в сфалеритах и халькопиритах некоторых медноколчеданных месторождений. Его содержание колеблется от 25 до 50 г/т. Наибольшее геохимическое сходство таллий имеет с K, Rb, Cs, а также с Pb, Ag, Cu, Bi. Таллий легко мигрирует в биосфере. Из природных вод он сорбируется углями, глинами, гидроксидами марганца, накапливается при испарении воды (например, в озере Сиваш до 5·10−8 г/л). Содержится в калиевых минералах (слюде, полевых шпатах), сульфидных рудах: галените, сфалерите, маркезите (до 0,5 %), киновари. Как примесь присутствует в природных оксидах марганца и железа[3].

Среднее содержание таллия (по массе):

• в земной коре 4,5·10−5 %
• в ультраосновных породах 10−6 %
• в основных породах 2·10−5 %
• в морской воде 10−9 %

Изотопы

Природный таллий состоит из двух стабильных изотопов: 205Tl (содержание 70,5 % по массе) и 203Tl (29,5 %). В ничтожных количествах встречаются радиоактивные изотопы таллия: 201Tl, 204Tl (Т1/2 = 3,56 года), 206Tl (Т1/2 = 4,19 мин.), 207Tl (Т1/2 = 4,78 мин.), 208Tl (Т1/2 = 3,1 мин.) и 210Tl (Т1/2 = 1,32 мин.), являющиеся промежуточными членами рядов распада урана, тория и нептуния.

Получение

Технически чистый таллий очищают от других элементов, содержащихся в колошниковой пыли (Ni, Zn, Cd, In, Ge, Pb, As, Se, Te), растворением в тёплой разбавленной кислоте с последующим осаждением нерастворимого сульфата свинца и добавлением HCl для осаждения хлорида таллия (TlCl). Дальнейшая очистка достигается электролизом сульфата таллия в разбавленной серной кислоте с использованием проволоки из платины с последующим плавлением выделившегося таллия в атмосфере водорода при 350–400 °C.

Свойства

Таллий — белый металл с голубоватым оттенком. Существует в трёх модификациях. Низкотемпературная модификация Tl II с гексагональной решеткой, _a_=0,34566 нм, _c_=0,55248 нм. Выше 234 °C существует высокотемпературная модификация Tl I, с объёмноцентрированной кубической решеткой типа α-Fe, _а_=0,3882 нм. При 3,67 ГПа и 25 °C — Tl III-модификация с кубической гранецентрированной решеткой, _а_=0,4778 нм.

Сечение захвата тепловых нейтронов атомом 3,4±0,5 барн. Конфигурация внешних электронов 6s26p. Энергии ионизации (в эв): Tl0→Tl2+→Tl3+→Tl4+ соответственно равны 6,106; 20,42; 29,8; 50,0.[4]

Таллий диамагнитен. При температуре 2,39 K он переходит в сверхпроводящее состояние.

Спектр таллия в видимом диапазоне: 525,046 нм (зелёный).

Применение

• Амальгама таллия имеет наименьшую температуру плавления среди всех известных металлов и сплавов (_t_пл = −61 °C). Она находит применение для заполнения низкотемпературных термометров и в качестве теплоносителя.
• Нуклид 201Tl используется в медицине для кардиологических исследований.
• Таллий вводится в качестве активатора в кристаллы иодида натрия, использующегося в качестве сцинтиллятора для регистрации ионизирующих излучений.
• Иодид таллия добавляют в осветительные металлогалогеновые лампы.
• Раствор Клеричи, состоящий из формиата таллия (HCOOTl) и малоната таллия (CH2(COOTl)2), используется в минералогии для определения свойств минералов.

Физиологическое воздействие

Как сам таллий, так и его соединения высокотоксичны. Симптомы отравления — поражение нервной системы, почек, желудка, выпадение волос (тотальная алопеция). ПДК в воде для таллия 0,0001 мг/м3, для бромида, иодида, карбоната (в пересчёте на таллий) в воздухе рабочей зоны (ПДКр.з.) составляет 0,01 мг/м3, в атмосферном воздухе 0,004 мг/м3. Смертельная для человека доза таллия составляет 600 мг.

При отравлении таллием или его солями в качестве антидота используется берлинская лазурь.

Примечания

1. ↑ Химическая энциклопедия: в 5-ти тт. / Редкол.: Зефиров Н. С. (гл. ред.). — Москва: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 491. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8
2. ↑ WebElements Periodic Table of the Elements | Thallium | crystal structures
3. ↑ Вольфсон Ф. И., Дружинин А. В. Главнейшие типы рудных месторождений, — Москва: Недра, 1975, 392 с.
4. ↑ Химическая энциклопедия: в 5-ти тт. — Москва: Советская энциклопедия, 1967. — Т. 4. — С. 10.

Ссылки

	Таллий на Викискладе?

• Таллий на Webelements
• Таллий в Популярной библиотеке химических элементов
• Таллий и его применение спецслужбами
• Таллий и его соединения

Электрохимический ряд активности металлов
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, Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H2, W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au Элементы расположены в порядке возрастания стандартного электродного потенциала.

Чрезвычайно опасные вещества
Акролеин • Бензапирен • Бериллий • Винилхлорид • Диметилртуть • Диоксины • Диэтилртуть • Зоман • Линдан • Озон • Оксид свинца • Пентахлордифенил • Полоний • Плутоний • Протактиний • Ртуть (суммарно) • Стрихнин • Таллий • Теллур • Тетраэтилолово • Тетраэтилсвинец • Трихлордифенил • Фтороводород • Хлорокись фосфора • Цианид калия • Цианид натрия • Циановодород • Этилмеркурхлорид