Википедија

Talijum

chemical element with atomic number 81

Talijum (Tl, lat. thallium) metal je IIIA grupe sa atomskim brojem 81.[3][4] Po boji u spektru nazvan je talijum od grčke reči thallos, što znači zelena grančica.[5] Talijum je meki, sivi postprelazni metal IIIA grupe periodnog sistema elemenata koji se ne nalazi slobodan u prirodi. Kada se izdvoji u čistom obliku sličan je kalaju, ali izložen vazduhu menja boju. Hemičari Vilijam Kruks i Klod-Ogast Lami su nezavisno jedan od drugog otkrili talijum 1861. u ostacima nakon proizvodnje sumporne kiseline. Oni su koristili novorazvijenu metodu plamena spektroskopija|plamene spektroskopije pri kojoj talijum daje karakteristične zelene spektralne linije. Kruks je ovom elementu dao ime talijum iz grčkog θαλλός (thallos) u značenju „zelena grančica”. Godinu kasnije, Lami je elektrolizom takođe izdvojio čisti talijum.

Talijum
Opšta svojstva
Ime, simboltalijum, Tl
Izgledsrebrnasto beo
U periodnome sistemu
Vodonik Helijum
Litijum Berilijum Bor Ugljenik Azot Kiseonik Fluor Neon
Natrijum Magnezijum Aluminijum Silicijum Fosfor Sumpor Hlor Argon
Kalijum Kalcijum Skandijum Titanijum Vanadijum Hrom Mangan Gvožđe Kobalt Nikl Bakar Cink Galijum Germanijum Arsen Selen Brom Kripton
Rubidijum Stroncijum Itrijum Cirkonijum Niobijum Molibden Tehnecijum Rutenijum Rodijum Paladijum Srebro Kadmijum Indijum Kalaj Antimon Telur Jod Ksenon
Cezijum Barijum Lantan Cerijum Prazeodijum Neodijum Prometijum Samarijum Evropijum Gadolinijum Terbijum Disprozijum Holmijum Erbijum Tulijum Iterbijum Lutecijum Hafnijum Tantal Volfram Renijum Osmijum Iridijum Platina Zlato Živa Talijum Olovo Bizmut Polonijum Astat Radon
Francijum Radijum Aktinijum Torijum Protaktinijum Uranijum Neptunijum Plutonijum Americijum Kirijum Berklijum Kalifornijum Ajnštajnijum Fermijum Mendeljevijum Nobelijum Lorencijum Raderfordijum Dubnijum Siborgijum Borijum Hasijum Majtnerijum Darmštatijum Rendgenijum Kopernicijum Nihonijum Flerovijum Moskovijum Livermorijum Tenesin Oganeson
In
↑
Tl
↓
Nh
živa ← talijum → olovo ‍
Atomski broj (Z)81
Grupa, periodagrupa 13 (borova grupa), perioda 6
Blokp-blok
Kategorija  postprelazni metal
Rel. at. masa (Ar)[204,382, 204,385] konvencionalna: 204,38
El. konfiguracija
po ljuskama
2, 8, 18, 32, 18, 3
Fizička svojstva
Tačka topljenja577 K ​(304 °‍C, ​579 °F)
Tačka ključanja1746 K ​(1473 °‍C, ​2683 °F)
Gustina pri s.t.11,85 g/cm3
tečno st., na t.t.11,22 g/cm3
Toplota fuzije4,14 kJ/mol
Toplota isparavanja165 kJ/mol
Mol. topl. kapacitet26,32 J/(mol·K)
Napon pare
P (Pa) 100 101 102
na T (K) 882 977 1097
P (Pa) 103 104 105
na T (K) 1252 1461 1758
Atomska svojstva
Elektronegativnost1,62
Energije jonizacije1: 589,4 kJ/mol
2: 1971 kJ/mol
3: 2878 kJ/mol
Atomski radijus170 pm
Kovalentni radijus145±7 pm
Valsov radijus196 pm
Linije boje u spektralnom rasponu
Spektralne linije
Ostalo
Kristalna struktura ​zbijena heksagonalna (HCP)
Zbijena heksagonalna (HCP) kristalna struktura za talijum
Brzina zvuka tanak štap818 m/s (na 20 °‍C)
Topl. širenje29,9 µm/(m·K) (na 25 °‍C)
Topl. vodljivost46,1 W/(m·K)
Elektrootpornost0,18 µΩ·m (na 20 °‍C)
Magnetni rasporeddijamagnetičan[1]
Magnetna susceptibilnost (χmol)−50,9·10−6 cm3/mol (298 K)[2]
Jangov modul8 GPa
Modul smicanja2,8 GPa
Modul stišljivosti43 GPa
Poasonov koeficijent0,45
Mosova tvrdoća1,2
Brinelova tvrdoća26,5–44,7 MPa
CAS broj7440-28-0
Istorija
Imenovanjepo grčkoj reči thallos: zeleni izdanak ili grančica
OtkrićeVilijam Kruks (1861)
Prva izolacijaKlod-Ogast Lami (1862)
Glavni izotopi
izotop rasp. pž. (t1/2) TR PR
203Tl 29,5% stabilni
204Tl syn 3,78 y β− 204Pb
ε 204Hg
205Tl 70,5% stabilni
reference • Vikipodaci

