Tallium (Tl), kémiai elem, a periódusos rendszer 13. főcsoportjába tartozó fém (IIIa vagy bórcsoport), mérgező és korlátozott kereskedelmi értékű. Az ólomhoz hasonlóan a tallium is lágy, alacsony olvadáspontú, alacsony szakítószilárdságú elem. A frissen vágott talliumnak van egy fémes fénye, amely levegőnek való kitettség esetén kékes szürkévé válik. A fém tovább oxidálódik, ha hosszabb levegővel érintkezik, nehéz, nem védő oxidkéreg keletkezik. A tallium lassan oldódik sósavban, hígított kénsavban és gyorsan salétromsavban.
bór csoport elem
(Ga), indium (In), tallium (Tl) és nihónium (Nh). Csoportként jellemzik őket, hogy a legkülső részekben három elektron van
A tallium ritkább, mint az ón, és csak néhány ásványi anyag koncentrálódik, amelyeknek nincs kereskedelmi értéke. A tallium nyomnyi mennyiségben van jelen a cink és ólom szulfidércében; ezen ércek pörkölésekor a tallium koncentrálódik az égéstermék-porokban, ahonnan kinyerik.
A brit kémikus, Sir William Crookes (1861) talliumot fedez fel azáltal, hogy megfigyelte a kénsav előállításához használt szelént hordozó piritok által generált kiemelkedő zöld spektrumvonalat. A Crookes és a francia kémikus, Claude-Auguste Lamy egymástól függetlenül izolálta (1862) talliumot, megmutatva, hogy fém.
Az elem két kristályos formája ismert: szorosan csomagolt hatszögletű, körülbelül 230 ° C (450 ° F) hőmérsékleten, és testközpontú köbméter felett. A természetes tallium, amely a bórcsoport elemei közül a legnehezebb, szinte teljes egészében két stabil izotóp keverékéből áll: tallium-203 (29,5%) és tallium-205 (70,5%). Több rövid élettartamú izotóp nyomai bomlástermékként fordulnak elő a három természetes radioaktív szétesési sorozatban: tallium-206 és tallium-210 (urán sorozat), tallium-208 (torium sorozat) és tallium-207 (aktinium sorozat).
A tallium-fémnek nincs kereskedelmi felhasználása, és a talliumvegyületeknek nincs jelentős kereskedelmi felhasználása, mivel a talális szulfátot az 1960-as években nagyrészt rágcsálóirtó és rovarirtó szerként helyettesítették. A tallos vegyületeknek csak néhány korlátozott felhasználása van. Például vegyes bromid-jodid kristályokat (TlBr és TlI), amelyek infravörös fényt továbbítanak, lencsékké, ablakká és prizmákká alakították az infravörös optikai rendszerek számára. A szulfid (Tl 2 S) már alkalmazott, mint a lényeges komponense egy nagyon érzékeny fotocella és a oxiszulfid egy infravörös-érzékeny fénysorompó (thallofide sejt). A tallium oxidjait két különböző oxidációs állapotban képezi: +1 (Tl 2 O) és +3 (Tl 2 O 3). A Tl 2- t a fénytörő optikai üvegek összetevőjeként és színezőanyagként használták a mesterséges drágakövekben; A Tl 2 O 3 egy n típusú félvezető. Az alkálifém-halogenid kristályokat, például a nátrium-jodidot, talliumvegyületekkel adalékolták vagy aktiválták, szervetlen foszforok előállítása céljából, amelyeket szcintillációs számlálókban használtak a sugárzás kimutatására.
A tallium ragyogó zöld színt ad a bunsen lángnak. A tallium kromát (Tl 2 CrO 4) a legjobban a tallium kvantitatív elemzésében használható, miután a mintában jelen lévő talliumionokat (Tl 3+) tallos állapotba (Tl +) redukálták.
A tallium a 13. csoport elemeire jellemző, ha s 2 p 1 külső elektronkonfigurációjuk van. Az elektron elősegítése egy s-től ap-orbitáig lehetővé teszi, hogy az elem három vagy négy kovalens legyen. A tallium esetében azonban az s → p előmozdításához szükséges energia magas a Tl – X kovalens kötési energiához viszonyítva, amelyet a TlX 3 kialakulásakor visszanyernek; ennélfogva a +3 oxidációs állapotú származék nem nagyon energiakedvezményes reakciótermék. Tehát a tallium, ellentétben a többi bór csoport elemek, főleg képez egyszeres töltésű talliumsók rendelkező tallium a +1 helyett a +3 oxidációs állapotban (a 6s 2 elektronok kihasználatlan marad). Ez az egyetlen elem, amely stabil, egyedül töltött kationt képez a külső elektronkonfigurációval (n-1) d 10 ns 2, ami szokatlan módon nem inert gáz-konfiguráció. A vízben a színtelen, stabilabb tallionion, Tl + hasonlít a nehezebb alkálifémionokra és ezüstre; a tallium vegyületei +3 állapotában könnyen redukálhatók +1 állapotú fémvegyületekké.
+3 oxidációs állapotában a tallium hasonlít az alumíniumra, bár a Tl 3+ ion túlságosan nagy ahhoz, hogy alumumokat képezzen. Az egyedül töltött tallium-ion (Tl +) és a rubídium-ion (Rb +) nagyon szoros hasonlósága sok Tl + sót, például a kromátot, a szulfátot, a nitrátot és a halogenideket izomorf jellegűvé teszi (azaz azonos kristályúak szerkezet) a megfelelő rubídiumsókig; emellett a Tl + ion képes az Rb + ion helyettesítésére az alumákban. Tehát a tallium almát képez, ám ennek során az M + ion helyébe az M + M 3+ (SO 4) 2 ∙ 12H 2 O, a várt M 3+ fématom helyett.
Az oldódó talliumvegyületek mérgezőek. Maga a fém nedves levegővel vagy bőrrel érintkezve ilyen vegyületekké alakul. A talliummérgezés, amely végzetes lehet, idegi és gyomor-bél rendellenességeket, valamint gyors hajvesztést okozhat.
Az elem tulajdonságai
| atomszám | 81 |
|---|---|
| atomtömeg | 204,37 |
| olvadáspont | 303,5 ° C (578,3 ° F) |
| forráspont | 1,457 ° C (2655 ° F) |
| fajsúly | 11,85 (20 ° C-on [68 ° F]) |
| oxidációs állapotok | +1, +3 |
| elektron konfiguráció. | [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 1 |
