Maraming mga kabalintunaan sa kasaysayan ng pagtuklas ng mga kemikal na elemento tulad ng thallium. Nangyari na ang isang mananaliksik ay naghanap ng hindi kilalang elemento, at natagpuan ito ng isa pa. Minsan ang ilang mga siyentipiko ay "sinundan ang isang parallel na kurso," at pagkatapos ay pagkatapos ng pagtuklas (at palaging may isang taong dumarating dito nang mas maaga kaysa sa iba), ang mga hindi pagkakaunawaan sa priyoridad ay lumitaw. Minsan nangyari na ang isang bagong elemento ay biglang nakilala, nang hindi inaasahan. Ito ay kung paano natuklasan ang elementong numero 81, thallium.
Noong Marso 1861, sinuri ng Ingles na siyentipiko na si William Crookes ang alikabok na nakolekta sa isa sa mga halaman ng sulfuric acid. Naniniwala ang mga Crooke na ang alikabok na ito ay dapat maglaman ng selenium at tellurium - mga analogue ng asupre. Natagpuan niya ang selenium, ngunit hindi niya makita ang tellurium gamit ang mga conventional chemical method. Pagkatapos ay nagpasya ang Crookes na gumamit ng bago para sa panahong iyon at napakasensitibong paraan ng spectral analysis. Sa spectrum, hindi inaasahang natuklasan niya ang isang bagong linya ng mapusyaw na berdeng kulay, na hindi maaaring maiugnay sa alinman sa mga kilalang elemento. Ang maliwanag na linyang ito ang unang "balita" ng bagong elemento. Salamat sa kanya, natuklasan ito at salamat sa kanya, pinangalanan ito sa Latin na thallus - "namumulaklak na sanga". Ang parang multo na linya ng kulay ng mga batang dahon ay naging "calling card" ng thallium.
Sa Greek (at karamihan sa mga pangalan ng elemento ay nagmula sa Latin o Greek), ang salitang isinalin sa Russian bilang "upstart" ay halos pareho ang tunog. Siya ay talagang isang upstart - hindi nila siya hinahanap, ngunit siya ay natagpuan...
Kakaibang elemento
Mahigit 30 taon na ang lumipas mula nang matuklasan ni Crookes, at ang thallium ay isa pa rin sa hindi gaanong pinag-aralan na elemento. Hinanap ito sa kalikasan at natagpuan, ngunit, bilang panuntunan, sa kaunting konsentrasyon. Noong 1896 lamang, natuklasan ng siyentipikong Ruso na si I. A. Antipov ang isang pagtaas ng nilalaman ng thallium sa Silesian marcasites.
Noong panahong iyon, ang thallium ay binanggit bilang isang bihirang, nagkakalat na elemento, at bilang isang elemento na may mga kakaiba. Halos lahat ng ito ay totoo ngayon. Ang thallium lamang ay hindi gaanong bihira - ang nilalaman nito sa crust ng lupa ay 0.0003% - higit pa kaysa, halimbawa, ginto, pilak o. May mga sariling mineral din ng elementong ito - napakabihirang mineral lorandite TlASS2, vrbaite Tl(As, Sb) 3 S 5 at iba pa. Ngunit walang isang deposito ng mga mineral na thallium sa Earth ang interesado sa industriya. Ang elementong ito ay nakuha mula sa pagproseso ng iba't ibang mga sangkap at ores - bilang isang by-product. Sobrang distracted talaga siya.
At, tulad ng sinasabi nila, mayroong higit sa sapat na mga kakaiba sa mga katangian nito. Sa isang banda, ang thallium ay katulad ng mga metal na alkali. At sa parehong oras, ito ay sa ilang mga paraan ay katulad ng pilak, at sa ilang mga paraan tulad ng tingga at lata. Maghusga para sa iyong sarili: tulad ng potassium at sodium, ang thallium ay karaniwang nagpapakita ng valence na 1+; ang monovalent thallium hydroxide TYUN ay isang matibay na base, lubhang natutunaw sa tubig. Tulad ng mga alkali metal, ang thallium ay may kakayahang bumuo ng polyiodides, polysulfides, alcoholates... Ngunit ang mababang solubility sa tubig ng monovalent thallium chloride, bromide at iodide ay gumagawa ng elementong ito na katulad ng pilak. Ngunit sa hitsura, densidad, tigas, punto ng pagkatunaw - sa buong hanay ng mga pisikal na katangian - ang thallium ay halos kahawig ng tingga.
At sa parehong oras, ito ay sumasakop sa isang lugar sa Group III ng periodic system, sa parehong subgroup na may gallium at indium, at ang mga katangian ng mga elemento ng subgroup na ito ay nagbabago nang natural.
Bilang karagdagan sa valency 1+, maaari rin itong magpakita ng valence 3+, na natural para sa elemento ng pangkat III. Bilang isang patakaran, ang mga trivalent thallium salt ay mas mahirap matunaw kaysa sa mga katulad na monovalent thallium salt. Ang huli, sa pamamagitan ng paraan, ay mas mahusay na pinag-aralan at may higit na praktikal na kahalagahan.
Ngunit may mga compound na naglalaman ng parehong thallium. Halimbawa, ang mga halides ng mono- at trivalent thallium ay may kakayahang tumugon sa isa't isa. At pagkatapos ay lumitaw ang mga kakaibang kumplikadong compound, sa partikular na Tl1+ [Tl3+Cl 2 Br 2 ]~. Sa loob nito, ang monovalent thallium ay gumaganap bilang isang cation, at ang trivalent thallium ay bahagi ng kumplikadong anion.
Binibigyang-diin ang kumbinasyon ng iba't ibang mga katangian sa elementong ito, ang Pranses na chemist na si Dumas ay sumulat: "Hindi magiging isang pagmamalabis kung, mula sa punto ng view ng karaniwang tinatanggap na pag-uuri ng mga metal, sasabihin namin iyon ngunit pinagsasama ang magkasalungat na mga katangian na nagpapahintulot sa amin na tumawag ito ay isang paradoxical metal." Sinabi pa ni Dumas na kabilang sa mga metal ang kontrobersyal na thallium ay sumasakop sa parehong lugar na sinasakop ng platypus sa mga hayop. At kasabay nito, si Dumas (at isa siya sa mga unang mananaliksik ng elemento Blg. 81) ay naniniwala na "ang thallium ay nakatakdang gumawa ng isang panahon sa kasaysayan ng kimika."
Hindi pa siya nakakagawa ng isang panahon at malamang na hindi gagawa nito. Ngunit natagpuan niya ang praktikal na aplikasyon (bagaman hindi kaagad). Para sa ilang industriya at agham, ang elementong ito ay tunay na mahalaga.
Mga aplikasyon ng thallium
Si Thallium ay nanatiling "walang trabaho" sa loob ng 60 taon pagkatapos matuklasan ni Crookes. Ngunit sa simula ng 20s ng ating siglo, natuklasan ang mga partikular na katangian ng mga gamot na thallium, at agad na lumitaw ang pangangailangan para sa kanila.
Noong 1920, ang isang patentadong lason laban sa mga daga ay nakuha sa Alemanya, na kinabibilangan ng thallium sulfate Tl 2 S0 4. Ang walang lasa at walang amoy na sangkap na ito ay minsan kasama sa mga insecticides at zooactive substance kahit ngayon.
Noong 1920 din, isang artikulo ni Case ang lumabas sa journal na "Physical Review," na natuklasan na ang electrical conductivity ng isa sa mga thallium compound (oxysulfide nito) ay nagbabago sa ilalim ng impluwensya ng liwanag. Sa lalong madaling panahon ang mga unang photocell ay ginawa, ang gumaganang likido na kung saan ay tiyak na sangkap na ito. Sila ay naging partikular na sensitibo sa mga infrared ray.
Ang iba pang mga compound ng elemento No. 81, lalo na ang mga pinaghalong kristal ng thallium bromide at iodide, ay mahusay na nagpapadala ng mga infrared ray. Ang mga naturang kristal ay unang nakuha noong Ikalawang Digmaang Pandaigdig. Ang mga ito ay pinalaki sa mga platinum crucibles sa 470°C at ginamit sa mga infrared signaling device, gayundin upang makita ang mga sniper ng kaaway. Nang maglaon, ginamit ang TlBr at TlI sa mga scintillation counter para sa pag-record ng alpha at beta radiation...
Kilalang-kilala na ang pangungulti sa ating balat ay lumilitaw pangunahin dahil sa ultraviolet rays at ang mga sinag na ito ay mayroon ding bactericidal effect. Gayunpaman, tulad ng naitatag, hindi lahat ng sinag ng ultraviolet na bahagi ng spectrum ay pantay na epektibo. Tinutukoy ng mga doktor ang erythemal radiation, o erythemal (mula sa Latin, aeritema - "pamumula"), ang mga aksyon ay tunay na "ray ng tanning". At, siyempre, ang mga materyales na may kakayahang mag-convert ng pangunahing ultraviolet radiation sa mga sinag ng erythemal na aksyon ay napakahalaga para sa physiotherapy. Ang mga naturang materyales ay naging ilang silicates at phosphates ng alkaline earth metals na isinaaktibo ng thallium.
Gumagamit din ang gamot ng iba pang mga compound ng elemento No. 81. Ginagamit ang mga ito, sa partikular, para sa pagtanggal ng buhok sa kaso ng buni - thallium salts sa naaangkop na dosis ay humantong sa pansamantalang pagkakalbo. Ang malawakang paggamit ng mga thallium salts sa gamot ay nahahadlangan ng katotohanan na ang pagkakaiba sa pagitan ng therapeutic at nakakalason na dosis ng mga asing-gamot na ito ay maliit. Ang toxicity ng thallium at mga asin nito ay nangangailangan na ang mga ito ay hawakan nang may pag-iingat at pag-iingat.
Hanggang ngayon, kapag pinag-uusapan ang mga praktikal na benepisyo ng thallium, hinawakan lamang natin ang mga compound nito. Maaari nating idagdag na ang thallium carbonate Tl 2 C0 3 ay ginagamit upang makagawa ng salamin na may mataas na refractive index ng light rays, ngunit paano ang thallium mismo? Ginagamit din ito, bagaman marahil ay hindi kasinglawak ng mga asin. Ang Thallium metal ay isang bahagi ng ilang mga haluang metal, na nagbibigay sa kanila ng acid resistance, lakas, at wear resistance. Kadalasan, ang thallium ay ipinapasok sa mga haluang metal batay sa nauugnay na tingga nito. Bearing alloy - 72% Pb, 15% Sb, 5% Sn at 8% Tl ay hihigit sa pinakamahusay na tin bearing alloys. Ang haluang metal ng 70% Pb, 20% Sn at 10% T1 ay lumalaban sa nitric at hydrochloric acid.
Ang haluang metal nito na may mercury ay medyo magkahiwalay - thallium amalgam, na naglalaman ng humigit-kumulang 8.5% ng elemento No. 81. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ito ay likido at, hindi katulad ng purong mercury, ay nananatili sa isang likidong estado sa temperatura hanggang sa -60 ° C. Ang haluang metal ay ginagamit sa mga likidong aplikasyon. mga shutter, switch, thermometer na tumatakbo sa Far North, sa mga eksperimento na may mababang temperatura.
Sa industriya ng kemikal, ang thallium metal, tulad ng ilan sa mga compound nito, ay ginagamit bilang isang katalista, lalo na sa pagbabawas ng nitrobenzene na may hydrogen.
Ang mga radioisotop ng thallium ay hindi rin iniwan nang walang trabaho. Ang Thallium-204 (kalahating buhay 3.56 taon) ay isang purong beta emitter. Ito ay ginagamit sa pagkontrol at pagsukat ng kagamitan na idinisenyo upang sukatin ang kapal ng mga coatings at manipis na pader na mga produkto. Ang mga katulad na pag-install na may radioactive thallium ay nag-aalis ng mga static na singil sa kuryente mula sa mga natapos na produkto sa industriya ng papel at tela.
Sa tingin namin, ang mga halimbawang ibinigay na ay sapat na upang isaalang-alang ang pagiging kapaki-pakinabang ng elemento No. 81 bilang walang pasubali na napatunayan. Ngunit hindi namin pinag-usapan ang katotohanan na ang thallium ay gagawa ng isang panahon sa kimika - iyon lang ang Dumas. Hindi si Alexandre Dumas, gayunpaman (na kung saan ay lubos na mauunawaan dahil sa kanyang imahinasyon), ngunit Jean Baptiste Andre Dumas - ang pangalan ng manunulat, isang ganap na seryosong chemist.
Ngunit tandaan natin na ang pantasya ay nagdudulot din ng higit na pakinabang sa mga chemist kaysa sa pinsala...
KONTING KASAYSAYAN. Natuklasan ng French chemist na si Lamy ang thallium nang independyente sa Crookes. Natuklasan niya ang berdeng spectral line habang sinusuri ang putik mula sa isa pang planta ng sulfuric acid. Siya ang unang nakakuha ng ilang elemental na thallium, itinatag ang katangiang metal nito at pinag-aralan ang ilan sa mga katangian nito. Nauna lang si Crookes kay Lamy ng ilang buwan.
Mga mineral na baywang
Sa ilang mga bihirang mineral - lorandite, vrbaite, hutchinsonite, cruquesite - ang nilalaman ng elemento No. 81 ay napakataas - mula 16 hanggang 80%. Ang tanging awa ay ang lahat ng mga mineral na ito ay napakabihirang. Ang huling mineral ng thallium, na kumakatawan sa halos purong oksido ng trivalent thallium TlO3 (79.52% Tl), ay natagpuan noong 1956 sa teritoryo ng Uzbekistan. Ang mineral na ito ay pinangalanang avicennite - bilang parangal sa sage, manggagamot at pilosopo na si Avicenna, o mas tama si Abu Ali ibn Sina.
Thallium sa wildlife
Ang Thallium ay matatagpuan sa mga organismo ng halaman at hayop. Ito ay matatagpuan sa tabako, chicory roots, spinach, beech wood, ubas, beets at iba pang halaman. Sa mga hayop, ang dikya, sea anemone, starfish at iba pang mga naninirahan sa dagat ay naglalaman ng pinakamaraming thallium. Ang ilang mga halaman ay nag-iipon ng thallium sa panahon ng kanilang mga proseso sa buhay. Natuklasan ang Thallium sa mga beet na tumutubo sa lupa kung saan ang pinaka banayad na mga pamamaraan ng analitikal ay hindi makatuklas ng elemento No. 81. Nang maglaon ay natagpuan na kahit na may kaunting konsentrasyon ng thallium sa lupa, ang mga beet ay may kakayahang mag-concentrate at mag-ipon nito.
