Талій — хімічний елемент із атомним номером 81 та відповідна проста речовина, перехідний метал. Електронна конфігурація [Xe]4f146s25d106p1; група 13, період 6, p-блок. Природний Tl складається з двох стабільних ізотопів 203Tl і 205Tl (основний). Ступені окиснення: +3 (оксидант), +1 (стабільний). Сполуки, які мають стехіометрію іншу, ніж та, що відповідає Tl(І) і Tl(ІІІ), містять змішані ступені окиснення (пр., TlBr2 = TlІ[ TlIIIBr4]). Tl(І) слабо-, а Tl(ІІІ) — сильнокомплексотворні. Оксиди: оксид талію(І) Tl2О, оксид талію(ІІІ) Tl2О3. Талійорганічні сполуки: TlMe3 (спалахують на повітрі), TlC5Н5, TlOR — полімерні.
Проста речовина — талій, є металом, з температурою плавлення 303,5 ºC, температурою кипіння 1457 °С, густиною 11,85 г см–3. Талій взаємодіє з сіркою, галогенами, слабо розчинний у розведених кислотах, легко — у HNO3.
Історія
Відкритий у 1861 р. англ. фізиком і хіміком Вільямом Круксом за допомогою за характерною зеленою лінією в спектрі (звідси назва: від грецьк. thallós — молода, зелена гілка). Чистий металічний талій незалежно одержаний Круксом і франц. хіміком Клодом-Огюстом Ламі в 1862 р.
Назву елемент отримав за характерними зеленими лініями свого спектру і зеленим забарвленням полум'я. Від грец. θαλλος — молода зелена галузка.
Властивості
Атомна маса 204,37. У природі існує два стабільних ізотопи — 203Tl і 205Tl. Радіоактивні ізотопи: 207Tl — 210Tl. Оксиди: Tl2O, Tl2O3.
Подібно до лужних металів (Li-Fr) талій є одновалентним Tl+. TlOH є сильною основою (луг), жовтого кольору. Також утворює (подібні до лужних меалів) політіосульфіди, алкоголяти. Tl2CO3, Tl2SO4, Tl4[Fe(CN)6] — розчинні у воді сполуки, а Tl2[PtCl6] — нерозчинна у воді сіль подібно до K2[PtCl6]. Подібно до калію, рубідію, амонію талій утворює галуни: TlAl(SO4)·12H2O, TlU(SO4)·12H2O. В ряду галогенідів TlF→TlI та AgF→AgI розчинність солей падає (фториди обох металів добре розчиняються у воді).
Деякими своїми властивостями (фізичними та хімічними) талій нагадує свинець. Він важкий, м'який та легкоплавний метал. Хромат та йодид талію — жовтого кольору, нерозчинні у воді солі. Tl3+ подібний до своїх аналогів — індію, галію, алюмінію. Проте тривалентний талій не утворює галуни. Tl3+ — активний окисник, на відміну від своїх аналогів по групі. Цим він подібний до свинцю (IV) та золота (III).
Проста речовина — талій. Блакитно-сірий, важкий, м'який та легкоплавний метал. При температурі нижче 233 °C має щільноупаковану гексагональну кристалічну ґратку, вище 233 °С — об'ємноцентровану кубічну ґратку. При тиску 3,9 ГПа ґратка гранецентрована кубічна. Густина 11849 кг/м³. tплав 303,6 °C, tкип 1457 °C. За своїми фізичними та хімічними властивостями талій нагадує свинець. На повітрі легко окиснюється і швидко тьмяніє; з галогенами і киснем взаємодіє при нормальних умовах, з сіркою і фосфором — при нагріванні.
Отримання
У промислових масштабах талій попутно вилучають при переробці сульфідних руд кольорових металів (Pb, Zn, Cu). Його вилучають з промпродуктів свинцевого, цинкового і мідного виробництв. Технічно чистий талій очищають від інших елементів, що містяться в колошниковому пилу (Ni, Zn, Cd, In, Ge, Pb, As, Se, Te), розчиненням в теплій розведеній кислоті з наступним осадженням нерозчинного сульфату свинцю і додаванням HCl для осадження хлориду талію (TlCl). Подальше очищення досягається електролізом сульфату талію у розбавленій сірчаній кислоті з використанням платинового дроту та виділенням талію в атмосфері водню при 350–400 °С.
Поширення
Середній вміст талію в земній корі (кларк) 4,5·10−5 % (мас), зокрема в ультраосновних породах 10−6 %, в основних породах 2×10−5 %, у морській воді 0,01 мкг/л. Як і лужні метали, талій концентрується у верхній частині земної кори — в гранітному шарі, в якому його вміст 1,5×10–4 %.
