Tal

nieruchomości
[ Xe ] 4 f 14 5 d 10 6 s 2 6 p 1 81 Tl Układ okresowy
Ogólnie
Nazwa , symbol , liczba atomowa	Tal, Tl, 81
Kategoria elementu	Metale
Grupa , kropka , blok	13 , 6 , s
Popatrz	srebrzystobiały
numer CAS	7440-28-0
Numer WE	231-138-1
Karta informacyjna ECHA	100.028.307
Ułamek masowy powłoki Ziemi	0,29 ppm
Atomowy
Masa atomowa	204,38 (204,382-204,385) i tym podobne
Promień atomowy (obliczony)	190 (156) godz
Promień kowalencyjny	145 po południu
Promień Van der Waalsa	196 wieczorem
Konfiguracja elektronów	[ Xe ] 4 f 14 5 d 10 6 s 2 6 p 1
1. Energia jonizacji	6th.108 287 3 (12) eV ≈ 589.36 kJ / mol
2. Energia jonizacji	20.4283 (6) eV ≈ 1 971.03 kJ / mol
3. Energia jonizacji	29.8520 (6) eV ≈ 2 880.28 kJ / mol
4. Energia jonizacji	51.14 (4) eV ≈ 4 934 kJ / mol
5. Energia jonizacji	62.6 (4) eV ≈ 6 040 kJ / mol
Fizycznie
Stan fizyczny	mocno
Struktura krystaliczna	sześciokątny
gęstość	11,85 g / cm 3
Twardość Mohsa	1.2
magnetyzm	diamagnetyczny ( Χ m = −3,7 · 10 −5 )
Temperatura topnienia	577 K (304 ° C)
temperatura wrzenia	1733 K (1460 ° C)
Objętość molowa	17,22 10 −6 m 3 mol −1
Ciepło parowania	162 kJ / mol
Ciepło topnienia	4,2 kJ mol −1
Szybkość dźwięku	818 m s −1 przy 293,15 K.
Specyficzna pojemność cieplna	129 J / kg −1 K −1
Przewodność elektryczna	6,67 · 10 6 A · V −1 · m −1
Przewodność cieplna	46 W · m −1 K −1
Chemicznie
Stany utleniania	1 , 3
Potencjał normalny	−0,3363 V (Tl + + e - → Tl)
Elektroujemność	1,62 (w skali Paulinga )
Izotopy
izotop NH t 1/2 ZA ZE (M eV ) Z P 199 Tl {syn.} 7,42 godz ε 1,440 199 ed 200 Tl {syn.} 26.1 godz ε 2,456 200 Hg 201 Tl {syn.} 72.912 godz ε 0,493 201 ed 202 Tl {syn.} 12,23 d ε 1.364 202 ed 203 Tl 29,524% Stabilny 204 Tl {syn.} 3,78 a β - 0,764 204 Pb ε 0.347 204 ed 205 Tl 70,476  % Stabilny 206 Tl w śladach 4,199 min β - 1.533 206 Pb 207 Tl w śladach 4,77 min β - 1.423 207 Pb 208 Tl w śladach 3,053 min β - 5,001 208 Pb ... ... ... ... ... ... 210 Tl w śladach 1,30 min β - (≈ 100%) 5.484 210 Pb β - n (0,0070%) 0,299 209 Pb
Dla innych izotopów patrz lista izotopów
instrukcje bezpieczeństwa
Oznakowanie zagrożeń GHS z  rozporządzenia (WE) nr 1272/2008 (CLP) , w razie potrzeby rozszerzone niebezpieczeństwo Zwroty H i P. H: 330-300-373-413 P: 260-264-284-301 + 310
O ile to możliwe i zwyczajowe, stosuje się jednostki SI . O ile nie zaznaczono inaczej, podane dane dotyczą warunków standardowych .

Tal jest pierwiastkiem chemicznym o symbolu pierwiastka Tl i liczbie atomowej 81. W układzie okresowym znajduje się w 3. grupie głównej , czyli w 13.  grupie IUPAC , w grupie boru . Miękki, szary metal , bardzo podobny do ołowiu, jest niezwykle trujący.

historia

Tal (ze starożytnej greckiej θαλλός 'zielonej gałęzi' thallós ; ze względu na zieloną linię widmową przy 535 nm) został odkryty w Anglii w 1861 roku przez Sir Williama Crookesa spektroskopowo w szlamie komory ołowianej fabryki kwasu siarkowego w oparciu o charakterystyczną zieloną linię widmową . W tym samym czasie Francuzowi Auguste Lamy'emu udało się dokonać elektrolitycznej obróbki metalu .