Talijum se pretežno oksiduje u oksidacionim stanjima +3 i +1 u vidu jonskih soli. Stanje +3 nalikuje drugim elementima iz talijumove grupe (bor, aluminijum, galijum, indijum). Međutim, stanje +1 koje je daleko poznatije kod talijuma nego kod spomenutih elemenata, podseća na hemiju alkalnih metala, a joni talijuma(I) su pronađeni geološki uglavnom u rudama na osnovu kalijuma. Ako se unesu u organizam, joni talijuma se ponašaju u mnogim osobinama poput jona kalijuma (K+) te ih jonska pumpa u živim ćelijama na isti način koristi.

U industrijskom obimu, talijum se ne dobija iz rude kalijuma, već kao nusproizvod refiniranja sulfidnih ruda teških metala. Oko 60-70% proizvedenog talijuma troši se u elektroničkoj industriji a ostatak koriste farmaceutska industrija i proizvodnja stakla.[6] Takođe se koristi i u infracrvenim detektorima. Radioaktivni izotop talijum-201 (kao rastvorljivi hlorid TlCl) koristi se u malim, neotrovnim količinama kao sredstvo za skeniranje u nuklearnoj medicini, tokom jedne vrste radioaktivnog testa rada srca. Rastvorljive soli talijuma (od kojih su mnoge gotovo bez ukusa) su veoma otrovne u većim količinama, a istorijski su se koristile kao otrov za pacove i insekticid. Korištenje ovih jedinjenja je zabranjeno u mnogim državama zbog njihove neselektivne toksičnosti. Zanimljivo je da trovanje talijumom ima za rezultat ispadanje kose. Zbog svoje popularnosti kroz istoriju kao sredstvo za trovanje, talijum je stekao status kao otrov trovača (zajedno sa arsenom).[7]

Istorija

uredi

Talijum (grč. θαλλός, lat. thallos, u značenju „zelena grančica”)[8] otkriven je pomoću plamene spektroskopije 1861. godine[9] Ime mu potiče od svetlih zelenih spektralnih emisionih linija.[10]

Nakon što su Robert Bunzen i Gustaf Kirhof[11] objavili poboljšanu metodu plamene spektroskopije i otkrića cezijuma i rubidijum 1859. i 1860, plamena spektroskopija je postala prihvaćena metoda za određivanje sastava minerala i hemijskih proizvoda. Vilijam Kruks i Klod-Ogast Lami su takođe počeli da koriste ovu novu metodu. Kruks ju je koristio za spektroskopsko određivanje telura u jedinjenjima selena čuvanih u olovnim posudama u fabrici sumporne kiseline u blizini sela Aberod u planinskom vencu Harc. Za svoje proučavanje selen cijanida dobio je uzorke nekoliko godina ranije od Ogasta Hofmana.[12][13]

Godine 1862. Kruks je uspeo da izdvoji male količine novog elementa i da odredi osobine nekoliko jedinjenja.[14] Klod-Ogast Lami je koristio spektrometar sličan Kruksovom za određivanje sastava supstanci koje su sadržavale selen, a koje su se izdvojile tokom proizvodnje sumporne kiseline iz pirita. On je takođe primetio novu zelenu liniju u spektru i zaključio da je prisutan neki novi element. Lami je ovaj materijal dobio iz fabrike sumporne kiseline njegovog prijatelja Freda Kulmana, a taj nusproizvod je bio dostupan u velikim količinama. Lami je iz tog izvora počeo da izoluje novi element.[15] Činjenica da je Lami mogao da radi s velikim količinama talijuma omogućila mu je da odredi osobine nekoliko njegovih jedinjenja, a osim toga uspeo je i da sačini mali ingot metalnog talijuma, topeći talijum dobijen elektrolizom iz talijumovih soli.