HINDI LANG SA MGA CHIMNEY. Ang nakatuklas ng elemento ng kemikal ay natagpuan ito sa pugante na alikabok ng isang halaman ng sulfuric acid. Ngayon tila natural na ang thallium ay mahalagang natagpuan sa isang tsimenea - pagkatapos ng lahat, sa temperatura ng pagtunaw ng mineral, ang mga compound ng thallium ay nagiging pabagu-bago. Sa alikabok na dinala sa tsimenea, sila ay nagpapalapot, kadalasan sa anyo ng mga oxide at sulfate. Ang mahusay na solubility ng karamihan sa mga monovalent thallium compound ay nakakatulong upang makuha ang thallium mula sa isang halo (at ang alikabok ay isang halo ng maraming mga sangkap). Ang mga ito ay nakuha mula sa alikabok na may acidified na mainit na tubig. Ang nadagdagang solubility ay nakakatulong upang matagumpay na linisin ang thallium mula sa maraming dumi. Pagkatapos nito, nakuha ang thallium metal. Ang paraan ng pagkuha ng thallium metal ay depende sa kung aling tambalan ang huling produkto ng nakaraang yugto ng produksyon. Kung ang thallium carbonate, sulfate o perchlorate ay nakuha, kung gayon ang elemento No. 81 ay nakuha mula sa kanila sa pamamagitan ng electrolysis; kung ang klorido o oxalate ay nakuha, pagkatapos ay ginagamit nila ang karaniwang pagbawas. Ang pinaka-advanced sa teknolohiya ay ang nalulusaw sa tubig na thallium sulfate Tl 2 S0 4. Ito mismo ay nagsisilbing isang electrolyte, sa panahon ng electrolysis kung saan ang spongy thallium ay idineposito sa aluminum cathodes. Ang espongha na ito ay pinindot, tinutunaw at inihagis sa isang amag. Dapat tandaan na ang thallium ay palaging nakukuha bilang isang by-product: kasama ng lead at ilang iba pang elemento. Ganyan ang dami ng mga nakakalat...
Pinakamagaan na isotope thalia
Ang Element No. 81 ay may dalawang stable at 19 radioactive isotopes (na may mass number na mula 189 hanggang 210). Ang pinakamagaan na isotope ng elementong ito, ang thallium-189, ay huling nakuha noong 1972 sa Laboratory of Nuclear Problems ng Joint Institute for Nuclear Research sa Dubna. Nakuha ito sa pamamagitan ng pag-irradiate ng lead difluoride na target na may pinabilis na mga proton na may enerhiya na 660 MeV, na sinusundan ng paghihiwalay ng mga produkto ng nuclear reactions sa isang mass separator. Ang kalahating buhay ng pinakamagaan na thallium isotope ay naging halos pareho sa pinakamabigat, ito ay 1.4 ± 0.4 minuto (para sa 210 Tl - 1.32 minuto).
Thallium(lat. Thallium), Tl, elemento ng kemikal ng pangkat III ng periodic system ng Mendeleev, atomic number 81, atomic mass 204.37; sa isang sariwang hiwa mayroong kulay-abo na makintab na metal; ay tumutukoy sa mga bihirang elemento ng bakas. Sa kalikasan, ang elemento ay kinakatawan ng dalawang stable isotopes 203 Tl (29.5%) at 205 Tl (70.5%) at radioactive isotopes 207 Tl - 210 Tl - mga miyembro ng radioactive series. Ang radioactive isotopes 202 Tl (T ½ = 12.5 araw), 204 Tl (T ½ = 4.26 taon), 206 Tl (T ½ = 4.19 min) at iba pa ay artipisyal na nakuha. Ang Thallium ay natuklasan noong 1861 ni W. Crookes sa putik ng produksyon ng sulfuric acid gamit ang spectroscopic method kasama ang katangiang berdeng linya sa spectrum (kaya ang pangalan: mula sa Greek thallos - young, green branch). Noong 1862, ang French chemist na si C. O. Lamy ay unang naghiwalay ng thallium at itinatag ang katangiang metal nito.
Pamamahagi ng thallium sa kalikasan. Ang average na nilalaman ng thallium sa crust ng lupa (clarke) ay 4.5·10 -5% ayon sa masa, ngunit dahil sa matinding dispersion ang papel nito sa mga natural na proseso ay maliit. Sa likas na katangian, ang mga compound ng monovalent at hindi gaanong madalas na trivalent thallium ay higit na matatagpuan. Tulad ng mga alkali metal, ang thallium ay puro sa itaas na bahagi ng crust ng lupa - sa granite layer (average na nilalaman 1.5 10 -4%), sa mga pangunahing bato ay mas mababa (2 10 -5%), at sa ultrabasic na mga bato lamang 1 10 -6%. Pitong Thallium mineral lamang ang kilala (halimbawa, cruxite, lorandite, vrbaite at iba pa), lahat ng mga ito ay napakabihirang. Ang Thallium ay may pinakamalaking geochemical na pagkakatulad sa K, Rb, Cs, gayundin sa Pb, Ag, Cu, Bi. Ang Thallium ay madaling lumipat sa biosphere. Mula sa natural na tubig ito ay sinasabog ng mga uling, clay, manganese hydroxides, at naipon sa panahon ng pagsingaw ng tubig (halimbawa, sa Lake Sivash hanggang 5·10 -8 g/l).
Mga pisikal na katangian ng Thallium. Ang Thallium ay isang malambot na metal; madali itong mag-oxidize sa hangin at mabilis na marumi. Ang Thallium sa presyon na 0.1 Mn/m 2 (1 kgf/cm 2) at temperaturang mas mababa sa 233 ° C ay may hexagonal close-packed na sala-sala (a = 3.4496 Å; c = 5.5137 Å), sa itaas 233 ° C - isang katawan -centered cubic (a = 4.841Å), sa mataas na presyon 3.9 H/m 2 (39000 kgf/cm 2) - face-centered cubic; density 11.85 g/cm 3; atomic radius 1.71 Å, ionic radii: Tl + 1.49 Å, Tl 3+ 1.05 Å; Natutunaw na punto 303.6 °C; Boil point 1457 °C, tiyak na kapasidad ng init 0.130 kJ/(kg K) sa 20-100 °C; temperatura koepisyent ng linear expansion 28·10 -6 sa 20 °C at 41.5·10 -6 sa 240-280 °C; thermal conductivity 38.94 W/(m -K). Electrical resistivity sa 0 °C (18·10 -6 ohm -cm); koepisyent ng temperatura ng electrical resistance 5.177·10 -3 - 3.98·10 -3 (0-100 °C). Ang temperatura ng paglipat sa superconducting state ay 2.39 K. Ang Thallium ay diamagnetic, ang tiyak na magnetic susceptibility nito ay -0.249·10 -6 (30 °C).
Mga kemikal na katangian ng Thallium. Configuration ng panlabas na shell ng elektron ng atom Tl 6s 2 6р 1 ; sa mga compound ay may oxidation state na +1 at +3. Ang Thallium ay tumutugon sa oxygen at mga halogen na nasa temperatura ng silid, at sa sulfur at phosphorus kapag pinainit. Mahusay itong natutunaw sa mga nitric acid, mas mababa sa sulfuric acid, at hindi natutunaw sa hydrogen halides, formic, oxalic at acetic acid. Hindi nakikipag-ugnayan sa mga solusyon sa alkali; Ang sariwang dalisay na tubig, na walang oxygen, ay walang epekto sa thallium. Ang mga pangunahing compound na may oxygen ay oxide (I) Tl 2 O at oxide (III) Tl 2 O 3. Ang Thallium (I) oxide at Tl (I) salts (nitrate, sulfate, carbonate) ay natutunaw; chromate, dichromate, halides (maliban sa fluoride), pati na rin ang thallium (III) oxide - ay bahagyang natutunaw sa tubig. Ang Tl(III) ay bumubuo ng isang malaking bilang ng mga kumplikadong compound na may mga inorganic at organic na ligand. Ang Tl (III) halides ay lubos na natutunaw sa tubig. Ang mga compound ng Tl(I) ay may pinakamalaking praktikal na kahalagahan.
Pagkuha ng Thallium. Sa isang pang-industriya na sukat, ang teknikal na thallium ay nakuha bilang isang by-product mula sa pagproseso ng mga sulfide ores ng mga non-ferrous na metal at bakal. Ito ay nakuha mula sa mga semi-produkto ng lead, zinc at produksyon ng tanso. Ang pagpili ng paraan ng pagproseso ng hilaw na materyal ay depende sa komposisyon nito. Halimbawa, upang kunin ang thallium at iba pang mahahalagang bahagi mula sa dust ng produksyon ng lead, ang materyal ay sulpate sa isang fluidized bed sa 300-350 °C. Ang nagresultang masa ng sulfate ay na-leach sa tubig, at ang thallium ay nakuha mula sa solusyon na may 50% na solusyon ng tributyl phosphate sa kerosene na naglalaman ng yodo, at pagkatapos ay muling kinuha gamit ang sulfuric acid (300 g/l) kasama ang pagdaragdag ng 3% hydrogen. peroxide. Ang metal ay nakahiwalay mula sa muling pag-extract sa pamamagitan ng pagsemento sa mga sheet ng zinc. Pagkatapos matunaw sa ilalim ng isang layer ng caustic soda, ang thallium ay nakuha na may kadalisayan na 99.99%. Para sa mas malalim na paglilinis ng metal, ginagamit ang electrolytic refining at crystallization purification.
Paglalapat ng Thallium. Sa teknolohiya, ang thallium ay pangunahing ginagamit sa anyo ng mga compound. Ang mga solong kristal ng solidong solusyon ng halides TlBr - TlI at TlCl - TlBr (kilala sa teknolohiya bilang KRS-5 at KRS-6) ay ginagamit para sa paggawa ng mga optical na bahagi sa mga infrared na aparato; TlCl at TlCl-TlBr- na mga kristal bilang mga radiator para sa mga counter ng Cherenkov. Ang Tl 2 O ay isang bahagi ng ilang optical glasses; sulfides, oxysulfides, selenides, tellurides - mga bahagi ng mga materyales na semiconductor na ginagamit sa paggawa ng mga photoresistor, semiconductor rectifier, vidicons. Ang isang may tubig na solusyon ng pinaghalong formic at thallium malonate (mabigat na Clerici liquid) ay malawakang ginagamit upang paghiwalayin ang mga mineral ayon sa density. Ang Thallium amalgam, na tumitigas sa -59°C, ay ginagamit sa mga thermometer na mababa ang temperatura. Ang Thallium metal ay ginagamit upang makabuo ng mga haluang metal na may bearing at mababang natutunaw, gayundin sa mga metro ng oxygen upang matukoy ang oxygen sa tubig. Ang 204 Tl ay ginagamit bilang pinagmumulan ng β-radiation sa mga radioisotope device.
Thallium sa katawan. Ang Thallium ay patuloy na naroroon sa mga tisyu ng mga halaman at hayop. Sa mga lupa ang average na nilalaman nito ay 10 -5%, in tubig dagat 10 -9 sa mga organismo ng hayop ay 4·10 -5%. Sa mga mammal, ang thallium ay mahusay na hinihigop mula sa gastrointestinal tract, na naipon pangunahin sa pali at kalamnan. Sa mga tao, ang pang-araw-araw na paggamit ng thallium mula sa pagkain at tubig ay halos 1.6 μg, at mula sa hangin - 0.05 μg. Katamtamang nakakalason sa mga halaman at lubhang nakakalason sa mga mammal at tao.
Ang pagkalason sa Thallium at mga compound nito ay posible sa panahon ng kanilang produksyon at praktikal na paggamit. Ang Thallium ay pumapasok sa katawan sa pamamagitan ng respiratory system, buo na balat at digestive tract. Ito ay excreted mula sa katawan sa loob ng mahabang panahon, pangunahin sa pamamagitan ng ihi at dumi. Ang talamak, subacute at talamak na pagkalason ay may katulad na klinikal na larawan, naiiba sa kalubhaan at bilis ng pagsisimula ng mga sintomas. Sa mga talamak na kaso, pagkatapos ng 1-2 araw, lumilitaw ang mga palatandaan ng pinsala sa gastrointestinal tract (pagduduwal, pagsusuka, sakit ng tiyan, pagtatae, paninigas ng dumi) at respiratory tract. Pagkatapos ng 2-3 linggo, ang pagkawala ng buhok at mga sintomas ng kakulangan sa bitamina ay sinusunod (pagpakinis ng mauhog lamad ng dila, mga bitak sa mga sulok ng bibig, atbp.). Sa malalang kaso, maaaring magkaroon ng polyneuritis, mental disorder, visual impairment at iba pa.
Thallium
THALLIUM-ako; m.[mula sa Griyego thallos - batang berdeng sanga, shoot] Elemento ng kemikal (Tl), kulay-pilak-puting metal na may kulay-abo na kulay, malambot at fusible (ginagamit bilang bahagi ng mga haluang metal, para sa mga amalgam).
◁ Thallium, -aya, -oh.
thallium(lat. Thallium), isang kemikal na elemento ng pangkat III ng periodic table. Ang pangalan ay nagmula sa Greek thallós - berdeng sanga (kasama ang maliwanag na berdeng linya ng spectrum). Pilak-puting metal na may kulay-abo na tint, malambot at fusible; density 11.849 g/cm3, t pl 303.6°C. Madali itong mag-oxidize sa hangin. Ito ay nakakalat sa kalikasan at nakuha mula sa sulfide ores. Bahagi ng mga haluang metal, pangunahin na may lata at tingga (acid-resistant, bearings, atbp.). Ang Thallium amalgam ay isang likido para sa mga thermometer na mababa ang temperatura. Mga compound ng Thallium (TlCl, TlBr, TlI) - mga optical na materyales para sa teknolohiyang IR.
THALLIUMTALLIUM (Latin Tallium, mula sa Greek na "thallos" - berdeng sanga), Tl (basahin ang "thallium"), isang elemento ng kemikal na may atomic number 81, atomic mass 204.383. Ang natural na thallium ay binubuo ng dalawang matatag na isotopes: 205 Tl (nilalaman na 70.5% ayon sa timbang) at 203 Tl (29.5%). Ang radioactive isotopes ng thallium ay matatagpuan sa hindi gaanong dami: 208 Tl ( T 1/2 3.1 min, makasaysayang simbolo ThC), 210 Tl ( T 1/2 1.32 min, makasaysayang simbolo na RaC) at 206 Tl ( T 1/2 4.19 min, makasaysayang simbolo RaE) at 207 Tl ( T 1/2 4.78 min, makasaysayang simbolo AcC).