Występowanie, wartości graniczne

Tal nie jest rzadkim elementem, ale istnieje bardzo niewiele składników mineralnych o dużej talu treści : Crookesite (Szwecja i Rosja), Lorandite (Allchar, Macedonia, USA) i Hutchinsonite . Przeważająca ilość zawarta jest jako składnik towarzyszący w glinach , glebach i granitach zawierających potas . Naturalna zawartość wynosi od 0,4 do 6,5 mg / kg. Ilość uzyskana z wytopu miedzi , ołowiu , cynku i innych rud siarczkowych jest wystarczająca do zaspokojenia popytu .

Federalny Instytut Oceny Ryzyka przyjmuje wartość tolerancji do 5 µg / L dla wody pitnej .

Izotop ²⁰⁵ Tl jest ostatnim nuklidem radioaktywnego rozpadu ²⁰⁹ Bi (okres półtrwania 1,9 · 10 ¹⁹ lat) z serii Neptunium .

Wydobycie i prezentacja

Tal jest przechowywany w atmosferze argonu ze względu na jego wrażliwość na powietrze

Metal metaliczny jest zwykle otrzymywany przez wytrącanie cynkiem. Światowa produkcja talu wynosi 5  ton rocznie.

nieruchomości

Świeżo cięte powierzchnie z miękkiego i ciągliwego metalu mają wysoki połysk, po krótkim czasie pokrywają się niebiesko-szarą warstwą tlenku . Wodorotlenek talu (I) , który jest bardzo mocną zasadą, tworzy się w wilgotnym powietrzu i wodzie . Jest nierozpuszczalny w roztworach alkalicznych.

W przeciwieństwie do lżejszych członków grupy tal występuje głównie na + I stopniu utlenienia . Wynika to z termodynamicznego efektu obojętnej pary 6s , ponieważ energia jonizacji elektronów 6s jest nienormalnie wysoka. Możliwe są również stany utlenienia + II i + III, ale występują one znacznie rzadziej. Dlatego tal można znaleźć jako towarzysz w wielu różnych minerałach.

Pod wieloma względami tal na + I stopniu utlenienia jest bardzo podobny do dużo lżejszego potasu, co wynika między innymi z bardzo podobnych promieni jonowych. Węglan talu jest jedynym węglanem metali ciężkich, który jest łatwo rozpuszczalny w wodzie. Z drugiej strony istnieją również podobieństwa do odpowiedniego stopnia utlenienia srebra (halogenki talu są trudno rozpuszczalne i wrażliwe na światło).

Związki talu wykazują intensywną zieloną barwę płomienia, w spektroskopie charakterystyczna jest ostra linia emisyjna przy 535 nm (ważna w kryminalistyce).

Tal reaguje z halogenami nawet w temperaturze pokojowej. Utworzone halogenki talu (z wyjątkiem fluorków) stają się fluorescencyjne poprzez absorpcję niewielkich śladów wody o temperaturze -180 ° C.

posługiwać się

• szkła o niskiej temperaturze topnienia (od 125 do 150 ° C)
• okulary przepuszczające podczerwień
• Okulary o wysokim współczynniku załamania światła do optyki kserokopiarek i faksów
• media silnie refrakcyjne IR do spektroskopii ATR (wykonane z bromojodku talu tzw. KRS-5)
• Siarczan talu (I) jako trutka na szczury ( ziarna celio ) (obecnie zakazany w wielu krajach ze względu na jego toksyczność)
• Stopy ołowiu i talu na rolki napędowe do ciągłego cynkowania elektrolitycznego blachy stalowej
• Siarczek talu do produkcji fotokomórek
• Detektory promieniowania gamma
• w scyntygrafii mięśnia sercowego
• Azotan talu jako zielona substancja fluorescencyjna w morskich pociskach ratunkowych (problematyczny ze względu na toksyczność)
• jako stop rtęci ( amalgamat ) w termometrach do niskich temperatur (do −58 ° C)
• jako nadprzewodnik wysokotemperaturowy w Hg _0,8 Tl _0,2 Ba ₂ Ca ₂ Cu ₂ O ₈
• Dodatek tellurków ołowiu w celu zwiększenia wydajności materiałów termoelektrycznych

