Таллій, Наука, FANDOM powered by Wikia
[Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 1
Tl←Tl + −0,338 В Tl←Tl 3+ 0,71 В
Талій— хімічний елемент з атомним номером 81 у періодичній системі, що позначається символом Tl (лат.Thallium), м'який метал синювато-білого кольору.
Історія та походження назви
Талій був відкритий спектральним методом у 1861 році англійським вченим Вільямом Круксом у шламах свинцевих камер сірчанокислотного заводу міста Гарц. Чистий металевий талій був незалежно отриманий Круксом та французьким хіміком Клодом-Огюстом Ламі у 1862 році.
Назву елемент отримав за характерними зеленими лініями свого спектру та зеленим забарвленням полум'я. Від грец. θαλλος - молода, зелена гілка.
Знаходження в природі
Талій – розсіяний елемент. Міститься в обманках та колчеданах цинку, міді та заліза, у калійних солях та слюдах. Талій – важкий метал. Власних мінералів талію відомо близько 30, наприклад, aрсеносульфід талію TlAsS2 (лорандит), крукезит TlCu7Se4, авіценніт Tl2O3 Міститься в калієвих мінералах (слюді, польових шпатах), сульфідних рудах: 1 ,5%), кіноварі. Як домішка присутній у природних оксидах марганцю та заліза.
- у земній корі 4,5 · 10 -5 %
- в ультраосновних породах 10 -6 %
- в основних породах 2 · 10 -5 %
Отримання Правити
Основна сировина для отримання талію - пил, що утворюється при випалюванні колчедану або обманок, що містять талій. Пил промивають гарячою водою і осаджують талій цинком або хлоридом натрію: Tl2SO4 + Zn → ZnSO4 + 2Tl, Tl2SO4 + 2NaCl → 2TlCl + Na2SO4.
Для очищення талій знову переводять у сульфат і після повторного (або багаторазового) осадження у вигляді хлориду метал виділяють електролітично із сірчанокислого розчину. Технічний талій очищають від домішки свинцю розчиненням металу в азотній кислоті з подальшим осадженням свинцю сірководнем.
Властивості
Талій - білий метал з блакитним відтінком. Існує у трьох модифікаціях.
Низькотемпературна модифікація Tl IIз гексагональними гратами, a=0,34566 нм, c=0,55248 нм. Вище 234 °C існуєвисокотемпературна модифікація Tl I, з об'ємними центрованими кубічними гратами типу α-Fe, а=0,3882 нм. При 3,67 ГПа і 25 °C -Tl III-модифікаціяз кубічними гранецентрованими гратами, а=0,4778 нм.
Талійдіамагнітний. При температурі 2,39К він перетворюється на надпровідний стан. На повітрі талій покривається чорною плівкою оксидів Tl2O та Tl2O3. З водою, що не містить кисню, талій не реагує. У присутності кисню утворюється гідроксид TlOH: 4Tl + 2H2O + O2 → 4TlOH.
Озон окислює талій до Tl2O3. З етанолом талій взаємодіє з виділенням водню (у присутності повітря - води), утворюючи алкоголят: 2Tl + 2C2H5OH → 2C2H5OTl + H2
У соляній кислоті талій пасивується, оскільки утворюється нерозчинний хлорид TlCl. Талій взаємодіє з азотною та сірчаною кислотами. З лугами без окислювачів не взаємодіє. При кімнатній температуріреагує із галогенами. З фосфором, миш'яком, сіркою реагує під час нагрівання. З воднем, азотом, амонієм, вуглецем, кремнієм, бором та сухим CO2 талій не взаємодіє.
З'єднання талію (I) за своєю хімічною поведінкою нагадують сполуки калію, срібла та свинцю. З'єднання Tl (III) - сильні окислювачі, нестійкі до нагрівання і гідролізують. Їх одержують, окислюючи сполуки Tl (I) сильними окислювачами (персульфатом калію K2S2O8, броматом калію KBrO3 або бромною водою).
Отримано тригалогеніди талію з фтором, хлором та бромом. TlI3 є полійодидом Tl(I) і містить іон трийодиду I3 − .
Оксид талію (III) утворюється при обережному термічному розкладанні нітрату: 2Tl (NO3)3 → Tl2O3 + NO2 + NO.
Понад 500 °C на повітрі Tl2O3 переходить у Tl2O. Оксид талію (I) одержують зневодненням гідроксиду талію (I). Цей оксид виявляє властивості оксидів лужних металів.
Більшість сполук Tl (I) мають світлочутливість. Наприкінці 20 століття синтезовані складні шаруваті оксиди, наприклад, TlBa2Can-1CunO2n+3, що мають високотемпературну надпровідність (температура переходу 100К).
Застосування
Талій використовують при виготовленні підшипників, легкоплавких сплавів та кислотостійких сплавів (на основі свинцю та олова). Сульфіди, селеніди та телуриди талію використовуються у напівпровідниковій техніці. Талій застосовують головним чином як сполук. Монокристали галогенідів талію використовуються для виготовлення деталей у приладах інфрачервоної техніки. Водний розчин мурашино-малоновокислого талію (рідина Клерічі) широко застосовується для поділу мінералів за щільністю. Амальгама талію є найбільш низькотемпературним відомим металевим сплавом (tпл = −61 °C) тазнаходить застосування для заповнення низькотемпературних термометрів і як теплоносій. Ізотоп 201 Tl використовується у медицині для кардіологічних досліджень. З'єднання талію використовуються у фотографії.
Фізіологічна дія
Талій та його сполукивисокотоксичнівнаслідок того, що катіон Tl + утворює міцні сполуки з сірковмісними лігандами: Tl + + R-SH → R-S-TI + Н + . Тому сполуки Tl пригнічують активність ферментів, що містять тіогрупи SH. Внаслідок близькості радіусів K + і Tl + ці іони мають подібні властивості і здатні заміщати один одного в ферментах.
З'єднання талію в кілька разів небезпечніше за аналогічні сполуки ртуті, свинцю та кадмію. Попадання в організм навіть дуже незначних кількостей сполук талію спричиняє важке отруєння, випадання волосся, ураження нервової системи, нирок, шлунка та ін. Талій — канцерогенна речовина.
ГДК талію у воді 0,0001 мг/л, для з'єднань талію у повітрі робочих приміщень не більше 0,01 мг/м 3 , в атмосферному повітрі 0,004 мг/м 3 . Як протиотруту використовують сірковмісну амінокислоту цистеїн HS-CH2CH (NH2)COOH.