Matatagpuan sa pangkat IIIA sa ika-6 na yugto ng periodic table. Pagsasaayos ng panlabas na shell ng elektron 6 s 2
p 1
. Ang mga estado ng oksihenasyon ay +1 (pinakakaraniwang) at +3 (valency I, III).
Atomic radius 0.171 nm. Tl ion radius + 0.164 nm (bilang ng koordinasyon 6), 0.173 (8), 0.184 nm (12); Tl 3+ ion 0.089 nm (4), 0.103 nm (6), 0.112 nm (8). Ang sequential ionization energies ay 6.108, 20.428, 29.83 at 50.8 eV. Electronegativity ayon kay Pauling (cm. PAULING Linus) 1,8.
Kasaysayan ng pagtuklas
Natuklasan ang Thallium sa pamamagitan ng spectral method noong 1861 ng English scientist na si W. Crookes (cm. CROOKS William) sa putik ng mga lead chamber ng sulfuric acid plant sa lungsod ng Harz. Natanggap ng elemento ang pangalan nito mula sa mga katangiang berdeng linya ng spectrum nito at berdeng kulay ng apoy.
Ang pagiging likas
Ang nilalaman ng thallium sa crust ng lupa ay 3·10–4% ayon sa masa. Nakakalat na elemento. Nakapaloob sa mga pekeng (cm. PEKE) at pyrites (cm. PURIDAD) sink (cm. ZINC (chemical element)),
tanso (cm. COPPER) at bakal (cm. bakal), sa potassium salts at mica (cm. MICA). Ang Thallium ay isang mabigat na metal at kabilang din sa mga alkali metal.
Mga 30 sa sariling mineral ng thallium ang kilala, halimbawa: thallium arsenosulfide TlAsS 2 (lorandite), cruquesite TlCu 7 Se 4, avicennite Tl 2 O 3 Na nilalaman sa potassium minerals (mica, feldspars). (cm. FELDSPARS)), sulfide ores: galena (cm. GALENA),
sphalerite (cm. SPHALERITE)(hanggang 0.1%), marquesite, (hanggang 0.5%), cinnabar (cm. CINNABAR). Bilang isang impurity na naroroon sa natural na manganese oxides (cm. MANGANESE (chemical element)) at bakal (cm. bakal).
Resibo
Ang pangunahing hilaw na materyal para sa produksyon ng thallium ay alikabok na nabuo sa panahon ng pagpapaputok ng pyrites o blendes na naglalaman ng thallium. Ang alikabok ay hinuhugasan ng mainit na tubig at ang thallium ay namuo ng zinc:
Tl 2 SO 4 +Zn=ZnSO 4 +2Tl.
o hydrochloric acid:
Tl 2 SO 4 +2NaCl=2TlCl+Na 2 SO 4.
Upang linisin, ang thallium ay muling binago sa sulpate at, pagkatapos ng paulit-ulit (o maramihang) pag-ulan sa anyo ng klorido, ang metal ay nakahiwalay sa electrolytically mula sa isang sulfuric acid solution.
Ang teknikal na thallium ay dinadalisay mula sa mga impurities ng lead (cm. LEAD) dissolving ang metal sa nitric acid na sinusundan ng precipitation ng lead na may hydrogen sulfide (cm. HYDROGEN Sulfide).
Mga katangiang pisikal at kemikal
Ang Thallium ay isang puting metal na may maasul na kulay. Umiiral sa tatlong pagbabago. Pagbabago sa mababang temperatura na Tl II na may hexagonal na sala-sala, a=0.34566 nm, c=0.55248 nm. Sa itaas ng 234°C mayroong pagbabago sa mataas na temperatura ng Tl I, na may volumetric centered cubic lattice ng uri ng a-Fe, A=0.3882 nm. Sa 3.67 GPa at 25°C - Tl III modification na may cubic face-centered na sala-sala, A=0.4778 nm.
Ang punto ng pagkatunaw 303°C, punto ng kumukulo 1475°C. Densidad 11.849 g/cm3. Ang Thallium ay diamagnetic. Sa temperatura na 2.39 K ito ay napupunta sa isang superconducting state.
Ang karaniwang electrode potential ng Tl 3+ / Tl 0 pares ay +0.72 V, ang Tl + / Tl 0 pares ay –0.34 V.
Sa hangin, ang thallium ay natatakpan ng isang itim na pelikula ng Tl 2 O at Tl 2 O 3 oxides. Sa tubig na walang oxygen (cm. OXYGEN), hindi tumutugon ang thallium. Sa pagkakaroon ng oxygen, nabuo ang hydroxide TlOH:
4Tl+2H 2 O+O 2 =4TlOH.
Ang ozone ay nag-oxidize ng thallium sa Tl 2 O 3.
Sa ethanol (cm. ETHANOL) Ang Thallium ay tumutugon upang bumuo ng isang alkohol:
2Tl+2C 2 H 5 OH=2C 2 H 5 OTl+H 2,
kung ang reaksyon ay isinasagawa sa isang stream ng hangin, tubig at alkohol ay nabuo.
Sa hydrochloric acid (cm. HYDROCHLORIC ACID) Ang thallium ay na-passivate habang nabubuo ang hindi matutunaw na chloride na TlCl. Nakikipag-ugnayan ang Thallium sa nitrogen (cm. NITRIC ACID) at asupre (cm. SULFURIC ACID) mga acid.
Hindi nakikipag-ugnayan sa alkalis nang walang mga ahente ng oxidizing.
Tumutugon sa mga halogen sa temperatura ng silid (cm. HALOGEN). Sa posporus (cm. PHOSPHORUS),
arsenic (cm. ARSENIC),
kulay-abo (cm. SULPHUR) tumutugon kapag pinainit. Sa hydrogen (cm. HYDROGEN), nitrogen (cm. NITROGEN), ammonium (cm. AMMONIUM (sa chemistry)),
carbon (cm. CARBON),
silikon (cm. SILIKON),
boron (cm. BOR (elemento ng kemikal)) at tuyong carbon monoxide (cm. CARBON OXIDE) hindi tumutugon ang thallium.
Ang mga compound ng Thallium (I) sa kanilang kemikal na pag-uugali ay kahawig ng mga compound ng potassium at pilak (cm. SILVER) at humantong. Ang mga compound ng Tl(III) ay malakas na oxidizing agent, hindi matatag sa init at sumasailalim sa hydrolysis. Nakukuha ang mga ito sa pamamagitan ng pag-oxidize ng mga Tl (I) compound na may malakas na oxidizing agent (potassium persulfate K 2 S 2 O 8, potassium bromate KBrO 3 o bromine water).
Nakuha ang Thallium trihalides na may F 2, Cl 2 at Br 2. Ang TlI 3 ay isang Tl(I) polyiodide at naglalaman ng triiodide ion I 3 – .
Ang Thallium(III) oxide ay nabuo sa panahon ng maingat na thermal decomposition ng nitrate Tl(NO 3) 3:
2Tl(NO 3)=Tl 2 O 3 +NO 2 +NO
Sa itaas ng 500°C sa hangin, ang Tl 2 O 3 ay nagiging Tl 2 O.
Ang Thallium(I) oxide ay inihahanda sa pamamagitan ng pag-dehydrate ng thallium(I) hydroxide:
2TlOH=Tl 2 O+H 2 O.
Ang oxide na ito ay nagpapakita ng mga katangian ng alkali metal oxides.
Karamihan sa mga compound ng Tl(I) ay photosensitive.
Sa pagtatapos ng ika-20 siglo, ang mga kumplikadong layered oxides TlBa 2 Ca n–1 Cu n O 2n+3, na nagtataglay ng mataas na temperatura na superconductivity (transition temperature 100 K), ay na-synthesize.
Aplikasyon
Ang Thallium ay ginagamit sa paggawa ng mga bearings at acid-resistant alloys (batay sa tingga at lata). Ang Thallium amalgam ay ginagamit sa mga thermometer upang sukatin ang mababang temperatura. Ang Thallium sulfide, selenides at tellurides ay ginagamit sa teknolohiyang semiconductor. Ang mga compound ng Thallium ay ginagamit sa pagkuha ng litrato.
Physiological action
Ang Thallium at ang mga compound nito ay lubhang nakakalason dahil sa katotohanan na ang Tl + cation ay bumubuo ng mga malalakas na compound na may mga ligand na naglalaman ng asupre:
Tl + +R–SH=R–S–TI+Н +
Samakatuwid, ang mga compound ng Tl + ay pumipigil sa aktibidad ng mga enzyme na naglalaman ng mga grupo ng SH thio.
Dahil sa kalapitan ng radii ng K + at Tl +, ang mga ion na ito ay may magkatulad na katangian at kayang palitan ang isa't isa sa mga enzyme. Ang paglunok ng kahit napakaliit na halaga ng Tl + compounds sa katawan ay nagdudulot ng pagkalagas ng buhok, pinsala sa nervous system, bato, at tiyan.
Ang maximum na pinapayagang konsentrasyon sa tubig ay 0.0001 mg/l, para sa mga thallium compound sa hangin ng mga working room 0.01 mg/m 3, sa atmospheric air 0.004 mg/m 3. Ang sulfur-containing amino acid cysteine HS–CH 2 CH(NH 2)COOH ay ginagamit bilang isang antidote.
encyclopedic Dictionary. 2009 .
Mga kasingkahulugan:Tingnan kung ano ang "thallium" sa iba pang mga diksyunaryo:
Ang metal, na natuklasan sa pamamagitan ng spectral analysis, ay katulad ng lead, na natagpuan. sa kulay abong pyrite at tanso. ores. Diksyunaryo ng mga banyagang salita na kasama sa wikang Ruso. Chudinov A.N., 1910. THALLIUM metal, katulad ng lead, ay may... ... Diksyunaryo ng mga banyagang salita ng wikang Ruso
- (simbulo Tl), isang makintab na elemento ng metal ng pangkat III ng periodic table. Natuklasan noong 1861. Malambot at ductile, mined bilang isang by-product ng pagproseso ng lead o zinc ores. Ginagamit sa electronics, infrared sensor, para sa... ... Pang-agham at teknikal na encyclopedic na diksyunaryo
- (Tallium), Tl, elemento ng kemikal ng pangkat III ng periodic table, atomic number 81, atomic mass 204.283; metal. Natuklasan noong 1861 ni W. Crookes (Great Britain), na nakuha sa parehong oras ni C. Lamy (France) ... Modernong encyclopedia
Ang Thallium ay isang elemento ng pangunahing subgroup ng ikatlong pangkat ng ikaanim na yugto ng periodic system ng mga elemento ng kemikal ng D.I. Mendeleev, atomic number 81. Tinutukoy ng simbolong Tl (lat. Thallium). Nabibilang sa pangkat ng mga mabibigat na metal. Ang simpleng substance na thallium ay isang malambot, puting metal na may maasul na kulay.
Kasaysayan at pinagmulan ng pangalanAng Thallium ay natuklasan sa pamamagitan ng spectral na pamamaraan noong 1861 ni William Crookes sa putik ng mga lead chamber ng Harz sulfuric acid plant. Ang purong thallium metal ay independiyenteng nakuha ni Crookes at ng French chemist na si Claude-Auguste Lamy noong 1862.
Noong Marso 1861, sinuri ng Ingles na siyentipiko na si William Crookes ang alikabok na nakolekta sa isa sa mga pasilidad sa paggawa ng sulfuric acid. Naniniwala ang mga Crooke na ang alikabok na ito ay dapat maglaman ng selenium at tellurium - mga analogue ng asupre. Natagpuan niya ang selenium, ngunit hindi niya makita ang tellurium gamit ang mga conventional chemical method. Pagkatapos ay nagpasya ang Crookes na gumamit ng bago para sa panahong iyon at napakasensitibong paraan ng spectral analysis. Sa spectrum, hindi inaasahang natuklasan niya ang isang bagong linya ng mapusyaw na berdeng kulay, na hindi maaaring maiugnay sa alinman sa mga kilalang elemento. Ang maliwanag na linyang ito ang unang "balita" ng bagong elemento. Salamat sa kanya, natuklasan ito at salamat sa kanya, pinangalanan ito sa Latin na thallus - "namumulaklak na sanga". Ang parang multo na linya ng kulay ng mga batang dahon ay naging "calling card" ng thallium.
Paghahanap ng thallium sa kalikasanMahigit 30 taon na ang lumipas mula nang matuklasan ni Crookes, at ang thallium ay isa pa rin sa hindi gaanong pinag-aralan na elemento. Hinanap ito sa kalikasan at natagpuan, ngunit, bilang panuntunan, sa kaunting konsentrasyon. Noong 1896 lamang ang Russian scientist na si I.A. Natuklasan ni Antipov ang tumaas na nilalaman ng thallium sa Silesian marcasites.
Ang Thallium ay isang trace element. Nakapaloob sa blende at pyrites ng zinc, copper at iron, sa potassium salts at mica. Ang Thallium ay isang mabigat na metal. Pitong mineral na thallium lamang ang kilala (halimbawa, cruxite (Cu, Tl, Ag) 2 Se, lorandite TlAsS 2, vrbaite Tl 4 Hg 3 Sb 2 As 8 S 20, gutchinsonite (Pb, Tl) S Ag 2 S 5As 2 S 5, avicennite Tl 2 O 3 at iba pa), lahat ng mga ito ay napakabihirang. Ang pangunahing masa ng thallium ay nauugnay sa mga sulfide at pangunahin sa mga iron disulfides. Sa pyrite, natagpuan ito sa 25% ng mga nasuri na sample. Ang nilalaman nito sa iron disulfides ay madalas na 0.1-0.2%, at kung minsan ay umaabot sa 0.5%. Sa galena, ang nilalaman ng thallium ay mula 0.003 hanggang 0.1% at bihirang higit pa. Ang mataas na konsentrasyon ng thallium sa disulfides at galenas ay katangian ng mababang temperatura na mga deposito ng lead-zinc sa limestones. Ang nilalaman ng Thallium na umaabot sa 0.5% ay sinusunod sa ilang mga sulfosalts. Ang maliit na halaga ng thallium ay matatagpuan sa maraming iba pang sulfide, tulad ng mga sphalerite at chalcopyrite ng ilang deposito ng tansong pyrite. Ang nilalaman nito ay mula 25 hanggang 50 g/t.
Ngunit walang isang deposito ng mga mineral na thallium sa Earth ang interesado sa industriya. Ang elementong ito ay nakuha mula sa pagproseso ng iba't ibang mga sangkap at ores - bilang isang by-product.