fizjologia

Tal jest dobrze wchłaniany przez organizm, zwłaszcza przez przewód pokarmowy lub płuca. Trójwartościowy tal (Tl ³⁺ ) jest szybko redukowany w organizmie do jednowartościowego talu (Tl ⁺ ), a pierwiastkowy utleniany do Tl ⁺ , który jest bardzo szybko rozprowadzany przez pompę Na ⁺ / K ⁺ z krwiobiegu do tkanki komórkowej i narządy są transportowane. Ze względu na promień jonowy Tl ⁺ jest on z organizmu, tak jak jony potasu - K ^+, oglądane i transportowane. Wysokie poziomy Tl ⁺ występują w nerkach i wątrobie, a także w tkance okrężnicy i niektórych kościach. Po przetrwaniu zatrucia Tl ^{+ może} jeszcze długo znajdować się w paznokciach i włosach. Ponadto Tl ^{+ jest wątpliwy,} gdy jest wydalany z organizmu. Podobnie jak amatoksyny w przypadku zatrucia agarem bulwiastym , Tl ⁺ również podlega tak zwanemu cyklowi jelitowo - wątrobowemu . Próby detoksykacji przez wątrobę, a ostatecznie przez wydzielanie żółci, zapobiega ponownemu wchłanianiu jonów Tl ⁺ w jelicie. Chociaż ta droga wydalania jest ilościowo mniejsza niż droga przez nerki, to nerki są szczególnie narażone na uszkodzenia spowodowane przez T1 ⁺ . Dlatego indukowana medycznie detoksykacja heksacyjanożelazianem (II) żelaza (III) (powszechnie znanym jako błękit berliński ) rozpoczyna się od wydalania przez żółć i jelita (układ żółciowy) . Tl ^{+ uwalniane} do dwunastnicy przez wydzieliny żółciowe są chemicznie wiązane tam lub w jelicie przez „błękit berliński” i ostatecznie wydalane z kałem.

Żadna funkcja biologiczna nie została jeszcze potwierdzona dla talu.

instrukcje bezpieczeństwa

toksyczność

Tal i związki zawierające tal, takie jak siarczan talu, są silnie toksyczne i należy się z nimi obchodzić bardzo ostrożnie. Od czasu powszechnej dostępności trucizny dla szczurów i myszy „ Zelio ” zawierającej siarczan talu, odnotowuje się rosnącą liczbę przypadków morderstw i samobójstw związanych z preparatami talu.

Skorodowany pręt z metalu talu

Śmiertelne dawki dla dorosłych ludzi wynosi około 800 mg. Ostre zatrucie talem przebiega w czterech fazach, z których pierwsza jest stosunkowo ogólna i objawia się naprzemiennie biegunką i zaparciami . W tej fazie, zmiany w cebulkach włosów może już być uznawane, które następnie zwykle przejść do włosów straty typowej zatrucia talem w niektórych częściach ciała, w różnym stopniu na dzień 13 . W drugiej fazie zachodzą zmiany neurologiczne i psychologiczne , które objawiają się nadmiernym odczuwaniem bólu w obwodowych częściach ciała. Zatrucie osiąga punkt kulminacyjny w trzeciej fazie po 10. dniu przyjęcia. Pojawiają się poważne zaburzenia widzenia , które są spowodowane porażeniem odpowiednich nerwów czaszkowych . Zwiększoną aktywność serca ( tachykardię ) tłumaczy wpływ talu na powstawanie wzbudzenia węzła zatokowego i przewodzenie wzbudzenia, co prowadzi do śmiertelnego zatrucia Tl z powodu wynikłych zaburzeń rytmu serca . Wraz z trzecim tygodniem zatrucia zwiększa się prawdopodobieństwo śmiertelnego wyniku i rozpoczyna się późna faza (w tym perforacja jelita). Zwykle objawia się to nieodwracalnym uszkodzeniem transmisji nerwowej w dolnych partiach ciała, zaburzeniami refleksów i zanikiem mięśni . Może utrzymywać się trwale zmniejszona sprawność umysłowa, przez co bardzo poważne zatrucie może prowadzić do poważnych nieodwracalnych uszkodzeń mózgu. Po kilku miesiącach ponownie pojawiają się owłosienie na ciele. Mniejsze ilości prowadzą do przewlekłego zatrucia , które może pozostać niewykryte przez długi czas ( można zaobserwować opaski na paznokciach Meesa ), ale zwykle wskazuje to na celowe zatrucie, ponieważ naturalne wchłanianie toksycznych ilości jest prawie niemożliwe.

Wzbogacenia

Podczas produkcji cementu tal może gromadzić się w układzie oczyszczania spalin w postaci lotnych halogenków.

