თალიუმი

თალიუმი

81Tl

204.38

4f14 5d10 6s1

თალიუმი (ლათ. Thallium; ქიმიური სიმბოლო — ${\ce {Tl}}$) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მეექვსე პერიოდის, მეცამეტე ჯგუფის (მოძველებული კლასიფიკაციით — მესამე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის, IIIა) ქიმიური ელემენტი. მისი ატომური ნომერია — 81, ატომური მასა — 204.38, t_დნ — 304 °C, t_დუღ — 1473 °C, სიმკვრივე — 11.85 გ/სმ³. რუხი ფერის მბზინვარე ლითონი. მიეკუთვნება მძიმე ლითონების ჯგუფს. ბუნებაში გვხვდება თალიუმის ორი სტაბილური იზოტოპი ${\ce {^{203}Tl}}$ (29.5 %) და ${\ce {^{205}Tl}}$ (70.5 %), აგრეთვე რადიოაქტიური იზოტოპები ${\ce {^{207}Tl}}$ — ${\ce {^{210}Tl}}$ — რადიოაქტიური მწკრივების წევრები. ხელოვნურად მიღებულია თალიუმის 37 იზოტოპი, რომელთა მასური რიცხვი მერყეობს 176-დან 216-მდე. 1861 წელს თალიუმი აღმოაჩინა ინგლისელმა მეცნიერმა უ. კრუქსმა. 1862 წელს ფრანგმა ქიმიკოსმა კ. ლამიმ პირველმა გამოყო თალიუმი და დაადგინა მისი ლითონური თვისებები.