Ang Thallium ay may pinakamalaking geochemical na pagkakatulad sa K, Rb, Cs, gayundin sa Pb, Ag, Cu, Bi. Ang Thallium ay madaling lumipat sa biosphere. Mula sa natural na tubig ito ay sinasabog ng mga uling, clay, manganese hydroxides, at naipon sa panahon ng pagsingaw ng tubig (halimbawa, sa Lake Sivash hanggang 5·10 -8 g/l). Nakapaloob sa potassium minerals (mica, feldspars), sulfide ores: galena, sphalerite, marquesite (hanggang 0.5%), cinnabar. Ito ay naroroon bilang isang karumihan sa mga natural na oksido ng mangganeso at bakal.
Ang Thallium ay matatagpuan sa mga organismo ng halaman at hayop. Ito ay matatagpuan sa tabako, chicory roots, spinach, beech wood, ubas, beets at iba pang halaman. Sa mga hayop, ang dikya, sea anemone, starfish at iba pang mga naninirahan sa dagat ay naglalaman ng pinakamaraming thallium. Ang ilang mga halaman ay nag-iipon ng thallium sa panahon ng kanilang mga proseso sa buhay. Natuklasan ang Thallium sa mga beet na tumutubo sa lupa kung saan ang pinaka banayad na pamamaraan ng analytical ay hindi matukoy ang elemento.
Pagkuha ng thalliumAng teknikal na dalisay na thallium ay dinadalisay mula sa iba pang mga elemento na nakapaloob sa flue dust (Ni, Zn, Cd, In, Ge, Pb, As, Se, Te) sa pamamagitan ng pagtunaw sa mainit na dilute acid, na sinusundan ng pag-ulan ng hindi matutunaw na lead sulfate at pagdaragdag ng HCl upang mamuo ang thallium chloride (TlCl). Ang karagdagang paglilinis ay nakakamit sa pamamagitan ng electrolysis ng thallium sulfate sa dilute sulfuric acid gamit ang platinum wire, na sinusundan ng pagtunaw ng inilabas na thallium sa hydrogen atmosphere sa 350-400 ° C.
Ang nakatuklas ng thallium ay natagpuan ito sa takas na alikabok ng isang halaman ng sulfuric acid. Ngayon tila natural na ang thallium ay mahalagang natagpuan sa isang tsimenea - pagkatapos ng lahat, sa temperatura ng pagtunaw ng mineral, ang mga compound ng thallium ay nagiging pabagu-bago. Sa alikabok na dinala sa tsimenea, sila ay nagpapalapot, kadalasan sa anyo ng mga oxide at sulfate. Ang mahusay na solubility ng karamihan sa mga monovalent thallium compound ay nakakatulong upang makuha ang thallium mula sa isang halo (at ang alikabok ay isang halo ng maraming mga sangkap). Ang mga ito ay nakuha mula sa alikabok na may acidified na mainit na tubig. Ang nadagdagang solubility ay nakakatulong upang matagumpay na linisin ang thallium mula sa maraming dumi. Pagkatapos nito, nakuha ang thallium metal. Ang paraan ng pagkuha ng thallium metal ay depende sa kung aling tambalan ang huling produkto ng nakaraang yugto ng produksyon. Kung ang thallium carbonate, sulfate o perchlorate ay nakuha, kung gayon ang elemento No. 81 ay nakuha mula sa kanila sa pamamagitan ng electrolysis; kung ang klorido o oxalate ay nakuha, pagkatapos ay ginagamit nila ang karaniwang pagbawas. Ang pinaka-technologically advanced ay thallium sulfate Tl 2 SO 4 natutunaw sa tubig. Ito mismo ay nagsisilbing isang electrolyte, sa panahon ng electrolysis kung saan ang spongy thallium ay idineposito sa aluminum cathodes. Ang espongha na ito ay pinindot, tinutunaw at inihagis sa isang amag. Dapat alalahanin na ang thallium ay palaging nakukuha bilang isang by-product: kasama ng lead, zinc, cadmium at ilang iba pang elemento.
Mga katangiang pisikal at kemikal ng thallium
Sa isang banda, ang thallium ay katulad ng mga metal na alkali. At sa parehong oras, ito ay sa ilang mga paraan ay katulad ng pilak, at sa ilang mga paraan tulad ng tingga at lata. Hukom para sa iyong sarili: tulad ng potassium at sodium, ang thallium ay karaniwang nagpapakita ng valency na 1+; ang monovalent thallium hydroxide TlOH ay isang matibay na base, lubhang natutunaw sa tubig. Tulad ng mga alkali metal, ang thallium ay may kakayahang bumuo ng polyiodides, polysulfides, at alcoholates. Ngunit ang mahinang solubility sa tubig ng monovalent thallium chloride, bromide at iodide ay gumagawa ng elementong ito na katulad ng pilak. At sa hitsura, density, katigasan, punto ng pagkatunaw - sa buong kumplikadong mga pisikal na katangian - ang thallium ay halos kahawig ng tingga.
At sa parehong oras, ito ay sumasakop sa isang lugar sa Group III ng periodic system, sa parehong subgroup na may gallium at indium, at ang mga katangian ng mga elemento ng subgroup na ito ay nagbabago nang natural.
Bilang karagdagan sa valency 1+, ang thallium ay maaari ding magpakita ng valence na 34-, na natural para sa isang elemento ng pangkat III. Sa pangkalahatan, ang mga trivalent thallium salt ay mas mahirap matunaw kaysa sa mga katulad na monovalent thallium salt. Ang huli, sa pamamagitan ng paraan, ay mas mahusay na pinag-aralan at may higit na praktikal na kahalagahan.
Ngunit may mga compound na naglalaman ng parehong thallium. Halimbawa, ang mga halides ng mono- at trivalent thallium ay may kakayahang tumugon sa isa't isa. At pagkatapos ay lumitaw ang mga kakaibang kumplikadong compound, sa partikular na Tl 1+ -. Sa loob nito, ang monovalent thallium ay gumaganap bilang isang cation, at ang trivalent thallium ay bahagi ng kumplikadong anion.
Ang Thallium ay isang puting metal na may maasul na kulay. Umiiral sa tatlong pagbabago.
Pagbabago sa mababang temperatura na Tl II na may hexagonal na sala-sala, a=0.34566 nm, c=0.55248 nm. Sa itaas ng 234 °C mayroong mataas na temperatura na pagbabago ng Tl I, na may volumetric centered cubic lattice ng uri ng α-Fe, A=0.3882 nm. Sa 3.67 GPa at 25 °C - Tl III modification na may cubic face-centered na sala-sala, A=0.4778 nm.
Ang Thallium ay diamagnetic. Sa temperatura na 2.39 K ito ay napupunta sa isang superconducting state.
Ang epekto ng thallium sa katawan ng taoAng Thallium ay isang lubhang nakakalason na lason, at ang pagkalason dito ay kadalasang nauuwi sa kamatayan. Ang pagkalason sa thallium at mga compound nito ay posible sa panahon ng kanilang produksyon at praktikal na paggamit. Ang Thallium ay pumapasok sa katawan sa pamamagitan ng respiratory system, buo na balat at digestive tract. Ito ay inalis mula sa katawan sa loob ng mahabang panahon. Ang talamak, subacute at talamak na pagkalason ay may katulad na klinikal na larawan, naiiba sa kalubhaan at bilis ng pagsisimula ng mga sintomas. Sa mga talamak na kaso, pagkatapos ng 1-2 araw, lumilitaw ang mga palatandaan ng pinsala sa gastrointestinal tract (pagduduwal, pagsusuka, sakit ng tiyan, pagtatae, paninigas ng dumi) at respiratory tract. Pagkatapos ng 2-3 linggo, ang pagkawala ng buhok at mga sintomas ng kakulangan sa bitamina ay sinusunod (pagpakinis ng mauhog lamad ng dila, mga bitak sa mga sulok ng bibig, atbp.). Sa malalang kaso, maaaring magkaroon ng polyneuritis, mental disorder, kapansanan sa paningin, atbp.
Para sa thallium sulfate, ang nakamamatay na dosis kapag iniinom para sa mga tao ay humigit-kumulang 1 g. May mga kaso kung saan ang mga dosis na 8 mg/kg, pati na rin ang 10-15 mg/kg, ay nakamamatay. Ang pagkalason ay nagpapatuloy sa loob ng ilang linggo (2-3) na linggo, at 3-4 na araw pagkatapos uminom ng lason, ang isang haka-haka na pakiramdam ng kagalingan ay nangyayari.
Ang maximum na pinapayagang konsentrasyon sa tubig para sa thallium ay 0.0001 mg/m3 lamang, sa hangin sa atmospera - 0.004 mg/m3.
Ang Thallium ay nagdudulot din ng isang makabuluhang panganib sa kapaligiran dahil sa katotohanan na kapag inalis mula sa isang selyadong lalagyan ay mabilis itong nag-oxidize sa bukas na hangin.
Mga aplikasyon ng thallium
Noong 1920, ang isang patentadong lason laban sa mga daga ay nakuha sa Alemanya, na kinabibilangan ng thallium sulfate Tl 2 SO 4. Ang walang lasa at walang amoy na sangkap na ito ay minsan kasama sa mga insecticides at zoocides kahit ngayon.
Ang mga unang solar cell ay ginawa mula dito, ang gumaganang likido na kung saan ay tiyak na sangkap na ito. Sila ay naging partikular na sensitibo sa mga infrared ray.
Ang iba pang mga compound ng metal na ito, sa partikular na mga halo-halong kristal ng monovalent thallium bromide at iodide, ay mahusay na nagpapadala ng mga infrared ray. Ang mga naturang kristal ay unang nakuha noong Ikalawang Digmaang Pandaigdig. Ang mga ito ay pinalaki sa mga platinum crucibles sa 470°C at ginamit sa mga infrared signaling device at para makakita ng mga sniper sa digmaan.
Ang mga thallium salt ay ginagamit, lalo na, para sa pagtanggal ng buhok sa mga kaso ng ringworm - ang mga thallium salt sa naaangkop na dosis ay humantong sa pansamantalang pagkakalbo. Ang malawakang paggamit ng metal na ito sa gamot ay nahahadlangan ng katotohanan na ang pagkakaiba sa pagitan ng therapeutic at nakakalason na dosis ng mga asing-gamot na ito ay maliit. Ang toxicity ng thallium at mga asin nito ay nangangailangan na ang mga ito ay hawakan nang may pag-iingat at pag-iingat.
Ang Thallium metal ay isang bahagi ng ilang mga haluang metal, na nagbibigay sa kanila ng acid resistance, lakas, at wear resistance. Kadalasan, ang thallium ay ipinapasok sa mga haluang metal batay sa nauugnay na tingga nito. Bearing Alloy – 72% Pb, 15% Sb, 5% Sn at 8% Tl ay higit na gumaganap sa pinakamahusay na tin bearing alloys. Ang haluang metal ng 70% Pb, 20% Sn at 10% Tl ay lumalaban sa nitric at hydrochloric acid.
Ang isang haluang metal ng thallium na may mercury ay medyo magkahiwalay - thallium amalgam, na naglalaman ng humigit-kumulang 8.5% ng elemento No. 81. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon ito ay likido at, hindi tulad ng purong mercury, nananatiling likido sa temperatura hanggang sa –60°C. Ang haluang metal ay ginagamit sa mga likidong seal, switch, thermometer na tumatakbo sa Far North, sa mga eksperimento na may mababang temperatura.
Sa industriya ng kemikal, ang thallium metal, tulad ng ilan sa mga compound nito, ay ginagamit bilang isang katalista, lalo na sa pagbabawas ng nitrobenzene na may hydrogen.
Ang mga radioisotop ng thallium ay hindi rin iniwan nang walang trabaho. Ang Thallium-204 (kalahating buhay 3.56 taon) ay isang purong beta emitter. Ang Thallium-204 ay ginagamit bilang pinagmumulan ng beta radiation sa maraming instrumento para sa pagsubaybay at pag-aaral ng mga prosesong pang-industriya. Gamit ang mga naturang device, halimbawa, ang kapal ng gumagalaw na tela o papel ay awtomatikong nasusukat: sa sandaling ang mga beta ray na dumadaan sa isang layer ng materyal ay nagsimulang humina o lumakas (na nangangahulugan na ang kapal ng materyal ay tumaas o bumaba nang naaayon) , ang awtomatikong aparato ay nagbibigay ng kinakailangang utos at nagpapanumbalik ng "status quo", ibig sabihin, ang pinakamainam na rehimeng teknolohikal. Tinatanggal ng ibang mga device na may radioactive thallium ang nakakapinsalang static charge na nangyayari sa mga lugar ng produksyon ng mga industriya ng tela, papel at pelikula.
Isotopes ng thallium
Ang elemento ay may dalawang stable at 19 radioactive isotopes (na may mass number na mula 189 hanggang 210). Ang pinakamagaan na isotope ng elementong ito, ang thallium-189, ay huling nakuha noong 1972 sa Laboratory of Nuclear Problems ng Joint Institute for Nuclear Research sa Dubna. Nakuha ito sa pamamagitan ng pag-irradiate ng lead difluoride na target na may pinabilis na mga proton na may enerhiya na 660 MeV, na sinusundan ng paghihiwalay ng mga produkto ng nuclear reactions sa isang mass separator. Ang kalahating buhay ng pinakamagaan na thallium isotope ay naging halos pareho sa pinakamabigat, ito ay katumbas ng 1.4 ± 0.4 minuto (para sa 210 Tl - 1.32 minuto).
Mga reserba at produksyon ng Thallium
Ang mga mapagkukunan ng mundo ng thallium na nauugnay sa mga mapagkukunan ng zinc ay humigit-kumulang 17 libong tonelada; ang pinakamalaking bahagi ng mga ito ay puro sa Canada, Europe at USA. Ang isa pang 630 libong tonelada ay nauugnay sa pandaigdigang mapagkukunan ng karbon. Ang karaniwang nilalaman ng thallium sa crust ng lupa ay tinatantya sa 0.7 bahagi bawat milyon. Tinatantya ng US Geological Survey ang mga reserbang mundo at reserbang base ng thallium na nilalaman ng zinc ores sa 380 at 650 tonelada, ayon sa pagkakabanggit, kung saan ang Estados Unidos ay nagkakahalaga ng 32 at 120 tonelada, ayon sa pagkakabanggit.
Ang pandaigdigang produksyon ng thallium noong 2006 ay tinatayang nasa 10 tonelada, hindi nabago mula noong 2005. Ang thallium ay nakuha bilang isang by-product sa ilang mga bansa mula sa alikabok at basura na nabuo sa panahon ng pagproseso ng tanso, zinc at lead ores. Sa Estados Unidos, ang metal na ito ay hindi nakuha mula noong 1981, sa kabila ng pagkakaroon nito sa mga minahan o naprosesong ores.
Mayroong humigit-kumulang 10 negosyo sa Russia at mga bansang CIS na kumukuha ng thallium sa panahon ng proseso ng produksyon.