Pokarmy pochodzenia zwierzęcego i roślinnego zawierają na ogół nie więcej niż 0,1 mg / kg łyżeczki do herbaty, niemniej jednak grzyby i niektóre rodzaje kapusty, na przykład tal, mogą kumulować się w ilości do 1 mg / kg .

linki internetowe

Wikisłownik: Thallium  - wyjaśnienia znaczeń, pochodzenie słów, synonimy, tłumaczenia

• Obraz beztlenkowej próbki talu

Indywidualne dowody

1. ↑ Harry H. Binder: Leksykon pierwiastków chemicznych. S. Hirzel, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3 .
2. ↑ Wartości właściwości (okienko informacyjne) pochodzą z www.webelements.com (Thallium) , chyba że określono inaczej .
3. ↑ Podano standardową wartość zalecaną przez IUPAC, ponieważ skład izotopowy tego pierwiastka może się lokalnie zmieniać, zakres mas podany w nawiasach oznacza średnią masę atomową. Patrz: Michael E. Wieser, Tyler B. Coplen: Atomic weight of the elements 2009 (Raport techniczny IUPAC). W: Pure and Applied Chemistry. 2010, s. 1, doi: 10.1351 / PAC-REP-10-09-14 .
4. ↑ CIAAW, Standardowe wagi atomowe poprawione w 2013 r .
5. ↑ ^{b c d e} wejście na talu w Kramida, A. Ralchenko Yu, Czytnik J. i NIST ASD zespołu (2019). NIST atomowej Widma bazy danych (wersja 5.7.1.) . Wyd .: NIST , Gaithersburg, MD. doi : 10.18434 / T4W30F ( https://physics.nist.gov/asd ).  Źródło 13 czerwca 2020 r.
6. ↑ ^{b c d e} Wejście na talu w WebElements, https://www.webelements.com , dostępne w dniu 13 czerwca 2020 roku.
7. ↑ Robert C. Weast (red.): Podręcznik chemii i fizyki CRC . CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9 , str. E-129 do E-145. Wartości są oparte na g / mol i podane w jednostkach cgs. Podana tutaj wartość jest obliczoną z niej wartością SI, bez jednostki miary.
8. ↑ ^{a b} Yiming Zhang, Julian RG Evans, Shoufeng Yang: Poprawione wartości punktów wrzenia i entalpii waporyzacji pierwiastków w podręcznikach. W: Journal of Chemical & Engineering Data . 56, 2011, ss. 328-337, doi: 10.1021 / je1011086 .
9. ↑ ^b Wejście na talu w bazie substancji GESTIS z tej IFA , dostępnym w dniu 9 sierpnia 2016 r. (Wymagany JavaScript)
10. ↑ Wpis na talu w wykazie klasyfikacji i oznakowania w Europejskiej Agencji Chemikaliów (ECHA), dostępne w dniu 1 sierpnia 2016. Producenci i dystrybutorzy mogą rozwinąć się zharmonizowanej klasyfikacji i oznakowania .
11. ^ Wilhelm Gemoll : grecko-niemiecki słownik szkolny i ręczny . Monachium / Wiedeń 1965. 
12. ↑ ^{a b} mm: Indywidualny przypadek geologiczny. W: badische-zeitung.de Local, Kandern. 20 grudnia 2011 (4 grudnia 2011).
13. ↑ H. Gobrecht, F. Becker: O luminescencji halogenków talu (I) - i ołowiu (II) w niskich temperaturach. W: Journal of Physics. 135, 1953, str. 553-557, doi: 10.1007 / BF01338819 .
14. ↑ TR: Energia elektryczna z ciepła gazów odlotowych. 30 lipca 2008.
15. ↑ Helmut Schubothe: Zatrucia. W: Ludwig Heilmeyer (red.): Podręcznik chorób wewnętrznych. Springer-Verlag, Berlin / Göttingen / Heidelberg 1955; Wydanie 2, tamże, 1961, s. 1195-1217, tu: s. 1205 i nast. ( Zatrucie talem ).
16. ↑ Uniwersytet w Würzburgu, ok. 1978-80, dwa przypadki zatrucia wysokiego stopnia, jeden śmiertelny.
17. ↑ Bolesna saga o Zhu Ling ( pamiątka z 23 października 2016 r. W Internet Archive ).
18. ↑ C. Thompson, J. Dent, P. Saxby: Wpływ zatrucia talem na funkcje intelektualne. W: The British Journal of Psychiatry. Tom 153, 1988, str. 396-399. PMID 3250680 .
19. ↑ W. Weisweiler, E. Mallonn: thall - edukacja, ulatnianie, wzbogacanie . Jod i tal w procesie produkcji cementu. Kurz.