თალიუმი, ₈₁Tl

ზოგადი თვისებები
მარტივი ნივთიერების ვიზუალური აღწერა	რუხი ფერის მბზინვარე ლითონი
სტანდ. ატომური წონა Ar°(Tl)	[204.382, 204.385] 204.38±0.01 (დამრგვალებული)
თალიუმი პერიოდულ სისტემაში
წყალბადი ჰელიუმი ლითიუმი ბერილიუმი ბორი ნახშირბადი აზოტი ჟანგბადი ფთორი ნეონი ნატრიუმი მაგნიუმი ალუმინი სილიციუმი ფოსფორი გოგირდი ქლორი არგონი კალიუმი კალციუმი სკანდიუმი ტიტანი ვანადიუმი ქრომი მანგანუმი რკინა კობალტი ნიკელი სპილენძი თუთია გალიუმი გერმანიუმი დარიშხანი სელენი ბრომი კრიპტონი რუბიდიუმი სტრონციუმი იტრიუმი ცირკონიუმი ნიობიუმი მოლიბდენი ტექნეციუმი რუთენიუმი როდიუმი პალადიუმი ვერცხლი კადმიუმი ინდიუმი კალა სტიბიუმი ტელური იოდი ქსენონი ცეზიუმი ბარიუმი ლანთანი ცერიუმი პრაზეოდიმი ნეოდიმი პრომეთიუმი სამარიუმი ევროპიუმი გადოლინიუმი ტერბიუმი დისპროზიუმი ჰოლმიუმი ერბიუმი თულიუმი იტერბიუმი ლუტეციუმი ჰაფნიუმი ტანტალი ვოლფრამი რენიუმი ოსმიუმი ირიდიუმი პლატინა ოქრო ვერცხლისწყალი თალიუმი ტყვია ბისმუტი პოლონიუმი ასტატი რადონი ფრანციუმი რადიუმი აქტინიუმი თორიუმი პროტაქტინიუმი ურანი (ელემენტი) ნეპტუნიუმი პლუტონიუმი ამერიციუმი კიურიუმი ბერკელიუმი კალიფორნიუმი აინშტაინიუმი ფერმიუმი მენდელევიუმი ნობელიუმი ლოურენსიუმი რეზერფორდიუმი დუბნიუმი სიბორგიუმი ბორიუმი ჰასიუმი მეიტნერიუმი დარმშტადტიუმი რენტგენიუმი კოპერნიციუმი ნიჰონიუმი ფლეროვიუმი მოსკოვიუმი ლივერმორიუმი ტენესინი ოგანესონი In ↑ Tl ↓ Nh ვერცხლისწყალი ← თალიუმი → ტყვია
ატომური ნომერი (Z)	81
ჯგუფი	13
პერიოდი	6 პერიოდი
ბლოკი	d-ბლოკი
ელექტრონული კონფიგურაცია	[Xe] 4f14 5d10 6s1
ელექტრონი გარსზე	2, 8, 18, 32, 18, 3
ელემენტის ატომის სქემა
ფიზიკური თვისებები
აგრეგეგატული მდგომ. ნსპ-ში	მყარი სხეული
დნობის ტემპერატურა	304 °C ​(577 K, ​579 °F)
დუღილის ტემპერატურა	1473 °C ​(1746 K, ​2683 °F)
სიმკვრივე (ო.ტ.)	11.85 გ/სმ3
სიმკვრივე (ლ.წ.)	11.22 გ/სმ3
დნობის კუთ. სითბო	4.14 კჯ/მოლი
აორთქ. კუთ. სითბო	165 კჯ/მოლი
მოლური თბოტევადობა	26.32 ჯ/(მოლი·K)
ნაჯერი ორთქლის წნევა P (პა) 1 10 100 1 k 10 k 100 k T (K)-ზე 882 977 1097 1252 1461 1758
ატომის თვისებები
ჟანგვის ხარისხი	−5, −2, −1, +1, +2, +3
ელექტროდული პოტენციალი	Tl←Tl+ −0.338 ვ Tl←Tl3+ 0.71 ვ
ელექტრო­უარყოფითობა	პოლინგის სკალა: 1.62
იონიზაციის ენერგია	1: 589.4 კჯ/მოლ 2: 1971 კჯ/მოლ 3: 2878 კჯ/მოლ
ატომის რადიუსი	ემპირიული: 170 პმ
კოვალენტური რადიუსი (rcov)	145±7 პმ
ვან-დერ-ვალსის რადიუსი	196 პმ
თალიუმის სპექტრალური ზოლები
სხვა თვისებები
ბუნებაში გვხვდება	პირველადი ნუკლიდების სახით
მესრის სტრუქტურა	მჭიდრო ჰექსაგონალური
ბგერის სიჩქარე	818 მ/წმ (20 °C)
თერმული გაფართოება	29.9 µმ/(მ·K) (25 °C)
თბოგამტარობა	46.1 ვტ/(მ·K)
კუთრი წინაღობა	0.18 ნომ·მ (20 °C)
მაგნეტიზმი	დიამაგნეტიკური
მაგნიტური ამთვისებლობა	3004491000000000000♠−50.9×10−6 სმ3/მოლ
იუნგას მოდული	8 გპა
წანაცვლების მოდული	2.8 გპა
დრეკადობის მოდული	43 გპა
პუასონის კოეფიციენტი	0.45
მოოსის მეთოდი	1.2
ბრინელის მეთოდი	26.5–44.7 მპა
CAS ნომერი	7440-28-0
ისტორია
სახელწოდება მომდინარეობს	after Greek thallos, green shoot or twig
აღმომჩენია	უილიამ კრუქსი (1861)
პირველი მიმღებია	კ. ლამი (1862)
თალიუმის მთავარი იზოტოპები
იზო­ტოპი გავრცე­ლება­დობა ნახევ. დაშლა (t1/2) რადიო. დაშლა პრო­დუქტი 201Tl სინთ 7000304210000000000♠3.0421 დღ-ღ ε 201Hg 203Tl 29.5% სტაბილური 204Tl სინთ 7000378000000000000♠3.78 წ β− 204Pb ε + β+ 204Hg 205Tl 70.5% სტაბილური
თალიუმი ვიკისაწყობში •

ისტორია

თალიუმი აღმოჩენილ იქნა სპექტრალური მეთოდით 1861 წელს ინგლისელი მეცნიერის უილიამ კრუქსის მიერ ქალაქ გარცის გოგირდმჟავის ქარხნის ტყვიის კამერების წიდებში. სუფთა ლითონური თალიუმი ერთმანეთისაგან დამოუკიდებლად იქნა მიღებული კრუქსის და ფრანგი ქიმიკოსის კლოდ-ოგიუსტონ ლამის მიერ 1862 წელს.

სახელწოდების წარმომავლობა

ელემენტმა სახელწოდება მიიღო სპექტრის დამახასიათებელი მწვანე ფერის ზოლების და ალის მწვანე გამო. ძვ. ბერძნ. θαλλός — ახალგაზრდა, მწვანე ტოტი.