Ang Thallium (Latin Thallium, na itinalaga ng simbolong Tl) ay isang elemento ng pangunahing subgroup ng ikatlong pangkat, ang ikaanim na panahon ng pana-panahong sistema ng mga elemento ng kemikal ni Dmitry Ivanovich Mendeleev. SA periodic table Ang Thallium ay matatagpuan sa numero 81 na may kamag-anak na atomic mass na 204.38, ang elementong ito ay kabilang sa pangkat ng mga mabibigat na metal. Ang simpleng substance na thallium ay isang malambot, makintab, puting metal na may mala-bughaw na tint (sa isang sariwang hiwa) at isa sa mga bihirang elemento ng bakas.
Sa kalikasan, ang thallium ay kinakatawan ng dalawang matatag na isotopes 203Tl (29.5%) at 205Tl (70.5%). Sa kabuuan, 35 isotopes ng walumpu't isang elemento ang kilala na may mass number mula 176 hanggang 210. Bilang karagdagan sa 203Tl at 205Tl, ang mga radioactive isotopes ng thallium ay matatagpuan sa hindi gaanong dami sa iba't ibang mga bato: 201Tl, 204Tl (na may kalahating buhay). T1/2 = 3.56 taon), 206Tl (T1/2 = 4.19 min.), 207Tl (T1/2 = 4.78 min.), 208Tl (T1/2 = 3.1 min.) at 210Tl (T1/2 = 1.32 min. ), bilang mga intermediate na miyembro ng decay series ng uranium, thorium at neptunium. Ang radioactive isotopes 202Tl (T1/2 = 12.5 araw), 204Tl at 206Tl ay artipisyal na nakuha.
Ang ikawalumpu't isang elemento ng periodic table, maaaring sabihin, ay natuklasan nang hindi sinasadya. Ang batang Ingles na chemist na si William Crookes, na sinusuri ang spectroscopic na paraan ng maalikabok na basura mula sa produksyon ng sulfuric acid para sa pagkakaroon ng selenium at tellurium, ay natuklasan ang isang maliwanag na berdeng guhit sa spectrum, na hindi maaaring kabilang sa alinman sa mga elemento na kilala noong panahong iyon. Iminungkahi ni Crookes na tawagan ang bagong elementong thallium (mula sa Griyegong θαλλός - bata, berdeng sanga) para sa katangiang berdeng kulay ng spectrum.
Pagkalipas ng ilang buwan, independyente sa Crookes, ang thallium ay natuklasan ng French chemist na si Lamy, habang pinag-aaralan din ang basura mula sa paggawa ng sulfuric acid. Nakuha ni Lamy ang isang maliit na halaga ng metal na thallium at pinatunayan ang pagiging metal nito, habang iminungkahi ni Crookes na ang thallium ay isang analogue ng selenium.
Halos kalahating siglo matapos itong matuklasan, ang thallium ay interesado lamang bilang isang bagay ng siyentipikong pananaliksik. Sa simula lamang ng twenties ng huling siglo ay natuklasan ang mga partikular na katangian ng mga gamot na thallium, at agad na lumitaw ang pangangailangan para sa kanila. Kaya, sa Germany, nakuha ang isang patentadong lason laban sa mga rodent, na kinabibilangan ng thallium sulfate Tl2SO4; ang mga hindi pangkaraniwang katangian (walang lasa at walang amoy na sangkap) ng tambalang ito ay ginagamit din sa mga modernong insecticides. Ang Thallium iodide ay ipinakilala sa mga metal halide lighting lamp. Ang Tl2O ay isang bahagi ng ilang optical glasses. Ang mga sulfide, oxysulfides, selenides, tellurides ay mga bahagi ng mga materyales na semiconductor na ginagamit sa paggawa ng mga photoresistor, semiconductor rectifier, at vidicon. Ito ay ang mga compound ng ikawalumpu't isang elemento na nakahanap ng malawak na aplikasyon sa iba't ibang larangan, at ang metal mismo ay ginagamit sa industriya ng kemikal bilang isang katalista para sa isang bilang ng mga reaksyon. Bilang karagdagan, ang thallium metal ay isang bahagi ng isang bilang ng mga haluang metal, na nagbibigay sa kanila ng acid resistance, lakas, at wear resistance.
Ang Thallium ay matatagpuan sa mga organismo ng halaman at hayop, gayunpaman, ang biological na papel ng elementong ito sa katawan ay hindi pa naitatag. Bagama't katamtamang nakakalason sa mga organismo ng halaman, ang thallium ay lubhang nakakalason sa mga mammal at tao. Ang pagkalason sa thallium at mga compound nito ay posible sa panahon ng kanilang produksyon at praktikal na paggamit. Ang ikawalumpu't isang elemento ay pumapasok sa katawan sa pamamagitan ng mga organ ng paghinga, balat, at gayundin sa pamamagitan ng digestive tract. Ang maximum na pinapayagang konsentrasyon sa tubig para sa thallium ay 0.0001 mg/m3, para sa bromide, iodide, carbonate (sa mga tuntunin ng thallium) sa hangin ng working area (MPC r.z.) ay 0.01 mg/m3, sa atmospheric air 0.004 mg /m3 . Ang nakamamatay na dosis ng thallium para sa mga tao ay humigit-kumulang 600 mg.
Mga katangian ng biyolohikal
Ang ikawalumpu't isang elemento ay patuloy na naroroon sa mga tisyu ng mga halaman, hayop at tao. Ang mga lupa ay naglalaman ng average na 10-5% thallium, ang tubig sa dagat ay hindi gaanong mayaman sa metal na ito - 10-9% lamang, ngunit ang mga nabubuhay na organismo ay naglalaman ng higit na thallium - 4-10-5%. Sa katawan ng mammalian, ang thallium ay higit sa lahat ay hinihigop mula sa gastrointestinal tract, higit sa lahat ay tumutuon sa mga kalamnan at pali. Humigit-kumulang 1.6 mcg ang pumapasok sa katawan ng tao araw-araw na may kasamang pagkain at tubig, at humigit-kumulang 0.5 mcg na may hangin (at ang thallium ay tumagos kahit sa buo na balat). Kung ang thallium ay katamtamang nakakalason para sa mga halaman, kung gayon para sa mga hayop at tao ang elementong ito ay isang tunay na kahila-hilakbot na lason. Ang toxicity ng thallium ay nauugnay sa isang imbalance ng sodium at potassium ions - dahil sa kalapitan ng radii ng K+ at Tl+, ang mga ion na ito ay may magkatulad na katangian at kayang palitan ang isa't isa sa mga enzyme. Ang Tl+ cation ay bumubuo ng mga malalakas na compound na may mga protina na naglalaman ng asupre at pinipigilan ang aktibidad ng mga enzyme na naglalaman ng mga grupo ng thiol. Ang Thallium ay nakakagambala sa paggana ng iba't ibang mga sistema ng enzyme, pinipigilan ang mga ito at nakakasagabal sa synthesis ng protina; ang toxicity ng mga compound nito para sa mga tao ay mas mataas kaysa sa lead at mercury! Ang paglunok ng kahit napakaliit na halaga ng Tl+ compound sa katawan ay nagdudulot ng pagkalagas ng buhok, pinsala sa nervous system, bato, at tiyan. Gayundin, ang pagkalason sa thallium at mga compound nito ay posible sa panahon ng kanilang produksyon at praktikal na paggamit. Ang metal ay pinalabas mula sa katawan sa loob ng mahabang panahon, pangunahin sa pamamagitan ng ihi at dumi. Ang talamak, subacute at talamak na pagkalason ay may katulad na klinikal na larawan, naiiba lamang sa kalubhaan at bilis ng pagsisimula ng mga sintomas. Sa kaso ng talamak na pagkalason, pagkatapos ng isa, maximum na dalawang araw, ang mga unang palatandaan ng pinsala sa gastrointestinal tract (pagduduwal, pagsusuka, sakit ng tiyan, pagtatae, paninigas ng dumi) at respiratory tract. Pagkatapos ng tatlo hanggang apat na araw, maaaring mangyari ang isang haka-haka na pagpapabuti. Pagkatapos ng dalawa o tatlong linggo, nagsisimula ang pagkawala ng buhok (kabuuang alopecia), lumilitaw ang mga palatandaan ng kakulangan sa bitamina (pagpakinis ng mauhog lamad ng dila, mga bitak sa mga sulok ng bibig, atbp.). Sa mga kaso ng matinding pagkalason, maaaring magkaroon ng polyneuritis, mental disorder, kapansanan sa paningin at iba pa. Ang nakamamatay na dosis ng ikawalumpu't isang elemento ay higit na nakasalalay sa indibidwal na pagpapaubaya (mga saklaw mula 6 hanggang 40 mg/kg ng timbang) at ang uri ng tambalan. Halimbawa, para sa thallium sulfate, ang nakamamatay na dosis kapag iniinom nang pasalita ay humigit-kumulang 1 g para sa mga tao, ngunit may mga kaso kung saan ang mga dosis na 8 mg/kg, pati na rin ang 10-15 mg/kg, ay nakamamatay. Ang pagkalason sa Thallium ay mas mapanganib dahil ang mga palatandaan ng pagkalason na lumilitaw ay kahawig ng mga nagpapaalab na proseso na natutunan ng sangkatauhan na labanan - trangkaso, ilang mga impeksyon sa gastrointestinal, bronchopneumonia. Ang mga antibiotic na karaniwang inireseta sa mga ganitong kaso ay walang therapeutic effect. Bilang isang antidote, kinakailangang gamitin ang sulfur-containing amino acid cysteine HS–CH2CH(NH2)COOH. Ang Prussian blue (mula sa KFe hanggang Fe43) at ferracin ay ginagamit din bilang isang antidote. Ang epekto ng huling gamot ay batay sa pagkakatulad ng pag-uugali ng mga alkali metal at thallium sa katawan; Ang ferracine ay karaniwang ginagamit upang alisin ang radioactive cesium mula sa katawan.
Ang maximum na pinahihintulutang konsentrasyon sa tubig para sa thallium ay 0.0001 mg/m3 lamang, sa atmospheric air - 0.004 mg/m3, para sa thallium compounds sa hangin ng nagtatrabaho na lugar - 0.01 mg/m3. Bilang karagdagan sa katotohanan na ang thallium ay lubhang nakakalason sa katawan ng tao, ang metal na ito ay nagdudulot din ng isang makabuluhang panganib sa kapaligiran - kapag inalis mula sa isang selyadong lalagyan, mabilis itong na-oxidize sa bukas na hangin.
Gayunpaman, sa kabila ng lahat ng negatibong aspeto sa itaas, ang thallium ay may mahabang kasaysayan ng paggamit sa medisina. Sa simula ng ika-20 siglo, ang metal na ito ay ginamit upang gamutin ang tuberculosis at dysentery. Ang mga Thallium salt ay ginagamit sa paggamot ng buni. Ang radioactive isotope 201Tl ay ginagamit upang masuri ang mga sakit ng cardiovascular system at cancer. Ito ay kilala na sa katamtamang dosis, ang mga sinag ng ultraviolet ay kapaki-pakinabang para sa katawan - mayroon silang isang bactericidal effect at nagtataguyod ng produksyon ng bitamina D. Gayunpaman, tulad ng nangyari, hindi lahat ng mga sinag ng ultraviolet na bahagi ng spectrum ay pantay na epektibo. Tinutukoy ng mga doktor ang erythemal, o erythemal radiation (mula sa Latin na aeritema - "pamumula"), ang mga aksyon ay tunay na "ray ng tanning". Naturally, ang mga materyales na may kakayahang mag-convert ng pangunahing ultraviolet radiation sa mga sinag ng erythemal na aksyon ay napakahalaga para sa physiotherapy. Ang mga naturang materyales ay naging ilang silicates at phosphates ng alkaline earth metals na isinaaktibo ng thallium. Gayunpaman, ang toxicity ng thallium at mga asin nito ay nangangailangan ng maingat at maingat na paghawak, lalo na pagdating sa gamot.
Dahil sa kanilang mataas na toxicity, ang thallium at ang mga asin nito, na walang lasa o amoy, ay naging isang nakamamatay na sandata ng mga lason mula sa mga sangkap na ginagamit upang kontrolin ang mga daga at insekto. Inilalarawan ng forensic science ang mga kaso ng paggamit ng mga thallium salts para sa layunin ng pagpatay o pagpapakamatay, ngunit kalahating siglo na ang nakalilipas, ang thallium ay malawakang ginagamit ng mga serbisyo ng paniktik bilang isang lason na sangkap - noong Nobyembre 1960, ang pinuno ng pambansang partido na "Union of the Peoples of Cameroon", Felix Mumie, ay nilason ng mga ahente ng mga kolonyalistang Pranses sa Geneva. Napag-alaman ng pagsusuri na nalason siya ng mga compound ng thallium sa tanghalian. Noong huling bahagi ng dekada 60, ang mga serbisyo ng paniktik ay bumuo ng isang plano upang lason si Nelson Mandela (ang parehong thallium ang napili bilang lason). Ang Stasi, ang GDR Ministry of State Security, ay sinubukan nang tatlong beses na alisin si Wolfgang Welsch, ang lumikha at pinuno ng isang organisasyon na tumulong sa mga residente ng GDR na iligal na tumakas patungo sa Kanluran. Ang isa sa mga pagtatangka ay nagsasangkot ng pagkalason sa thallium - ang lason ay hinalo sa mga cutlet. Nailigtas ang Welsh sa pamamagitan ng agarang pagkilos ng mga doktor na mabilis na nagsiwalat ng likas na katangian ng pagkalason. May isang kilalang katotohanan ng isang pagtatangka na lason si Fidel Castro gamit ang ikawalumpu't isang elemento - ito ay dapat na magbuhos ng thallium sa kanyang sapatos - na hindi maiiwasang hahantong sa pagkawala ng buhok, at ito ay mag-aalis sa pinuno ng Cuban ng kanyang sikat na balbas at ang malaking bahagi ng karisma. Ang isa pang kilalang sinasadyang pagkalason sa thallium (ayon sa orihinal na bersyon) - na nagdulot ng kaguluhan sa buong mundo - ay ang pagpatay sa London ng dating opisyal ng FSB na si A. V. Litvinenko, ang mga doktor sa ospital ng Barnet (north London) ay nakakita ng mga bakas ng nakakalason na sangkap. thallium sa katawan ng tenyente koronel, na nakumpirmang toxicology test sa ospital ni Guy. Totoo, ang pagkalason sa radioactive polonium-210 ay naitatag nang maglaon, ang mga bakas nito ay nanatili sa lahat ng dako kung saan naroon ang dating opisyal ng FSB, ngunit posible rin ang "kumplikadong pagkakalantad" - sa pagsasalita, "para makasigurado." Ang Thallium ay ang paboritong instrumento ng paghihiganti ni Saddam Hussein. Ang mabagal na pagkilos ng lason, na nagkukunwari bilang isang trangkaso, ay nagpapahintulot sa mga lason na kumilos lalo na nang mapang-uyam - ang mga dissidents ay inilabas mula sa bilangguan at kahit na pinahintulutan na lumipat, ngunit bago iyon ang kanilang pagkain o inumin ay tinimplahan ng isang nakamamatay na dosis ng thallium. Ngunit hindi lamang ang mga espesyal na serbisyo at mga ahensya ng seguridad ng estado ng iba't ibang bansa ang gumamit ng thallium upang alisin ang mga hindi kanais-nais. Ang mga nakakalason na katangian ng metal ay pinaboran ng maraming mga serial killer, isa sa kanila ay si Graham Young. Sa edad na labinlima, pinatay niya ang kanyang inampon gamit ang iba't ibang lason at sinubukang patayin ang ilan pang mga kamag-anak. Pagkatapos ng kanyang paglaya mula sa bilangguan, nakakuha ng trabaho si Young sa isang studio ng photography sa Hertfortshire. Di-nagtagal, dalawang empleyado ng studio ang nagkasakit at namatay sa ilalim ng kakaibang mga pangyayari. Naaresto si Young, at sa panahon ng paghahanap sa kanyang apartment, natagpuan ang thallium at ang mga talaarawan ng lason, kung saan inilarawan niya ang mga dosis ng lason na sangkap at ang epekto nito sa mga kasamahan. Para sa krimeng ito, nakatanggap si Young ng apat na habambuhay na sentensiya.