Талій належить до розсіяних елементів. Міститься у обманках і цинку, міді й заліза, у калійних солях і слюдах. Відомо лише 7 мінералів талію ( (Cu, Tl, Ag)2Se, лорандит TlAsS2, (врбаїт) Tl4Hg3Sb2As8S20 (або TlSbAs2S5), (Pb, Tl)S• Ag2S•5As2S5, (авіценіт) Tl2O3 і ін.), усі вони вкрай рідкісні.
Талій як ізоморфна домішка входить до кристалічної ґратки ґаленіту, сфалериту, марказиту. Головна маса талію пов'язана із сульфідами й насамперед з дисульфідами заліза. У піриті він установлений в 25 % проаналізованих зразків. Його вміст у дисульфідах заліза нерідко становить 0,1–0,2 %, а іноді досягає 0,5 %. У галеніті вміст талію становить 0,003–0,1 %. Високі концентрації талію в дисульфідах і галенітах характерні для низькотемпературних свинцево-цинкових родовищ у вапняках. У деяких сульфосолях вміст талію сягає 0,5 %. Невелика кількість талію зустрічається в багатьох інших сульфідах, наприклад у сфалеритах і халькопіритах деяких мідноколчеданних родовищ його вміст коливається від 25 до 50 г/т.
Найбільша геохімічна подібність талію спостерігається до К, Rb, Cs, Pb, Ag, Cu, Bi. Талій легко мігрує в біосфері. Із природних вод він сорбується вугіллям, глинами, гідроксидами марганцю, накопичується при випаровуваннях води (напр., в озері Сиваш до 5×10−8 г/л). Виявлений у калієвих мінералах (слюді, польових шпатах), сульфідних рудах: галеніті, сфалериті, марказиті (до 0,5 %), кіноварі.
Ізотопи
Природній талій складається з двох різних ізотопів. Обидва вони стабільні.
Масове число | Частка у природному талії | Період напіврозпаду |
---|---|---|
203 | 29,524 % | ∞ |
205 | 70,48 % | ∞ |
Загалом відомо 66 ізотопів талію з масовими числами від 176 до 217, 24 з яких — метастабільні. З нестабільних ізотопів, найбільші періоди напіврозпаду мають 204Tl (3,8 років) і 202Tl (12,3 днів).
Застосування
Талій і його сполуки мають невелике за обсягом, але різноманітне застосування.
Сполуки талію використовують у виробництві оптичного скла, фотоелементів, як компонент легкоплавких і підшипникових сплавів, у приладах для визначення кисню у воді тощо.
Галогеніди талію добре пропускають інфрачервоне проміння. Тому їх використовують в оптичних приладах, що працюють в інфрачервоній ділянці спектра. Монокристали твердих розчинів галогенідів TlBr — TlI і TlCl — TlBr (технічні марки КРС-5 і КРС-6) використовують для виготовлення оптичних деталей у приладах інфрачервоної техніки.
Карбонат талію застосовують для виготовлення скла, що має високу здатність до заломлення. Талій входить до складу речовини електрода селенового випрямляча, є активатором багатьох люмінофорів. Сульфід талію використовують у фотоелементах. Металічний талій — компонент багатьох свинцевих сплавів: підшипникових, кислототривких, легкоплавких.
Кристали TlCl і TlCl-TlBr — як радіатори лічильників Черенкова. Оксид Tl2O входить до складу деяких оптичних стекол. Сульфіди, оксисульфіди, селеніди, телуриди — компоненти напівпровідникових матеріалів, що використовуються при виготовленні фотоопорів, напівпровідникових випрямлячів, відіконів. Водний розчин суміші мурашиної кислоти і малоновокислого талію (важка (рідина Клерічі)) застосовують для розділення мінералів за щільністю. Амальґама талію, яка твердне при -59 °С, застосовується в низькотемпературних термометрах. Металевий талій використовують для одержання підшипникових і легкоплавких сплавів, а також у кисне-витратомірах для визначення кисню у воді. Ізотоп 204Tl використовують як джерело β-випромінювання у радіоізотопних приладах.
Біологічна роль
Сполуки талію дуже отруйні, чим подібні до ртуті та свинцю. Так, сульфат талію використовують як ефективний засіб у боротьбі з гризунами. Токсичний, ГДК 0,1 мг/м³.
Див. також
- (Гідроксид талію)
- (Рідина Клерічі)
- (Талювання)
Література
- Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Інститут фізико-органічної хімії і вуглехімії імені Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: Вебер, 2008. — 758 с. .
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2013. — Т. 3 : С — Я. — 644 с.
Посилання
- ТАЛІЙ [ 1 квітня 2016 у Wayback Machine.] //Фармацевтична енциклопедія
- Талій // Універсальний словник-енциклопедія. — 4-те вид. — К. : Тека, 2006.
Примітки
- Isotopes of the Element Thallium [ 22 квітня 2021 у Wayback Machine.](англ.)
Це незавершена стаття з хімії. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет