Танталь (па-лацінску: Tantalum; ад грэц. «Tantalos», міфічнага пэрсанажу, бацькі Ніобы), Ta — хімічны элемэнт V групы пэрыядычнай сыстэмы; атамны нумар 73. Сьветла-шэры, цяжкі і вельмі цьвёрды мэтал. Выяўлены ў 1802 годзе швэдзкім хімікам Андэрсам Экэбэргам (Anders Gustaf Ekenberg), але да 1866 году хімікі лічылі, што танталь — гэта алятропная форма ніоба. Першым дасьледчыкам ўдавалася атрымаць танталь толькі ў выглядзе сумесі зь іншымі элемэнтамі. Упершыню больш-менш чысты танталь атрыманы ў 1900-я гады. Хімічныя ўласьцівасьці танталя вельмі падобныя да ніобу, таму іх вельмі складана разьдзяліць. Аддзяленьне танталю ад ніобу праходзіць у некалькі складаных крокаў. У прамысловасьці выкарыстоўваецца некалькі мэтадаў атрыманьня элемэнту, у тым ліку электроліз расплаўленага фторатанталяту калю (K2TaF7), узаемадзеяньне фторатанталяту калю з натрам і рэакцыя карбіду танталю з аксыдам танталю. Вядома 34 ізатопы і ізамэры танталю. Прыродны танталь складаецца з двух ізатопаў, адзін зь якіх радыёактыўны з пэрыядам паўраспаду 1,2×1015 гадоў. Чысты танталь вельмі плястычны і зь яго можна рабіць тонкі дрот. Пры тэмпэратурах ніжэйшых за 150 °C танталь мае вельмі малую хімічную рэактыўнасьць з-за наяўнасьці шчыльнай абарончай плёнкі аксыду. Не рашчынаецца ў вадзе. Ён узаемадзенічае толькі з плавікавай кісьляй, рашчынамі кісьляў з іёнамі фтарыду і свабодным трыаксыдам серкі. Лугі (гідраксыды) ўзаемадзейнічаюць з танталем, але марудна. Танталь, раздроблены ў парашок, мае большую хімічную рэактыўнасьць. Вышэйшая тэмпэратура плаўленьня толькі ў вальфрама і рэна. Пры тэмпэратуры ніжэйшай за 4,47 K танталь набывае звышправодныя ўласьцівасьці. Танталь дадаецца ў розныя стопкі, каб яны мелі антыкаразійныя ўласьцівасьці, высокую тэмпэратуру плаўленьня, цьвёрдасьць, добрую плястычнасьць і г. д. Навукоўцы ў Лёс Алямасе (Los Alamos, ЗША) вынайшлі кампазыт, які складаецца з карбіду танталя і графіту. Лічыцца, што гэты матэрыял адзін з самых цьвёрдых матэрыялаў, якія калі-небудзь былі зробленыя, ягоная тэмпэратура плаўленьня 3738 °C. Гэты кампазыт выкарыстоўваецца ў хуткасных разаках. Танталь таксама выкарыстоўваецца для вырабу электралітных кандэнсатараў. Гэты мэтал таксама шырока выкарыстоўваецца для вырабу хімічнага посуду, дэталяў ядзерных рэактараў, самалётаў, ракетнай зброі і касьмічнай тэхнікі. Біялягічная роля танталя невядомая. Чысты танталь не ўзаемадзейнічае зь біялягічнымі вадкасьцямі і не раздражняе жывую тканіну, таму ён шырока ўжываецца для вырабу хірургічных прылад, у тым ліку імплянтантаў. Разам з тым некаторыя злучэньні танталя верагодна выклікаюць пухліны. Пентксыд танталю (Ta2O5) выкарыстоўваецца для вырабу асаблівага шкла з высокім каэфіцыентам пераламленьня для фоталінз. Танталь выкарыстоўваецца замест плятыны, бо апошняя вельмі дарагая. Таксама мэтал выкарыстоўваецца для шмат якіх іншых мэтаў. Кошт танталю чысьціні 99.9% складае каля 2 даляраў ЗША за 1 грам.
Quick Facts Выгляд, Агульная інфармацыя ...
|
Выгляд |
Монакрышталь звышчыстага танталю (99.999 %), атрыманы мэтадам зоннай перакрышталізацыі, некалькі крышталічных кавалкаў танталю і для параўнаньня куб танталю аб'ёмам 1 см3 чысьцінёй 99.99 % = 4N. |
Агульная інфармацыя |
Назва, сымбаль, атамны нумар |
Танталь, Ta, 73 |
Катэгорыя элемэнту |
Пераходныя мэталы |
Група, пэрыяд, блёк |
V, 6, d |
Адносная атамная маса |
180,9479 г·моль−1 |
Канфігурацыя электронаў |
[Xe] 4f14 5d3 6s2 |
Электронаў у абалонцы |
2 8 18 32 11 2
|
Фізычныя ўласьцівасьці |
Колер |
шэры |
Фаза |
Цьвёрдае цела |
Шчыльнасьць (пры п. т.) |
16,4 г·см−3 |
Шчыльнасьць вадкасьці пры т. пл. |
15 г·см−3 |
Тэмпэратура плаўленьня |
3290 K, 3017 °C, 5463 °F |
Тэмпэратура кіпеньня |
5731 K, 5458 °C, 9856 °F |
Удзельная цеплыня плаўленьня |
36,57 кДж·моль−1 |
Цеплаёмістасьць |
(25 °C) 25,36 Дж·моль−1·K−1 |
Насычаная пара |
P/Pa |
1 |
10 |
100 |
1 k |
10 k |
100 k |
at T/K |
3297,15 |
3597,15 |
3957,15 |
4395,15 |
4939,15 |
5634,15 |
|
Структура крышталічнай краты |
body-centered cubic |
Магнэтызм |
парамагнетык |
Электрычны супор |
0,15*10-6Ω·м |
Цеплаправоднасьць |
(300 K) 57,5 Вт·м−1·K−1 |
Каэф. цеплавога расшырэньня |
(373 K) 6,59 мкм/(м·K) |
Модуль зруху |
70 ГПа |
Модуль пругкасьці |
186 ГПа |
Каэфіцыент Пуасона |
0,350 |
Цьвёрдасьць Вікерса |
890 МПа |
Уласьцівасьці атама |
Ступені затляненьня |
+1, +2, +3, +4, +5 |
Электраадмоўнасьць |
1,5 |
Кавалентны радыюс |
134 пм |
Іншыя характарыстыкі |
Нумар CAS |
7440-25-7 |
Найбольш стабільныя ізатопы |
Асн. артыкул: ізатопы танталя |
іза |
% |
пэрыяд паўраспаду |
распад |
энэргія (МэВ) |
прадукты распаду |
180Ta |
0.012% |
1,2×1015 гадоў |
эл. з. (?); β- (?) | ? | 180Hf |
181Ta |
99.988% | 181Ta зьяўляецца стабільным пры 88 нэўтронах |
|
|
Close