Gayunpaman, sa kabalintunaan, ang kriminal na kasaysayan ng thallium kung minsan ay nagliligtas sa mga tao! Ilang taon na ang nakalilipas, ang isang isa at kalahating taong gulang na batang babae mula sa Qatar ay dinala sa London; ang bata ay nasa kakila-kilabot na kondisyon - araw-araw ay tumataas ang presyon ng dugo ng sanggol, at ang paghinga ay naging mas mahirap. Ang London medical luminaries ay ang huling pag-asa ng desperadong mga magulang - pagkatapos ng lahat, ang mga doktor sa Qatar ay hindi makagawa ng diagnosis. Ngunit ano ang kabiguan ng mga mahihirap na magulang nang sabihin ng mga highly qualified London specialist na hindi sila pamilyar sa mga sintomas ng naturang sakit. Bawat oras ay lumalala ang batang babae, halos hindi bumalik sa kanya ang kamalayan, at ang mga doktor ay wala pa ring isang makatotohanang bersyon. At sa pinaka kritikal na sandali, isang ordinaryong nars, na naka-duty sa gilid ng kama ng isang naghihingalong bata, ang namagitan sa pagtatalo sa pagitan ng mga "luminaries." Kumpiyansa na sinabi ng nars na ang katawan ng bata ay nalason ng thallium. Tulad ng nangyari, kamakailan lamang ay binasa ng batang babae ang kuwento ng tiktik ni Agatha Christie na "The Nightingale Horse," na naglalarawan ng pagkalason sa thallium. Ang mga sintomas ng sakit ng maliit na pasyente sa ospital ay nakakagulat na kasabay ng nangyayari sa mga pahina ng libro. Nabigo ang klinika na kumpirmahin o pabulaanan ang mga pagpapalagay ng nars - ang mga kinakailangang instrumento at reagents ay hindi magagamit. Ngunit sa Scotland Yard ang lahat ay "nasa kamay" - pagkatapos ng lahat, kamakailan lamang ay kinailangan ng pulisya na imbestigahan ang isang pagpatay na kinasasangkutan ng thallium. Nakumpirma ang diagnosis: lumabas na ang mga magulang ng batang babae ay gumamit ng mga kemikal na naglalaman ng mga thallium salts sa bahay upang makontrol ang mga daga at ipis. Inireseta ng mga doktor ang naaangkop na paggamot, at hindi nagtagal ay nasa panganib ang bata.
Ito ay kilala na ang thallium ay matatagpuan sa mga tisyu ng mga halaman at hayop. Ang ikawalumpu't isang elemento ay matatagpuan sa tabako, spinach, chicory roots, ubas, beets at iba pang mga halaman. Sa mundo ng hayop, ang dikya, starfish, sea anemone at ilang iba pang mga naninirahan sa dagat ay naging concentrators ng metal na ito. Kapansin-pansin, may mga halaman na maaaring makaipon ng thallium sa panahon ng kanilang mga proseso sa buhay. Kaya, ang thallium ay natuklasan sa mga beet, na lumaki sa mga lupang naglalaman ng hindi gaanong halaga ng metal na ito (ang thallium ay hindi matukoy ng mga pinaka-sopistikadong pamamaraan ng analitikal). Nang maglaon ay natagpuan na kahit na may isang minimum na konsentrasyon ng thallium sa lupa, ang mga beet ay may kakayahang mag-concentrate at maipon ito.
Natuklasan ng mga siyentipiko na nagsuri ng iba't ibang produkto at sangkap para sa nilalaman ng thallium ng mga ito na ang mga pinagmumulan ng thallium sa katawan ay chlorophyll ng halaman at paninigarilyo ng tabako (ang tabako ay naglalaman ng 24 hanggang 100 nanograms ng thallium bawat gramo ng tuyong timbang)! Bilang karagdagan, ang mapagkukunan ng thallium na pumapasok sa katawan ng tao ay soot, pang-industriya na aerosol at panloob na alikabok (mula 100 hanggang 500 ng). Ipinakita ng mga pagsusuri na ang nilalaman ng thallium sa katawan ng mga vegetarian at naninigarilyo ay mas mataas kaysa sa karaniwang kumakain at hindi naninigarilyo. Bilang karagdagan, itinuro ng mga may-akda ang katotohanan na mayroong higit na thallium sa mga baga ng mga minero kaysa sa mga baga ng ibang tao, at higit pa kaysa sa buhok. Ito ay dahil sa paglanghap ng mga alikabok, silicate at karbon na naglalaman ng thallium.
Kwento
Noong ikalimampu ng ika-19 na siglo, isang batang chemist mula sa Inglatera, si William Crookes, ang nagtrabaho sa mga problema ng paghihiwalay ng selenium mula sa putik - maalikabok na basura mula sa paggawa ng sulfuric acid. Habang sinusuri ang alikabok ng isang halaman sa Tilkerode (Northern Germany), sinubukan ng chemist na tuklasin ang mga bakas ng tellurium sa mga sample na pinag-aralan, gayunpaman, pagkatapos magsagawa ng chemical analysis, hindi mahanap ni Crookes ang metal na ito. Para sa isang bilang ng mga kadahilanan, ang mga eksperimento ay kailangang ihinto, ngunit ang basura ng pabrika ay napanatili sa laboratoryo "hanggang sa mas mahusay na mga panahon," dahil sa kalaunan ay hindi ito walang kabuluhan.
Sa pagdating ng spectral analysis sa agham (1859), ang mga chemist ay armado ng isang bagong makapangyarihang paraan ng malayuang pagpapasiya. komposisyong kemikal iba't ibang sangkap. Di-nagtagal pagkatapos ng pagtuklas ng cesium (1860) at rubidium (1861), naging interesado si William Crookes sa spectroscopy. Sa pagtuklas sa mga posibilidad ng bagong pamamaraan, ginamit ito ni Crookes upang pag-aralan ang isang malaking bilang ng iba't ibang mga sangkap: mga bahagi ng mga bangkay ng hayop, abo ng iba't ibang halaman, tubig sa dagat, maraming uri ng maliliit na insekto, iba't ibang uri ng tabako. Bilang isang resulta, na dumating sa konklusyon na ang spectroscope ay isang makapangyarihang tool para sa paghahanap ng mga bagong elemento, nagpasya si William Crookes na bumalik sa paghahanap para sa tellurium sa alikabok ng halaman ng Aleman, na nakaimbak pa rin sa kanyang laboratoryo. Ang pagkakaroon ng ipinakilala ang sample sa apoy ng burner, at umaasang makakita ng mga linya ng tellurium, si Crookes ay namangha nang matuklasan ang isang maliwanag na berdeng linya, na hindi niya kailanman naobserbahan sa spectroscopic na pag-aaral. Totoo, ang berdeng guhit ay nawala nang mabilis (dahil sa pagkasumpungin ng tambalan, tulad ng nangyari sa ibang pagkakataon), ngunit ito ay lumitaw muli sa bawat sariwang bahagi ng materyal na pinag-aaralan. Napagtatanto ang kahalagahan ng kanyang pagtuklas, inulit ng Englishman ang eksperimento nang maraming beses at sistematikong sinuri ang spectra ng mga elemento na nakapaloob sa mga basura ng sulfuric acid chambers (arsenic, antimony, selenium, osmium). Pagkatapos lamang ng isang detalyadong pagsusuri ng napakalaking bilang ng mga sample ay nakumbinsi si Crookes na siya ay nakikitungo sa isang hindi pa kilalang elemento. Dahil sa maliit na suplay ng dumi ng alikabok, ang chemist ay nakapag-isolate lamang ng napakaliit na halaga ng isang bagong substance, na pinangalanan niyang Thallium (mula sa sinaunang Greek na θαλλός - bata, berdeng sanga). Malinaw, ang dahilan para sa pagpili ng partikular na pangalan ay ang berdeng linya sa spectroscope, na minarkahan ang pagtuklas ng isang bagong elemento. Nakakapagtataka na ang isa pang salitang Griyego, ang pagsasalin nito ay nangangahulugang "upstart," ay halos pareho ang tunog. Ang pagkakataon ay natural na random, gayunpaman, hindi walang kahulugan - walang naghahanap ng thallium, ito mismo ay "nagpahayag" ng pagkakaroon nito.
Sa paligid ng parehong oras bilang Crookes, makalipas lamang ang ilang buwan, ang thallium ay natuklasan ng French chemist na si Claude Lamy, gamit ang parehong spectroscopic na paraan upang suriin ang putik mula sa produksyon ng sulfuric acid sa Loos. Sa pagkakaroon ng malaking halaga ng basura ng alikabok, nagawa ni Lamy na ihiwalay ang 14 na gramo ng thallium at ilarawan ang mga katangian nito nang detalyado. Pinatunayan ng French chemist na ang thallium ay isang metal at hindi isang analogue ng selenium, gaya ng pinaniniwalaan ni Crookes, na naglalarawan sa natuklasang elemento sa kanyang artikulong "On the Existence of a New Element Belonging to the Sulfur Group." Gayunpaman, dahil sa katotohanan na ang mensahe ni Lamy ay lumitaw lamang noong 1862 - ilang buwan mamaya kaysa sa natuklasan (Marso 30, 1861), ang priyoridad ng pagtuklas ay nanatili sa Ingles na siyentipiko. Kasunod nito, gumawa si Crookes ng malaking kontribusyon sa pag-unlad ng kimika at pisika (nakapagtataka, siya ay isang matibay na tagasuporta ng espiritismo at naglaan ng maraming oras sa mga sesyon na humihiling ng mga hindi makamundong entidad), at sa kanyang mga humihinang taon pinamunuan niya ang Royal Society of London, ngunit utang niya ang kanyang unang siyentipikong tagumpay sa kanyang pagtuklas noong 1861 metal.
Ang pagiging likas
Walang nakakagulat sa katotohanan na ang thallium ay natuklasan nang eksakto sa tulong ng isang spectroscope - sa karamihan ng mga mineral ang elementong ito ng bakas ay naroroon sa napakaliit na dami (sa galena ang nilalaman ng thallium ay mula 0.003 hanggang 0.1% at bihirang higit pa) na ito ay hindi sinasadyang mahanap ang bakas nito sa kemikal ay halos imposible. Ngunit salamat sa hindi karaniwang mataas na sensitivity ng spectral analysis, ang pagtuklas ng elementong ito ay naging posible at nangyari nang hindi inaasahan. Kasabay nito, walang gaanong thallium sa Earth - ang clarke (average na nilalaman sa crust ng lupa) ng ikawalumpu't unang elemento ay humigit-kumulang 7 10-5%, na higit sa 100 beses na mas mataas kaysa sa nilalaman ng ginto. at 10 beses na mas mataas kaysa sa nilalaman ng pilak. Ang Thallium ay matatagpuan sa blende (halimbawa, sa sphalerite) at pyrites ng zinc (Tl content na higit sa 0.1%), tanso at bakal, sa mica at potassium salts. Hindi gaanong karami ang mga sariling mineral ng thallium, gayunpaman, ito ay kasama sa isang malaking bilang ng iba pang mga mineral bilang isang isomorphic na karumihan, na pinapalitan ang tanso, pilak at arsenic sa sulfide ores (Tl tungkol sa 10–3%), at potasa, rubidium at , hindi gaanong karaniwan, iba pang mga alkali na metal sa aluminosilicates at chlorides.