ბუნებაში

თალიუმი — გაბნეული ელემენტია. შედის თუთიის, სპილენძის და რკინის მატყუარის, კოლჩედანების კალიუმის მარილების და ქარსების შემადგენლობაში. თალიუმი - მძიმე ლითონია. ცნობილია თალიუმის მხოლოდ შვიდი მინერალი (კუქსიტი (Cu, Tl, Ag)₂Se, ლორანდიტი TlAsS₂, ვრბაიტი Tl₄Hg₃Sb₂As₈S₂₀, გუტჩინსონიტი (Pb, Tl)S • Ag₂S • 5As₂S₅, ავიცენიტი Tl₂O₃, თალიუმის აზიდი TlN₃, თალიუმის პიკრატი C₆H₂(NO₂)₃OTl), ყველა ეს მინერალი ძალიან იშვიათია ბუნებაში. თალიუმის ძირითადი მასა დაკავშირებულია სულფიდებთან და უპირველეს ყოვლისა რკინის დისულფიდებთან. პირიტში ის არის შემადგენლობის 25 %. მისი შემცველობა რკინის დისულფიდებში ხშირად შეადგენს 0,1-0,2 %, ზოგჯერ აღწევს 0,5 %. გალენიტში თალიუმის შემცველობა მერყეობს 0,003-დან 0,1 %-მდე იშვიათად კი უფრო მეტიც. თალიუმის მაღალი კონცენტრაციები დისულფიდებში და გალენიტებში დამახასიათებელია დაბალტემპერატურული ტყვია-თუთიის კირქვების საბადოებისათვის. თალიუმის შემცველობა აღწევს 0,5 % ზოგიერთ სულფომარილებში. თალიუმის მცირე რაოდენობა გვხვდება სხვა ბევრ სულფიდებში, მაგალითად სფალერიტებში და ჰალკოპირიტებში, ზოგიერთ სპილენძის კოლჩედანის საბადოებში. მისი შემცველობა მერყეობს 25-დან 50 გრ/ტ-მდე. თალიუმი გეოქიმიურად ყველაზე ახლოს დგას K, Rb, Cs, ასევე Pb, Ag, Cu, Bi. თალიუმი ადვილად მიგრირებს ბიოსფეროში. ბუნებრივი წყლებიდან ის სორბირდება ნახშირით, თიხებით, მანგანუმის ჰიდროქსიდებით, გროვდება წყლის აორთქლებით (მაგალითად, ტბა სივაში 5×10⁻⁸ გრ/ლ). შედის კალიუმიან მინერალების შემადგენლობაში (ქარსებში, მინდვრის შპატებში), სულფიდების მადნებში: გალენიტში, სფალერიტში, მარკეზიტში (0,5 %-მდე), კინოვარში. როგორც მინარევი არის მანგანუმისა და რკინის ბუნებრივ ოქსიდებში.

თალიუმის საშუალო შემცველობა (მასის მიხედვით):

• დედამიწის ქერქში 4,5×10⁻⁵ %
• ულტრაფუძე ქანებში 10⁻⁶ %
• ფუძე ქანებში 2×10⁻⁵ %
• ზღვის წყალში 10⁻⁹ %

იზოტოპები

თარგი:ძრითადი სტატია ბუნებრივი თალიუმი შედგება ორი სტაბილური იზოტოპისაგან: ²⁰⁵Tl (შეიცავს მასის მიხედვით 70,5 %) და ²⁰³Tl (29,5 %). უმნიშვნელო რაოდენობით გვხვდება თალიუმის რადიოაქტიური იზოტოპები: ²⁰¹Tl, ²⁰⁴Tl (Т_1/2 = 3,56 წელი), ²⁰⁶Tl (Т_1/2 = 4,19 წთ.), ²⁰⁷Tl (Т_1/2 = 4,78 წთ.), ²⁰⁸Tl (Т_1/2 = 3,1 წთ.) და ²¹⁰Tl (Т_1/2 = 1,32 წთ.), რომლებიც წარმოადგენენ ურანის, თორიუმის და ნეპტუნიუმის დაშლის რიგების შუალედურ წევრებს.