Oba naučnika koja su nezavisno otkrila talijum i izvršila veći deo posla, naročito izdvajanje metalnog talijuma koje je učinio Lami, ipak je Kruks težio da osigura svoje mesto kao prvog otkrivača. Lami je dobio medalju na Međunarodnoj izložbi u Londonu 1862. za otkriće novog i vrlo velikog izvora talijuma, a nakon žestokog protesta i Kruks je takođe dobio medalju za talijum, za otkriće novog elementa. Kontroverza između dva naučnika nastavljena je tokom 1862. i 1863. Ipak, diskusija i prepirka je utihnula nakon što je Kruks izabran za člana Kraljevskog društva u junu 1863.[16][17]

Pretežna upotreba talijuma u to vreme bila je u vidu otrova za glodare. Nakon nekoliko nesretnih slučajeva, ovaj otrov je zabranjen za upotrebu u SAD predsedničkom izvršnom uredbom broj 11643 u februaru 1972. U narednim godinama, i mnoge druge države su takođe zabranile upotrebu talijuma kao otrova za glodare.[18]

Osobine

uredi
 
Talijum u zaštitnoj atmosferi argona

Talijum je ekstremno mek, kovan metal koji se vrlo lako može rezati nožem pri sobnoj temperaturi. Ima metalni sjaj, a kada se izloži vazduhu vrlo brzo tamni sa plavo-sivom nijansom debelog sloja oksida, slično olovu. Elementarni talijum se može zaštititi od oksidacije čuvanjem u nafti. U prisustvu vode nastaje talijum-hidroksid. Sumporna i azotna kiselina vrlo brzo rastvaraju talijum dajući soli talijum(I)-sulfata odnosno talijum(I)-nitrata, dok hlorovodonična kiselina s njim gradi nerastvorljivo jedinjenje talijum(I)-hlorid.[19] Njegov standardni elektrodni potencijal iznosi -0,34, što je neznatno više od potencijala željeza (-0,44).

Hemijske

uredi

Dva osnovna oksidaciona stanja talijuma su +1 i +3. U oksidacionom stanju +1 većina njegovih jedinjenja je dosta slična odgovarajućim jedinjenjima kalijuma i srebra (jonski radijus talijuma(I) je 1,47 Å dok kod kalijuma iznosi 1,33 Å a kod srebra 1,26 Å), što je jedan od razloga zašto se talijum smatrao alkalnim metalom u Evropi nekoliko godina neposredno nakon otkrića.[20] Na primer, u vodi rastvorljivi i veoma bazni talijum(I)-hidroksid reaguje sa ugljen dioksidom dajući u vodi rastvorljivi talijum karbonat. Sličnost sa jedinjenjima srebra posmatrana je kod halida, oksida i sulfidnih jedinjenja. Talijum(I)-bromid je fotosenzitivno žuto jedinjenje vrlo slično srebro bromidu, dok su crni talijum(I)-oksid i talijum(I)-sulfid veoma slični srebro oksidu i srebro sulfidu.

Jedinjenja sa oksidacionim stanjem +3 slična su odgovarajućim jedinjenjima aluminijuma(III). Ona su umereno jaka oksidacijska sredstva, kao što to pokazuje i potencijal redukcije od +0,72 V za Tl3+ + 3 e− → Tl(č). Талијум(III)-oksid je crno jedinjenje u čvrstom stanju koji se raspada na temperaturi iznad 800 °C dajući talijum(I)-oksid i otpuštajući kiseonik.[19]

Izotopi

uredi

Talijum ima 25 izotopa sa atomskim masama koje se kreću u rasponu od 184 do 210. 203Tl i 205Tl su jedini stabilni izotopi, dok je 204Tl najstabilniji radioaktivni izotop sa vremenom poluraspada od 3,78 godina.[21] Izotop 205Tl predstavlja konačni proizvod raspada 4n+1 radioaktivnog lanca (takođe poznatog i kao neptunijumova serija)

Izotop 202Tl (vreme poluraspada 12,23 dana) se može dobiti u ciklotronu,[22] dok 204Tl se može proizvesti neutronskom aktivacijom stabilnog talijuma u nuklearnom reaktoru.[21][21][23] Izotop 201Tl (vreme poluraspada 73 sata), raspada se elektronskim zahvatom dajući Hg i x-zrake (energije 70-80 keV) te fotone energija 135 i 167 keV u odnosu od 10% od ukupne količine;[21] zbog toga taj izotop ima vrlo dobre osobine davanja rendgenske slike bez izlaganja pacijenta prekomernoj dozi zračenja. On je jedan od najpopularnijih izotopa koji se koriste za radiografsku scintigrafiju miokarda.[24] Izotop 208Tl (vreme poluraspada 3,05 minuta) nalazi se u prirodnom lancu raspada torijuma. Njegovi izražajni gama-zraci od 2615 keV su dominantna visokoenergetska obeležja koja se mogu posmatrati u prirodnom pozadinskom zračenju.