Ang mga mababang-temperatura na hydrothermal marcasite na deposito (noong 1896, natuklasan ng Russian scientist na si I.A. Antipov ang tumaas na nilalaman ng thallium sa Silesian marcasites) at ang mga deposito ng pyrite ay itinuturing na paborable para sa akumulasyon ng walumpu't unang elemento. Sa kanila matatagpuan ang mga maliliit at bihirang katutubong mineral na thallium: lorandite TlAsS2 at hutchinsonite (Cu, Ag, Tl)PbAs4S8, na naroroon sa ilang arsenic ores; vrbaite Tl(As, Sb)3S5; Thallium azide TlN3; thallium picrate; crukesite Cu15Tl2Se9, natuklasan noong 1860 sa Sweden at ipinangalan sa nakatuklas ng thallium. Kasunod nito, natuklasan ang crukesite sa Bashkiria at Urals. Ang nilalaman ng thallium sa mga mineral na ito ay medyo mataas - mula 16 hanggang 80%. Noong 1956, isang bagong mineral na thallium ang natagpuan sa Uzbekistan - avicennite, na halos purong trivalent thallium oxide - Tl2O3 (79.52% Tl). Natanggap ng mineral ang pangalan nito bilang parangal sa sage, manggagamot at pilosopo na si Avicenna, o mas tama si Abu Ali ibn Sina. Sa likas na katangian, ang lahat ng mga mineral na ito ay napakabihirang na ang kanilang pang-industriya na paggamit bilang thallium raw na materyales ay wala sa tanong - ang bihirang metal na ito ay nakuha bilang isang by-product sa produksyon ng zinc, lead at isang bilang ng iba pang mga elemento. Kadalasan ang walumpu't unang elemento ay matatagpuan sa orthoclase KAlSi3O8 at leucite KAlSi2O6. Ang Thallium ay nasa maliit na dami sa lepidolite K2Li1.5Al1.52 at zinnwaldite KLiFeAl2 - 10–3 at 10–1%, ayon sa pagkakabanggit. Sa pollucite (Cs, Na), ang nilalaman ng thallium ay 10-2%. Ang posibilidad ng isomorphic substitution, na ibinigay ng proximity ng ion radius ng monovalent thallium (1.49 A) at ang ionic radii ng potassium (1.33 A) at rubidium (1.49 A), ay nagpapahintulot sa thallium chloride na mag-kristal kasama ng rubidium chloride. Bilang resulta, ang thallium ay isang karaniwang kasama ng rubidium sa mga deposito ng asin at mineral na tubig. Samakatuwid, sa unang pagkakataon pagkatapos ng pagtuklas ng thallium, ang isomorphism ng mga halides nito at ang mga halides ng potassium at rubidium ay humantong sa katotohanan na ang thallium ay itinuturing na isang alkali metal. Tulad ng mga alkali metal, ang thallium ay puro sa itaas na bahagi ng crust ng lupa - sa granite layer (average na nilalaman 1.5 10-4%), sa mga pangunahing bato ito ay mas mababa (2 10-5%), at sa ultrabasic na mga bato lamang 1 10-6% at mas mababa. Ang Thallium ay madaling lumipat sa biosphere - sa mga lupa ang average na nilalaman nito ay 10-5%, sa tubig ng dagat - 10-9%, sa mga organismo ng hayop - 4-10-5%. Mula sa natural na tubig, ang thallium ay sinasabog ng mga uling, clay, manganese hydroxides, at naiipon sa panahon ng pagsingaw ng tubig (halimbawa, sa Lake Sivash hanggang 5 10-8 g/l). Ang ilang mga buhay na organismo (jellyfish) at mga halaman (ubas, beets, oak) ay thallium concentrators, na nag-iipon ng mabibigat na metal na ito mula sa kapaligiran. Ito ay pinaniniwalaan na ito ang dahilan ng mataas na nilalaman ng ikawalumpu't unang elemento sa coal ash (10-3-10-2%).
Ang mga reserbang mundo ng ikawalumpu't unang elemento sa mga deposito ng zinc lamang (ayon sa United States Geological Surveys) ay humigit-kumulang 17 libong tonelada. Bukod dito, karamihan sa mga depositong ito ay matatagpuan sa Canada at USA. Gayunpaman, ang mga pangunahing reserba ng thallium sa mga mapagkukunan ng karbon sa mundo ay 630 libong tonelada.
Aplikasyon
Sa loob ng mahabang panahon, hindi ginamit ang isang metal na may mga partikular na katangian, ngunit noong 1907 iminungkahi ni Clerici ang paggamit ng isang may tubig na solusyon ng lubos na natutunaw na mga organikong thallium salts (isang pinaghalong thallium formic at malonic acid), na tinatawag na Clerici heavy liquid, upang paghiwalayin ang mga mineral ayon sa density. . Alam na ang karamihan sa mga mineral, kabilang ang lahat ng mga mineral na bumubuo ng bato, ay may density na 2 hanggang 4 g/cm3, at maraming mahalagang industriyal na mga metal ores (pyrite, galena, ginto, zircon) ay may mas mataas na density. Ang paggamit ng likidong Clerici upang paghiwalayin ito mula sa basurang bato ay hindi nangangailangan ng espesyal na kagamitan, na lalong mahalaga sa mga kondisyon ng field. Pagkatapos ng 13 taon, isang bagong aplikasyon ang natagpuan para sa thallium, mas tiyak ang sulfate Tl2SO4 nito. Ang tambalang ito ay bahagi ng isang lason laban sa mga daga at ilang uri ng mga insekto, na patentado sa Germany noong 1920. Sa loob ng mahabang panahon, ang thallium sulfate Tl2SO4 - isang walang kulay at walang amoy na substansiya - ay bahagi ng ilang insecticides at zoocides, hanggang noong 1965 ipinagbawal ng gobyerno ng Amerika ang paggamit nito dahil sa sobrang mataas na toxicity nito sa mga tao at alagang hayop. Gayundin noong 1920, natuklasan na ang electrical conductivity ng thallium oxysulfide (thallophide) ay nagbabago sa ilalim ng impluwensya ng liwanag (lalo na ang infrared radiation). Sa paglipas ng panahon, ang property na ito ng thallium oxysulfide ay nakahanap ng aplikasyon sa mga photocell na ginagamit sa pagtanggap ng mga device para sa mga alarm system sa dilim at fog, infrared locator, radiometer, at photoexposure meter para sa pagbaril sa mga infrared ray. Sa mga laban ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig, ginamit ang mga thallophide photocells upang makita ang mga sniper ng kaaway. Nang maglaon, ang mga solong kristal ng solidong solusyon ng TlBr at TlI halides ay nagsimulang gamitin sa mga scintillation counter para sa pagtatala ng α- at β-radiation. Ang operasyon ng naturang counter ay batay sa pakikipag-ugnayan ng dalawang bahagi: isang luminescent scintillator crystal at isang photomultiplier - kapag ang g-radiation quanta o ionizing particle ay tumama sa kristal, isang flash ng ilaw ang nangyayari, na sa photomultiplier ay na-convert sa electric current , ang lakas nito ay nagsisilbing katangian ng intensity ng insidente ng radiation sa kristal . Ito ay thallium impurities na lumikha ng luminescence centers sa mga kristal. Ang paggamit ng thallium compounds sa optika ay hindi limitado sa infrared spectrum - argon at thallium vapor fill green gas-discharge lamps, na ginagamit sa iluminated advertising at sa pagkakalibrate ng spectral device. Ang Thallium iodide ay ipinakilala sa mga high-pressure na mercury discharge lamp upang mapabuti ang kanilang mga light parameter at buhay ng serbisyo.
Sa industriya ng kemikal, ang walumpu't unang elemento, ang mga oxide at sulfide nito ay ginagamit bilang epektibong mga katalista para sa iba't ibang mga organikong reaksyon (pagbawas ng nitrobenzene na may hydrogen, oksihenasyon ng gas na aniline). Ang isang bilang ng mga thallium compound ay matagumpay na ginagamit bilang fuel antiknock agent para sa mga makina. Tradisyonal na ginagamit ang Thallium sa paggawa ng mga semiconductor - ang metal na ito ay bahagi ng mga materyales na nakabatay sa selenium kung saan ginawa ang mga kasalukuyang rectifier ng semiconductor. Ang mga modernong semiconductor na materyales ay hindi lamang mala-kristal, sila rin ay amorphous at malasalamin. Ang komposisyon ng malasalamin na semiconductors, kasama ang selenium, tellurium at arsenic, ay kinabibilangan ng thallium (isang halimbawa ng kemikal na komposisyon ay TlAsSe2). Ang mga semiconductor ng ganitong uri ay pangunahing ginagamit sa mga optical na aparato: electrophotography, mga tubo ng paghahatid ng telebisyon, light-recording media para sa holography, photoresist na materyales at photomasks. Ang Thallium carbonate Tl2CO3 ay ginagamit upang makagawa ng salamin na may mataas na refractive index ng light rays; ang thallium oxide Tl2O ay bahagi din ng ilang optical glasses.
Gayunpaman, hindi lamang mga compound ng thallium ang nakahanap ng malawak na aplikasyon, ngunit ang metal mismo ay ginagamit sa iba't ibang larangan ng industriya. Ang ikawalumpu't unang elemento ay ipinakilala sa mga haluang metal (kadalasan ay nakabatay sa lead) na nagbibigay sa kanila ng acid resistance, lakas, at wear resistance. Ang haluang metal ng 70% Pb, 20% Sn at 10% Tl ay lumalaban sa nitric at hydrochloric acid. Ang bearing alloy ay 72% Pb, 15% Sb, 5% Sn at 8% Tl na nakahihigit sa pinakamahusay na tin bearing alloys. Habang gumagana ang mga bearings na ito, natutunaw ang thallium, na bumubuo ng isang pampadulas na nagpapahaba ng buhay ng mga bearings. Tulad ng thallium mismo, marami sa mga haluang metal nito ay may mababang punto ng pagkatunaw, halimbawa, ang thallium amalgam (isang haluang metal na may mercury) na naglalaman ng 8.5% Tl ay nagpapatigas lamang sa –59 °C, kaya ginagamit ito sa mga low-temperature thermometer, liquid seal at switch, nagtatrabaho sa Far North, Antarctica o stratospheric na pananaliksik. Ang Thallium ay ginamit sa gamot sa loob ng mahabang panahon - mula 1912 hanggang 1930. Ang mga compound ng Thallium ay malawakang ginagamit upang gamutin ang tuberculosis at dysentery. Gayunpaman, dahil sa mataas na toxicity ng thallium compounds (maliit ang pagkakaiba sa pagitan ng therapeutic at toxic na dosis), ang saklaw ng paggamit ng metal na ito ay limitado sa pag-alis ng buhok sa paggamot ng ringworm - thallium salts sa maliliit na dosis ay humantong sa pansamantalang pagkakalbo. Mula noong unang bahagi ng 1980s, ang paggamit ng radioactive isotope 201Tl (half-life 72.912 oras) para sa pag-diagnose ng mga sakit ay patuloy na tumataas. ng cardio-vascular system at mga sakit sa oncological. Ang isa pang radioisotope ng thallium, ang β-emitter 204Tl (half-life 3.78 taon), ay ginagamit sa instrumentasyon upang masubaybayan ang kapal ng iba't ibang mga materyales. Ginagamit din ang mga 204Tl β-ray upang alisin ang static na kuryente mula sa mga produktong papel, tela at pelikula.
Produksyon
Sa kabila ng katotohanan na ang thallium ay natuklasan noong 1861, at maraming mga siyentipiko ang nag-aral ng mga katangian nito, ang "kontrobersyal" na elementong ito sa loob ng mahabang panahon ay hindi maaaring sakupin ang "niche" nito sa anumang lugar ng industriya. Bilang resulta, ang industriyal-scale na produksyon ng thallium metal ay nagsimula lamang noong 1920s. Ngayon, gayunpaman, tulad noong nakaraang siglo, ang pangunahing pinagmumulan ng walumpu't unang elemento ay sulfide metal ores. Kapag sila ay pinayaman, ang thallium ay napupunta sa zinc, copper at lead (pangunahin) concentrates. Gayunpaman, kahit na sa enriched concentrates ang nilalaman ng thallium ay hindi lalampas sa 10-3%; natural, ang naturang produkto ay hindi maaaring ituring bilang isang hilaw na materyal para sa pang-industriya na produksyon ng walumpu't unang elemento. Para sa kadahilanang ito, ang mga pinagmumulan ng direktang produksyon ng thallium ay basura mula sa lead, sulfuric acid, zinc at copper production (flue dust), na nabuo sa panahon ng pag-ihaw ng enriched sulfide ores. Bilang karagdagan, ang slag na nakolekta sa panahon ng metal smelting ay isa ring hilaw na materyal para sa produksyon ng thallium.
Karaniwan, ang pagpili ng paraan para sa pagproseso ng mga hilaw na materyales ay nakasalalay sa komposisyon nito, dahil ang thallium ay nakuha sa kumbinasyon ng isang bilang ng iba pang mga elemento. Ang mga tunay na scheme para sa pagproseso ng mga polymetallic ores ay napaka-kumplikado at kasama ang isang malaking bilang ng mga pyro- at hydrometallurgical na operasyon, at napapailalim din sa patuloy na pagsasaayos depende sa mga pagbabago sa komposisyon ng mga naprosesong hilaw na materyales.
Ang mga concentrate na mayaman sa walumpu't unang elemento ay nakuha sa pamamagitan ng sublimation method, kung saan ang thallium sa panahon ng pagpapaputok ay maaaring mag-volatilize sa parehong isang oxidizing at isang pagbabawas na kapaligiran, na ginagawang posible upang pagsamahin ang produksyon ng thallium-enriched sublimates sa mga proseso para sa pagkuha. iba pang mahahalagang elemento. Ang pinakamataas na pagpapayaman sa thallium ay nakakamit sa pamamagitan ng paggamit ng chlorinating roasting (kasama ang pagdaragdag ng sodium chloride o sylvinite). Ang sodium chloride na nabuo sa panahon ng reaksyon sa mga temperatura sa itaas 600 ° C ay may mahusay na pagkasumpungin at halos ganap na sublimes. Bilang resulta ng oxidative roasting, bilang karagdagan sa chloride, ang thallium oxide Tl2O ay na-sublimate at ang mga particle na tulad ng alikabok ng thallium sulfate, sulfide at silicate ay mekanikal na nakukuha ng daloy ng gas. Sa alikabok at mga sublimate na nakuha sa mga proseso ng pagbabawas, ang bahagi ng thallium ay maaaring nasa anyo ng metal. Susunod, ang mga sublimate ay na-leached ng tubig, at ang proseso ay dapat na isagawa sa patuloy na pag-init, dahil ang solubility ng thallium ay lubos na nakasalalay sa temperatura. Minsan ang water leaching ay pinapalitan ng leaching na may mahinang solusyon sa soda, na pumipigil sa paglipat ng mga chlorides ng iba pang mga metal, tulad ng cadmium, sa solusyon. Kung ang karamihan sa thallium ay naroroon sa anyo ng mga matipid na natutunaw na compound, pagkatapos ay ginagamit ang leaching na may dilute sulfuric acid. Pagkatapos ng leaching mula sa mga may tubig na solusyon, ang thallium (ayon sa iba't ibang mga teknolohikal na pamamaraan) ay pinakawalan sa anyo ng sulfide, chloride, iodide, chromate, trivalent thallium hydroxide o thallium metal sa pamamagitan ng sementasyon - pag-ulan na may zinc dust o amalgam:
Tl2SO4 + Zn → ZnSO4 + 2Tl
Sa kaso ng pag-ulan ng walumpu't unang elemento sa anyo ng sulfide (na may mainit na solusyon ng sodium sulfide), ang pinaka kumpletong pagkuha ng metal mula sa solusyon ay nakamit. Gayunpaman, ang pamamaraang ito ay hindi pumipili - lahat ng thallium satellite metal ay bumubuo ng mga hindi matutunaw na sulfide, kaya ang pamamaraang ito ay ginagamit lamang para sa mga hilaw na materyales na may kaunting mga impurities. Ang concentrate ng Thallium sulfide ay na-leach sa isang solusyon ng zinc sulfate, at ang thallium sulfate ay pumasa sa solusyon:
Tl2S + ZnSO4 → Tl2SO4 + ZnS
Ang Thallium metal ay nakahiwalay sa nagresultang solusyon sa pamamagitan ng sementasyon.
