Θάλλιο (Tl), χημικό στοιχείο, μέταλλο της κύριας ομάδας 13 (IIIa ή ομάδα βορίου) του περιοδικού πίνακα, δηλητηριώδες και περιορισμένης εμπορικής αξίας. Όπως και ο μόλυβδος, το θάλλιο είναι ένα μαλακό στοιχείο χαμηλής τήξης με χαμηλή αντοχή σε εφελκυσμό. Το φρέσκο κομμένο θάλλιο έχει μεταλλική λάμψη που θαμπώνει σε μπλε γκρι κατά την έκθεση στον αέρα. Το μέταλλο συνεχίζει να οξειδώνεται μετά από παρατεταμένη επαφή με τον αέρα, δημιουργώντας μια βαριά μη προστατευτική κρούστα οξειδίου. Το θάλιο διαλύεται αργά σε υδροχλωρικό οξύ και αραιό θειικό οξύ και γρήγορα σε νιτρικό οξύ.
στοιχείο ομάδας βορίου
(Ga), ίνδιο (In), thallium (Tl) και nihonium (Nh). Χαρακτηρίζονται ως ομάδα έχοντας τρία ηλεκτρόνια στα εξώτατα μέρη
Πιο σπάνια από τον κασσίτερο, το θάλλιο συμπυκνώνεται σε λίγα μέταλλα που δεν έχουν εμπορική αξία. Ιχνοποσότητες θαλίου υπάρχουν σε μεταλλεύματα σουλφιδίου ψευδαργύρου και μολύβδου. κατά το ψήσιμο αυτών των μεταλλευμάτων, το θάλλιο συμπυκνώνεται στις καπνοδόχους, από τις οποίες ανακτάται.
Ο Βρετανός χημικός Sir William Crookes ανακάλυψε (1861) θάλλιο παρατηρώντας την εξέχουσα πράσινη φασματική γραμμή που δημιουργήθηκε από πυρίτες που φέρουν σελήνιο που είχαν χρησιμοποιηθεί στην παρασκευή θειικού οξέος. Οι κροάτες και οι Γάλλοι χημικοί Claude-Auguste Lamy απομόνωσαν ανεξάρτητα το θάλλιο (1862), δείχνοντάς το ότι είναι μέταλλο.
Είναι γνωστές δύο κρυσταλλικές μορφές του στοιχείου: εξαγωνική κλειστή συσκευασία κάτω από περίπου 230 ° C (450 ° F) και κυβικά πάνω στο σώμα. Το φυσικό θάλλιο, το βαρύτερο από τα στοιχεία της ομάδας βορίου, αποτελείται σχεδόν εξ ολοκλήρου από ένα μείγμα δύο σταθερών ισοτόπων: θάλλιο-203 (29,5 τοις εκατό) και θάλλιο-205 (70,5 τοις εκατό). Ίχνη αρκετών βραχύβιων ισοτόπων εμφανίζονται ως προϊόντα αποσύνθεσης στις τρεις φυσικές ραδιενεργές σειρές διάσπασης: θάλλιο-206 και θάλλιο-210 (σειρά ουρανίου), θάλλιο-208 (σειρά θορίου) και θάλλιο-207 (σειρά ακτινίου).
Το μέταλλο θαλίου δεν έχει εμπορική χρήση και οι ενώσεις θαλίου δεν έχουν σημαντική εμπορική εφαρμογή, καθώς το θειικό θειικό άλας αντικαταστάθηκε σε μεγάλο βαθμό τη δεκαετία του 1960 ως τρωκτικοκτόνο και εντομοκτόνο. Οι θαλάμες ενώσεις έχουν μερικές περιορισμένες χρήσεις. Για παράδειγμα, μικτοί κρύσταλλοι βρωμιούχου ιωδίου (TlBr και TlI) που μεταδίδουν υπέρυθρο φως έχουν κατασκευαστεί σε φακούς, παράθυρα και πρίσματα για υπέρυθρα οπτικά συστήματα. Το σουλφίδιο (Tl 2 S) έχει χρησιμοποιηθεί ως το βασικό συστατικό σε μια άκρως ευαίσθητη φωτοηλεκτρικό κύτταρο και το οξυσουλφιδίου σε ένα ευαίσθητο στο υπέρυθρο φωτοκύτταρο (thallofide κυττάρου). Το θάλλιο σχηματίζει τα οξείδια του σε δύο διαφορετικές καταστάσεις οξείδωσης, +1 (Tl 2 O) και +3 (Tl 2 O 3). Το Tl 2 O έχει χρησιμοποιηθεί ως συστατικό σε πολύ διαθλαστικά οπτικά γυαλιά και ως χρωστικός παράγοντας σε τεχνητούς πολύτιμους λίθους. Το Tl 2 O 3 είναι ένας ημιαγωγός τύπου n. Οι κρύσταλλοι αλογονιδίου αλκαλίου, όπως το ιωδιούχο νάτριο, έχουν προσβληθεί ή ενεργοποιηθεί από ενώσεις θαλίου για την παραγωγή ανόργανων φωσφορικών για χρήση σε μετρητές σπινθηρισμού για την ανίχνευση ακτινοβολίας.
