خواص عنصر

ثابت های مادی و فراوانی وقوع در طبیعت

تانتالیوم

ایزوتوپ های عنصر

تانتالیوم طبیعی مخلوطی از یک ایزوتوپ پایدار و مقادیر کمی از یک ایزوتوپ رادیواکتیو با عمر کوتاه است. اگرچه ایزوتوپ 181 عمر کوتاهی دارد، اما همچنان در طبیعت وجود دارد، زیرا بارها و بارها تولید می شود، احتمالاً از طریق عمل تابش نوترون کیهانی بر روی ایزوتوپ پایدار 180.

خواص بیشتر

تانتالم یک فلز سنگین خاکستری روشن و براق و نسبتاً سخت است. بسیار سخت، الاستیک است و به راحتی می توان آن را به شکل خالص خود کشید و غلت داد. خواص مکانیکی تانتالیوم با گریدهای فولادی متوسط ​​برابر است. یکی از فلزاتی است که بالاترین نقطه ذوب و جوش را دارد. افزودن هیدروژن یا نیتروژن باعث افزایش سختی و شکنندگی فلز می شود. تانتالیوم متعلق به گروه وانادیوم است. در ترکیبات خود تقریباً تمام حالت های اکسیداسیون از III – تا V را تشکیل می دهد که حالت V پایدارترین و مهم ترین آن است. با توجه به پتانسیل نرمال منفی آن، تانتالیوم یک فلز پایه است. یک لایه اکسید محافظ بلافاصله در هوا تشکیل می شود و فلز را کاملا می پوشاند. به دلیل وجود این لایه اکسیدی در برابر اکثر اسیدها و بازها از جمله آبزیان مقاوم است. فقط توسط اسید هیدروفلوئوریک، اسید سولفوریک غلیظ داغ و قلیاهای ذوب شده مورد حمله قرار می گیرد. اکسیژن تانتالیوم را به اکسید تانتالیوم (V) اکسید می کند. با فلوئور در دمای اتاق و با کلر، برم و گوگرد فقط در دمای بالای 130 درجه سانتی گراد واکنش می دهد. تانتالیوم قادر است هیدروژن را در دمای اتاق و اکسیژن را در دمای بیش از 300 درجه سانتی گراد جذب کند.

کشف

در سال 1802 شیمیدان سوئدی آندریاس گوستاف اکهبرگ تانتالم را به شکل اکسید کشف و جدا کرد. او عنصر جدید را به نام پادشاه افسانه یونانی تانتالوس نامگذاری کرد. در سال 1814 برزلیوس نماد شیمیایی “تا” را پیشنهاد کرد. تانتالیم خالص تنها 100 سال بعد با کاهش هپتا فلوروتانتالات پتاسیم با سدیم تولید شد.

وقوع/تولید

تانتالیوم چهل و یکمین عنصر به وفور است و کمیاب است. این هرگز به طور ابتدایی در طبیعت رخ نمی دهد، فقط در ترکیبات. در غلظت های پایین بسیار گسترده است. بیشتر با نیوبیم به شکل نیوبات ها و تانتالات ها وجود دارد. ذخایر اصلی در استرالیا، برزیل، اوگاندا، نیجریه، کنگو، کانادا، کشورهای مستقل مشترک المنافع و غیره است. به دنبال آن، هضم شیمیایی مرطوب با اسید هیدروفلوئوریک و سولفوریک غلیظ، با استفاده از نمک های مذاب یا کلر انجام می شود. تانتالیوم با استخراج با حلال با تری بنزیلامین یا تقطیر پنتاکلرید از نیوبیوم جدا می شود. این فلز یا از طریق احیای هپتا فلوئوروتانتالات پتاسیم با سدیم، از طریق الکترولیز نمک ذوب شده، یا با احیای پنتا اکسید با کربن به دست می آید.

استفاده کنید

تانتالیوم به دلیل مقاومت و استحکام شیمیایی در ساخت دستگاه های شیمیایی یا برای پوشش راکتورهای شیمیایی، مبدل های حرارتی و غیره استفاده می شود. در صنعت برق در ساخت کاتدها در لوله های اشعه ایکس و الکترونی، یکسو کننده ها و خازن های تانتالیوم، باتری های ایزوتوپی و به عنوان یک گیرنده در لوله های الکترونی استفاده می شود. در پزشکی به عنوان ماده ای برای کاشت مفاصل، ناخن های استخوانی، پیچ های فک، نوک موچین و غیره استفاده می شود.

اتصالات مهم

ترکیبات مهم عبارتند از اکسیدها (به عنوان مثال Ta2O5) و پنتا هالید TaX5.

ساختمان

تانتالم در یک شبکه فلزی مکعبی در مرکز بدن متبلور می شود.