მიღება

ტექნიკურად სუფთა თალიუმს წმენდენ სხვა ელემენტებისაგან, რომელსაც შეიცავს კოლოშნიკოვის მტვერი (Ni, Zn, Cd, In, Ge, Pb, As, Se, Te), თბილ გაზავებულ მჟავაში გახსნით, შემდგომ უხსნადი ტყვიის(II) სულფატის დალექვით და HCl-ის დამატებით თალიუმის ქლორიდის (TlCl) დასალექად. შემდგომი გაწმენდა ხდება თალიუმის სულფატის ელექტროლიზით გაზავებულ გოგირდმჟავაში, პლატინის მავთულის გამოყენებით გამოყოფილი თალიუმის გამოდნობით წყალბადის ატმოსფეროში 350–400 °C-ზე.

თვისებები

თალიუმი — თეთრი ლითონია მოცისფრო ელფერით. არსებობს სამ მოდიფიკაციაში. დაბალტემპერატურული მოდიფიკაცია Tl II ჰექსაგონალური მესერით, a=0,34566 ნმ, c=0,55248 ნმ. 234 °C-ზე ზევით არსებობს მაღალტემპერატურული მოდიფიკაცია Tl I, α-Fe-ის ტიპის მოცულობაცენტრირებული კუბური მესერით, а=0,3882 ნმ. 3,67 გპა და 25 °C-ზე — Tl III-მოდიფიკაცია კუბური წახნაგცენტრირებული მესერით, а=0,4778 ნმ.

ატომის სითბური ნეიტრონების მიტაცების განიკვეთი 3,4±0,5 ბარნ. გარე ელექტრონების კონფიგურაცია არის შემდეგი 6s²6p. იონიზაციის ენერგიაა (ევ-ში): Tl⁰→Tl²⁺→Tl³⁺→Tl⁴⁺ შესაბამისად ტოლია 6,106; 20,42; 29,8; 50,0.

თალიუმი დიამაგნიტურია. 2,39 K ტემპერატურისას ის გადადის ზეგამტარ მდგომარეობაში.

თალიუმის სპექტრი ნახვად დიაპაზონში არის: 525,046 ნმ (მწვანე).

გამოყენება

• თალიუმის ამალგამას აქვს ყველაზე დაბალი დნობის ტემპერატურა ცნობილ ყველა ლითონსა და შენადნობებს შორის (t_пл = −61 °C). მას გამოიყენებენ დაბალტემპერატურული თერმომეტრების შესავსებად და როგორც ადვილად დნობადი თბომატარებლად.
• ნუკლიდი ²⁰¹Tl გამოიყენება მედიცინაში კარდიოლოგიური კვლევების ჩასატარებლად.
• თალიუმი შეყავთ როგორც აქტივატორი ნატრიუმის იოდიდის კრისტალებში, რომლებსაც გამოიყენებენ სცინტილატორები იონიზირებული გამოსხივების რეგისტრაციისათვის.
• თალიუმის იოდიდს ამატებენ გასანათებელ მეტალოჰალოგენურ ნათურებში.

ფიზიკური ზემოქმედება

როგორც თვითონ თალიუმი, ისე მისი შენაერთები მაღალტოქსიკურები არიან. მოწამლვის სიმპტომებია — ნერვიული სისტემის, თირკმლების, კუჭის დაზიანება, თმების ცვენა (ტოტალური ალოპეცია). ზღვრული დასაშვები კონცენტრაცია (ზდკ) წყალში თალიუმისათვის არის 0,0001 მგრ/მ³, ბრომიდისათვის, იოდიდისათვის, კარბონატისათვის (თალიუმზე გადათვლით) სამუშაო ზონის ჰაერში შეადგენს 0,01 მგრ/მ³, ჰაერის ამოსფეროში 0,004 მგრ/მ³. ადამიანისათვის სასიკვდილო დოზას წარმოადგენს 600 მგრ.

თალიუმით ან მისი მარილებით მოწამლვისას შხამსაწინააღმდეგოდ ანტიდოტად გამოიყენებენ ბერლინის ლაჟვარდი.

ლიტერატურა

• დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია
• ქიმიური ენციკლოპედია. ტ.2, ფრ.271.

რესურსები ინტერნეტში

• თალიუმი Webelements-ზე
• თალიუმი ქიმიური ელემენტების პოპულარულ ბიბლიოთეკაში დაარქივებული 2013-01-16 საიტზე Wayback Machine.
• თალიუმი და მისი გამოყენება უშიშროების სამსახურებში

სქოლიო

პორტალი ქიმია