Reference

uredi
  1. ^ Lide, D. R., ur. (2005). „Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds”. CRC Handbook of Chemistry and Physics (PDF) (86th izd.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5. Arhivirano iz originala 03. 03. 2011. g. Pristupljeno 09. 01. 2021. 
  2. ^ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. str. E110. ISBN 0-8493-0464-4. 
  3. ^ Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga. 
  4. ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. izd.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6. 
  5. ^ Šimon Đarmati, Hemija opasnih materija, Viša politehnička škola, Beograd, 2006.
  6. ^ „Chemical fact sheet — Thallium”. Spectrum Laboratories. 1. 4. 2001. Arhivirano iz originala 21. 2. 2008. g. Pristupljeno 2. 2. 2008. 
  7. ^ Heather Hasan (2009). The Boron Elements: Boron, Aluminum, Gallium, Indium, Thallium. Rosen Publishing Group. str. 14. ISBN 978-1-4358-5333-1. 
  8. ^ Liddell, Henry George; Scott, Robert (ur.) "θαλλος Arhivirano 2016-04-15 na sajtu Wayback Machine", u A Greek–English Lexicon, Oxford University Press.
  9. ^ Talij su, radeći nezavisno jedan od drugo, otkrili William Crookes i Claude Auguste Lamy:
  10. ^ Weeks Mary Elvira (1932). „The discovery of the elements. XIII. Supplementary note on the discovery of thallium”. Journal of Chemical Education. 9 (12): 2078. Bibcode:1932JChEd...9.2078W. doi:10.1021/ed009p2078. 
  11. ^ G. Kirchhoff; R. Bunsen (1861). „Chemische Analyse durch Spectralbeobachtungen”. Annalen der Physik und Chemie. 189 (7): 337—381. Bibcode:1861AnP...189..337K. doi:10.1002/andp.18611890702. 
  12. ^ William Crookes (1862). „Preliminary Researches on Thallium”. Proceedings of the Royal Society of London. 12 (0): 150—159. JSTOR 112218. doi:10.1098/rspl.1862.0030. 
  13. ^ William Crookes (1863). „On Thallium”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 153 (0): 173—192. JSTOR 108794. doi:10.1098/rstl.1863.0009. 
  14. ^ Robert K. DeKosky (1973). „Spectroscopy and the Elements in the Late Nineteenth Century: The Work of Sir William Crookes”. The British Journal for the History of Science. 6 (4): 400—423. JSTOR 4025503. doi:10.1017/S0007087400012553. 
  15. ^ Claude-Auguste Lamy (1862). „De l'existencè d'un nouveau métal, le thallium”. Comptes Rendus. 54: 1255—1262. 
  16. ^ Frank A. J. L. James (1984). „Of 'Medals and Muddles' the Context of the Discovery of Thallium: William Crookes's Early”. Notes and Records of the Royal Society of London. 39 (1): 65—90. JSTOR 531576. doi:10.1098/rsnr.1984.0005. 
  17. ^ John Emsley (2006). „Thallium”. The Elements of Murder: A History of Poison. Oxford University Press. str. 326—327. ISBN 978-0-19-280600-0. 
  18. ^ „Thallium”. Minerals yearbook metals, minerals, and fuels. 1. Urednici odjeljenja za obojene metale. Geološki zavod SAD. 1972. str. 1358. 
  19. ^ a b Arnold F. Holleman; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). „Thallium”. Lehrbuch der Anorganischen Chemie (na jeziku: nemački) (91–100 izd.). Walter de Gruyter. str. 892—893. ISBN 3-11-007511-3. 
  20. ^ Crookes William (1864). „On Thallium”. The Journal of the Chemical Society, London. Harrison & Sons. XVII: 112—152. doi:10.1039/js8641700112. Pristupljeno 13. 1. 2012. 
  21. ^ a b v g Audi Georges; Bersillon O.; Blachot J.; Wapstra A.H. (2003). „The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties”. Nuclear Physics A. Atomic Mass Data Center. 729 (1): 3—128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. 
  22. ^ „Thallium Research”. United States Department of Energy. Arhivirano iz originala 13. 04. 2009. g. Pristupljeno 13. 5. 2010. 
  23. ^ „Manual for reactor produced radioisotopes” (PDF). International Atomic Energy Agency. 2003. Pristupljeno 13. 5. 2010. 
  24. ^ Jamshid Maddahi; Daniel Berman (2001). „Detection, Evaluation, and Risk Stratification of Coronary Artery Disease by Thallium-201 Myocardial Perfusion Scintigraphy 155”. Cardiac SPECT imaging (2 izd.). Lippincott Williams & Wilkins. str. 155—178. ISBN 978-0-7817-2007-6. 

Literatura

uredi
  • Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (II izd.). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419. 

Spoljašnje veze

uredi
 
Talijum na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wiki.x.io/w/index.php?title=Талијум&oldid=28885394”