Ang modernong purification ng thallium ay binubuo ng pagkuha nito mula sa sulfate-containing solutions na may solusyon ng iodine na may halong 50% na solusyon ng tributyl phosphate sa kerosene, na sinusundan ng muling pagkuha mula sa organic phase na may sulfuric acid (300 g/l) na may pagdaragdag ng 3% hydrogen peroxide. Ang metal ay nakahiwalay mula sa mga muling pag-extract sa pamamagitan ng carburization sa mga sheet ng zinc, na gumagawa ng isang metal na may espongha na istraktura, na pinindot sa mga briquette at natunaw sa ilalim ng isang layer ng alkali sa temperatura na 350-400 °C. Sa mga bihirang kaso, upang makakuha ng thallium metal, ang electrolysis ng thallium sulfate solution sa isang aluminum cathode ay ginagamit. Ang katotohanan ay ang metal na nakuha sa pamamaraang ito ay naglalaman ng isang medyo malaking halaga ng mga impurities (0.05%) ng lead, cadmium, iron, zinc at iba pa. Upang makakuha ng high-purity na metal, ang electrolytic refining ay isinasagawa gamit ang isang natutunaw na anode mula sa magaspang na thallium at isang katod mula sa purified thallium; ang mga electrolyte ay mga thallium salts: sulfate o perchlorate. Ang resulta ay thallium na may kabuuang nilalaman ng mga dayuhang impurities na mas mababa sa 10-4%. Ang pinakadalisay na metal (99.9999%), na kinakailangan para sa teknolohiya ng semiconductor, ay nakuha sa pamamagitan ng paglilinis gamit ang mga crystallophysical na pamamaraan: zone melting o ang Czochralski method.
Ang produksyon ng mundo ng bihirang walumpu't isang elemento ay hindi gaanong nagbabago at humigit-kumulang 15 tonelada bawat taon. Ang parehong ay hindi masasabi tungkol sa presyo ng metal na ito - dahil sa pag-unlad ng mga bagong teknolohiya, ang presyo ng thallium ay tumaas nang malaki kumpara sa kalagitnaan ng ika-20 siglo. Ang mga pangunahing tagapagtustos ng thallium sa pandaigdigang merkado ay ang Belgium, Canada, France, Germany, Russia, at Great Britain.
Mga katangiang pisikal
Kahit na mga dekada pagkatapos ng pagtuklas nito, ang thallium ay nanatiling misteryong elemento para sa mga mineralogist, physicist at chemist sa buong mundo. Walang nakakagulat sa katotohanan na ang mga siyentipiko noong panahong iyon ay tinatawag na thallium - isang metal na may mga kakaiba - pagkatapos ng lahat, sa sarili nitong paraan. mga katangian ng kemikal ito ay katulad ng mga metal na alkali (madaling na-oxidized, ang thallium hydroxide ay natutunaw sa tubig at isang malakas na base) at kasabay nito ay marami ang pagkakatulad sa pilak (mababa ang solubility ng chloride, bromide at iodide sa tubig). Hitsura at sa maraming mga pisikal na katangian (densidad, tigas, punto ng pagkatunaw) ang thallium ay kahawig ng tingga, na, sa pamamagitan ng paraan, ay kapitbahay ng walumpu't unang elemento sa periodic table. Sa pagkakataong ito, ang Pranses na chemist na si Jean Baptiste Dumas, isa sa mga payunir sa larangan ng pagsasaliksik sa mga katangian ng thallium, ay sumulat: “Hindi magiging pagmamalabis kung, mula sa pananaw ng karaniwang tinatanggap na klasipikasyon ng mga metal, sinasabi natin na pinagsasama ng thallium ang magkasalungat na katangian na nagpapahintulot sa atin na tawagin itong isang paradoxical metal.” . Sinabi rin ng sikat na chemist na ang thallium sa mga metal ay ang parehong "itim na tupa" bilang ang platypus sa mga hayop - ang kamangha-manghang nilalang na ito ay isang mammal, ngunit tulad ng mga ibon at amphibian ay nangingitlog ito; ang katawan nito ay nababalutan ng balahibo, ngunit mayroon itong tuka ng itik at may webbed na mga paa. Gayunpaman, ang Pranses na chemist ay naniniwala na ang metal na kanyang pinag-aaralan, sa kabila ng lahat ng "kakaiba" nito, ay "magagawang isang panahon sa kasaysayan ng kimika."
Ang mga elemento ng pangunahing subgroup ng ikatlong pangkat, kabilang ang thallium, ay nailalarawan sa pagkakaroon ng tatlong electron sa panlabas na layer ng elektron ng atom. Ang pagsasaayos ng mga panlabas na electron ng thallium ay 6s26p; atomic radius 1.71 A, ionic radii: Tl+ 1.49 A, Tl3+ 1.05 A. Ang simpleng substance na thallium ay isang mabigat (density 11.849 g/cm3) malambot na kulay-abo-puting metal na may mala-bughaw na tint, ngunit dahil sa mabilis na oksihenasyon sa hangin mabilis itong kumukupas , nakakakuha ng maruming kulay. Ang Thallium ay napaka-ductile at malambot (madaling putulin gamit ang kutsilyo). Ang paglalarawang ito ay nagpapaalala pisikal na katangian lead (density 11.34 g/cm3) o ilang alkali metal (halimbawa, ang lithium ay madaling maputol gamit ang kutsilyo). Ang Thallium ay umiiral sa tatlong pagbabago: sa isang presyon ng 0.1 Mn/m2 (1 kgf/cm2) at isang temperatura sa ibaba 233 °C mayroon itong hexagonal close-packed na sala-sala na may mga parameter na a = 3.4496 A at c = 5.5137 A, sa itaas ng 233 ° C - body-centered cubic (a = 4.841 A), sa mataas na presyon 3.9 H/m2 (39,000 kgf/cm2) - face-centered cubic. Sa mga tuntunin ng punto ng pagkatunaw nito (para sa thallium ito ay 303.6 ° C), ang walumpu't unang elemento ay kahawig din ng tingga, na ang solid-liquid transition temperature ay 327.4 ° C. Ang parehong naaangkop sa mga punto ng kumukulo - para sa thallium 1457 °C, para sa tingga - 1740 °C.
Ang tiyak na kapasidad ng init ng thallium sa mga temperatura mula 20 hanggang 100 °C ay 0.13 KJ/(kg K) o 0.031 cal/(g °C). Ang koepisyent ng temperatura ng linear expansion para sa thallium ay 28 10-6 sa 20 °C at 41.5 10-6 sa 240-280 °C. Ang thermal conductivity ng walumpu't unang elemento ay 38.94 W/(m∙K), na 0.093 cal/(cm sec °C). Ang electrical resistivity ng thallium sa 0 °C ay 18 10-6 ohm∙cm. Ang temperatura coefficient ng electrical resistance ng thallium ay bumababa sa pagtaas ng temperatura: 5.177 10-3 - 3.98 10-3 (0-100 °C). Ang Thallium ay diamagnetic, ang tiyak na magnetic susceptibility nito sa 30 °C ay -0.249 10-6. Ang temperatura ng paglipat sa superconducting state para sa thallium ay 2.39 K. Ang cross section para sa pagkuha ng thermal neutrons ng isang thallium atom ay 3.4 ± 0.5 barn.
Mga katangian ng kemikal
Sa mga compound, ang thallium ay maaaring magpakita ng mga estado ng oksihenasyon ng +1 (Tl+) at +3 (Tl3+), na ang pinaka-matatag na compound ay ang mga kung saan ang walumpu't unang elemento ay nagpapakita ng positibong valence na +1. Ang mga compound ng Tl+ sa kanilang kemikal na pag-uugali ay kahawig ng mga compound ng potassium, sodium, silver at lead. Karamihan sa mga compound ng Tl(I) ay photosensitivity. Ang monovalent thallium ay maaaring ma-oxidized sa solusyon lamang na may malakas na oxidizing agent: hydrogen peroxide, persulfates, potassium permanganate, bromine o chlorine (mga elementong halogens ay nag-oxidize ng thallium lamang sa monovalent state). Ang mga compound ng Thallium na may higit na katangian na valence (+3) para sa isang elemento ng pangkat III ay hindi gaanong matatag. Ang mga compound ng Tl3+ ay malakas na oxidizing agent, hindi matatag sa init at sumasailalim sa hydrolysis. Nakukuha ang mga ito sa pamamagitan ng pag-oxidize ng mga Tl+ compound na may malakas na oxidizing agent (potassium persulfate K2S2O8, potassium bromate KBrO3 o bromine water). Sa pangkalahatan, ang mga thallium salt ay mas mahirap matunaw kaysa sa mga katulad na monovalent thallium salts. Bilang karagdagan, ang walumpu't unang elemento ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagbuo ng mga compound na may pormal na intermediate na estado ng oksihenasyon, kung saan ang ilan sa mga atomo ng thallium ay may estado ng oksihenasyon na +1, at ang iba pang bahagi - +3. Karaniwan, ang trivalent thallium ay bahagi ng isang kumplikadong anion sa kanila, halimbawa, ang isa sa mga thallium chlorides, Tl2Cl4, ay thallium (I) tetrachlorothallate (III): Tl+. O isa pang halimbawa: Tl+ –, kung saan gumaganap ang monovalent thallium bilang isang cation, at ang trivalent thallium ay bahagi ng complex anion.
Sa hangin, ang ibabaw ng metal na thallium ay mabilis na nag-oxidize, nagiging mapurol at natatakpan ng isang itim na pelikula ng mas mababang oksido Tl2O, na nagpapabagal sa karagdagang oksihenasyon:
4Tl + O2 → 2Tl2O
Ang Thallium (I) oxide Tl2O ay isang itim na mala-kristal na substansiya na madaling natutunaw sa tubig upang mabuo ang hydroxide TlOH. Ang Thallium (I) oxide ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pag-dehydrate ng thallium (I) hydroxide:
2TlOH → Tl2O + H2O
Kapag ang Tl2O ay pinainit sa hangin, ang thallium (III) oxide Tl2O3 ay maaaring makuha - isang itim na sangkap na may malakas na kakayahang mag-oxidize. Ang ozone ay nag-oxidize din ng thallium sa Tl2O3. Bilang karagdagan, ang thallium (III) oxide ay nabuo sa panahon ng maingat na thermal decomposition ng thallium nitrate Tl(NO3)3:
2Tl(NO3) → Tl2O3 + NO2 + NO
Sa temperaturang higit sa 500 °C sa hangin, ang Tl2O3 ay nagiging Tl2O.
Ang Thallium ay hindi tumutugon sa tubig na walang oxygen. Sa pagkakaroon ng oxygen, ang thallium ay natutunaw sa tubig upang bumuo ng natutunaw na monovalent thallium hydroxide:
4Tl + 2H2O + O2 → 4TlOH
Ang TlOH ay isang dilaw na mala-kristal na sangkap na nagpapakita ng mga katangian ng isang malakas na base na katulad ng alkali metal hydroxides. Kapag ang CO2 ay kumikilos sa isang TlOH na solusyon, ang thallium carbonate ay maaaring makuha:
2TlOH + CO2 → Tl2CO3 + H2O
Ang tambalang ito ay lubos na natutunaw sa tubig at ginagamit sa paghahanda ng iba pang mga compound ng thallium.
Upang maiwasan ang oksihenasyon, ang mga thallium ingots ay iniimbak sa ilalim ng isang layer ng distilled, pinakuluang (naglalaman ng mas kaunting dissolved oxygen) na tubig. Ang pakikipag-ugnayan sa mga alkohol, ang thallium ay bumubuo ng kaukulang mga alkohol:
2Tl + 2C2H5OH → 2C2H5OTl + H2
Kung ang reaksyong ito ay isinasagawa sa isang stream ng hangin, ang tubig at alkohol ay nabuo:
4Tl + 4C2H5OH + O2 → 4TlOC2H5 + 2H2O
Ang Thallium ay hindi natutunaw sa hydrochloric acid dahil sa passivation, dahil ang hindi matutunaw na chloride TlCl ay nabuo. Ngunit ang metal ay natutunaw nang maayos sa nitric acid; ang reaksyon ay nagpapatuloy nang mas masahol sa sulfuric acid. Ang Thallium ay hindi matutunaw sa hydrogen halides, formic, oxalic at acetic acid. Gayundin, ang walumpu't unang elemento ay hindi nakikipag-ugnayan sa alkalis (nang walang mga ahente ng oxidizing). Para sa kadahilanang ito, ang kaukulang mga tallate, MeTlO2, ay nakuha lamang sa pamamagitan ng pagsasama ng Tl2O3 oxide sa mga metal oxide.
Nasa temperatura ng silid, nakikipag-ugnayan ang thallium sa mga halogens. Ang lahat ng halides ng mono- at trivalent thallium ay kilala, pati na rin ang ilang kumplikadong halides na may pormal na intermediate na estado ng oksihenasyon ng thallium. Tulad ng silver halides, ang thallium fluoride TlF ay lubos na natutunaw sa tubig, habang ang TlCl chloride, TlBr bromide at TlI iodide ay hindi gaanong natutunaw. Kapag nakaimbak ng mahabang panahon sa liwanag o kapag pinananatili sa isang tunaw na estado, ang TlCl, TlBr at TlI ay nagdidilim dahil sa bahagyang pagkabulok:
2TlI → 2Tl + I2
Ang ikawalumpu't unang elemento ay tumutugon sa phosphorus, arsenic at sulfur kapag pinainit. Ang Thallium ay hindi nakikipag-ugnayan sa hydrogen, nitrogen, ammonium, carbon, silicon, boron at dry carbon monoxide.
Sa kumbinasyon ng sulfur, ang thallium ay nagbibigay ng mga sumusunod na derivatives: thallium sulfide (I) Tl2S - isang itim na mala-kristal na substansiya, hindi matutunaw sa tubig, isang intermediate na produkto sa paggawa ng thallium; Ang Thallium (I) sulfate Tl2SO4 ay isang puting pulbos, lubos na natutunaw sa tubig, at isang intermediate na produkto sa proseso ng pagkuha ng metal na thallium. Ang Thallium sulfide Tl2S ay halos quantitatively precipitated mula sa mga solusyon ng thallium salts na may hydrogen sulfide o ammonium sulfide sa bahagyang acidic, neutral at alkaline na media. Maaari rin itong makuha sa pamamagitan ng direktang synthesis mula sa mga elemento sa mataas na temperatura. Ang chemically pure thallium sulfate Tl2SO4 ay nakukuha sa pamamagitan ng pagtunaw ng thallium metal sa dilute sulfuric acid.