Το θάλλιο προσδίδει μια λαμπρή πράσινη απόχρωση σε μια φλόγα bunsen. Θαλλίου χρωμικό, τύπου ΤΙ 2 CrO 4, είναι καλύτερο να χρησιμοποιείται στην ποσοτική ανάλυση του θαλλίου, μετά από οποιαδήποτε τρισθενούς θαλλίου ιόντων, Tl 3+, που υπάρχει στο δείγμα έχει μειωθεί στο θαλλίου κατάσταση, Tl +.
Το θάλλιο είναι χαρακτηριστικό των στοιχείων της ομάδας 13 στο ότι έχει εξωτερική διαμόρφωση ηλεκτρονίου s 2 p 1. Η προώθηση ενός ηλεκτρονίου από τροχιακό s έως ap επιτρέπει στο στοιχείο να είναι τρία ή τέσσερα ομοιοπολικά. Ωστόσο, με το θάλλιο, η ενέργεια που απαιτείται για την προώθηση s → p είναι υψηλή σε σχέση με την ενέργεια ομοιοπολικού δεσμού Tl-X που ανακτάται κατά τον σχηματισμό του TlX 3. Ως εκ τούτου, ένα παράγωγο με κατάσταση οξείδωσης +3 δεν είναι ένα πολύ ενεργητικά προτιμώμενο προϊόν αντίδρασης. Έτσι, το θάλλιο, σε αντίθεση με τα άλλα στοιχεία της ομάδας βορίου, σχηματίζει κατά κύριο λόγο άλατα θαλίου με μοναδικό φορτίο που έχουν θάλιο στο +1 και όχι στην κατάσταση οξείδωσης +3 (τα ηλεκτρόνια 6s 2 παραμένουν αχρησιμοποίητα). Είναι το μόνο στοιχείο που σχηματίζει ένα σταθερό μονό φορτισμένο κατιόν με τη διαμόρφωση εξωτερικού ηλεκτρονίου (n-1) d 10 ns 2, το οποίο, ασυνήθιστα αρκετά, δεν είναι διαμόρφωση αδρανούς αερίου. Στο νερό, το άχρωμο, πιο σταθερό θαλάμο ιόν, Tl +, μοιάζει με τα βαρύτερα ιόντα αλκαλίων και ασήμι. οι ενώσεις του θαλίου στην κατάσταση +3 μειώνονται εύκολα σε ενώσεις του μετάλλου στην κατάσταση +1.
Στην κατάσταση οξείδωσης του +3, το θάλλιο μοιάζει με αλουμίνιο, αν και το ιόν Tl 3+ φαίνεται να είναι πολύ μεγάλο για να σχηματίσει στυπτηρία. Η πολύ στενή ομοιότητα στο μέγεθος του μονό φορτισμένου ιόντος θαλλίου, Tl + και του ιόντος ρουβιδίου, Rb +, καθιστά πολλά άλατα Tl +, όπως το χρωμικό, το θειικό, το νιτρικό και τα αλογονίδια, είναι άμορφα (δηλαδή, έχουν τον ίδιο κρύσταλλο δομή) στα αντίστοιχα άλατα ρουβιδίου · Επίσης, το ιόν Tl + μπορεί να αντικαταστήσει το ιόν Rb + στα στυπτηρία. Έτσι, θάλλιο κάνει σχηματίζουν μία στυπτηρία, αλλά με αυτό τον τρόπο αντικαθιστά το Μ + ιόν, αντί για την αναμενόμενη άτομο μετάλλου Μ 3+, σε Μ + Μ 3+ (SO 4) 2 ∙ 12Η 2 O.
Οι διαλυτές ενώσεις θαλίου είναι τοξικές. Το ίδιο το μέταλλο αλλάζει σε τέτοιες ενώσεις με επαφή με υγρό αέρα ή δέρμα. Η δηλητηρίαση από το θάλιο, η οποία μπορεί να είναι θανατηφόρα, προκαλεί νευρικές και γαστρεντερικές διαταραχές και ταχεία απώλεια μαλλιών.
Ιδιότητες στοιχείου
| ατομικός αριθμός | 81 |
|---|---|
| ατομικό βάρος | 204.37 |
| σημείο τήξης | 303,5 ° C (578,3 ° F) |
| σημείο βρασμού | 1.457 ° C (2.655 ° F) |
| ειδικό βάρος | 11,85 (στους 20 ° C [68 ° F]) |
| καταστάσεις οξείδωσης | +1, +3 |
| διαμόρφωση ηλεκτρονίου | [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 1 |
