องค์ประกอบทางเคมีแทลเลียม

แทลเลียม (Tl)องค์ประกอบทางเคมีโลหะของกลุ่มหลัก 13 (IIIa หรือกลุ่มโบรอน) ของตารางธาตุพิษและมูลค่าทางการค้า จำกัด แทลเลียมเป็นองค์ประกอบที่อ่อนนุ่มละลายต่ำของความต้านทานแรงดึงต่ำ แทลเลียมที่ตัดใหม่นั้นมีความแวววาวของโลหะซึ่งทำให้สีเทาอมฟ้าเมื่อสัมผัสกับอากาศ โลหะยังคงออกซิไดซ์อย่างต่อเนื่องเมื่อสัมผัสกับอากาศเป็นเวลานานทำให้เกิดเปลือกออกไซด์ที่ไม่มีการป้องกันหนัก แทลเลียมละลายช้าในกรดไฮโดรคลอริกและเจือจางกรดซัลฟิวริกและกรดไนตริกอย่างรวดเร็ว

องค์ประกอบกลุ่มโบรอน

(Ga), อินเดียม (ใน), แทลเลียม (Tl) และ nihonium (Nh) มีลักษณะเป็นกลุ่มโดยมีอิเล็กตรอนสามตัวในส่วนนอกสุด

แทลเลียมนั้นมีความเข้มข้นมากกว่าแร่ดีบุกเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่ไม่มีมูลค่าทางการค้า ปริมาณแทลเลียมมีอยู่ในแร่สังกะสีซัลไฟด์และตะกั่ว ในการคั่วแร่เหล่านี้แทลเลียมจะกระจุกตัวอยู่ในฝุ่นปล่องควัน

นักเคมีชาวอังกฤษ Sir William Crookes ค้นพบแทลเลียม (2404) โดยสังเกตสายสีเขียวที่โดดเด่นซึ่งเกิดจากไพไรต์ที่มีส่วนประกอบของซีลีเนียมซึ่งถูกใช้ในการผลิตกรดซัลฟูริก Crookes และนักเคมีชาวฝรั่งเศส Claude-Auguste Lamy แยกอิสระ (2405) แทลเลียมแสดงให้เห็นว่ามันเป็นโลหะ

เป็นที่ทราบกันดีว่ามีองค์ประกอบของผลึกสองรูปแบบ: หกเหลี่ยมที่บรรจุแน่นใกล้ด้านล่างประมาณ 230 ° C (450 ° F) และลูกบาศก์ที่อยู่กึ่งกลางร่างกายด้านบน แทลเลียมธรรมชาติซึ่งเป็นธาตุที่หนักที่สุดของธาตุโบรอนประกอบด้วยส่วนผสมของไอโซโทปที่เสถียรสองชนิดคือ thallium-203 (29.5 เปอร์เซ็นต์) และ thallium-205 (70.5 เปอร์เซ็นต์) ร่องรอยของไอโซโทปอายุสั้นเกิดขึ้นเมื่อผลิตภัณฑ์สลายตัวในซีรีย์การสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติสามชุดคือแทลเลียม -206 และแทลเลียม -210 (ซีรีย์ยูเรเนียม), แทลเลียม-208 (ซีรีย์ทอเรียม) และแทลเลียม-207

โลหะแทลเลียมไม่ได้ใช้ในเชิงพาณิชย์และสารประกอบแทลเลียมไม่มีการใช้งานเชิงพาณิชย์ที่สำคัญเนื่องจาก thallous sulfate ส่วนใหญ่ถูกแทนที่ในทศวรรษที่ 1960 เป็นยาฆ่าหนูและยาฆ่าแมลง สารประกอบ Thallous มีการใช้งาน จำกัด ตัวอย่างเช่นผลึกโบรไมด์ - ไอโอไดด์ผสม (TlBr และ TlI) ที่ส่งผ่านแสงอินฟราเรดได้ถูกประดิษฐ์เป็นเลนส์หน้าต่างและปริซึมสำหรับระบบแสงอินฟราเรด ซัลไฟด์ (Tl ₂ S) ถูกใช้เป็นส่วนประกอบสำคัญในเซลล์โฟโตอิเล็กทริคที่มีความไวสูงและออกไซด์ในซัลไฟด์โฟโตเซลล์ (ไวทอลโฟล์เซลล์) ที่ไวต่อแสงอินฟราเรด แทลเลียมสร้างออกไซด์ในสถานะออกซิเดชันที่แตกต่างกันสองแบบคือ +1 (Tl ₂ O) และ +3 (Tl ₂ O ₃) Tl ₂ O ถูกนำมาใช้เป็นส่วนผสมในแก้วแสงหักเหสูงและเป็นตัวแทนสีในอัญมณีเทียม Tl ₂ O ₃เป็นเซมิคอนดักเตอร์ชนิด n ผลึกอัลคาไลลิดเช่นโซเดียมไอโอไดด์ได้รับการเจือหรือเปิดใช้งานโดยสารประกอบแทลเลียมเพื่อผลิตฟอสฟอรัสอนินทรีย์สำหรับใช้ในเคาน์เตอร์ประกายเพื่อตรวจจับรังสี

แทลเลียมให้สีเขียวสดใสแก่เปลวไฟแผดเผา โคร Thallous สูตร Tl ₂โครมันยอง₄, ดีที่สุดคือใช้ในการวิเคราะห์เชิงปริมาณของแทลเลียมหลังจากไอออน thallic ใด ๆ Tl ³⁺ปัจจุบันในกลุ่มตัวอย่างที่ได้รับการลดลงถึงรัฐ thallous, TL +

แทลเลียมเป็นเรื่องปกติขององค์ประกอบกลุ่ม 13 ที่มีการกำหนดค่าอิเล็กตรอนชั้นนอกของ s ² p ¹ การส่งเสริมอิเลคตรอนจาก s ไปยัง ap orbital ทำให้องค์ประกอบนั้นเป็นสามหรือสี่โควาเลนต์ อย่างไรก็ตามด้วยแทลเลียมพลังงานที่จำเป็นสำหรับการส่งเสริม s → p นั้นค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับพลังงานพันธะโควาเลนต์ของ Tl – X ซึ่งได้รับการฟื้นฟูในรูปแบบของ TlX ₃; ดังนั้นอนุพันธ์ที่มีสถานะออกซิเดชัน +3 จึงไม่ใช่ปฏิกิริยาที่ได้รับความนิยมอย่างมาก ดังนั้นแทลเลียมไม่เหมือนกับธาตุอื่น ๆ ในกลุ่มโบรอนรูปแบบส่วนใหญ่ที่มีประจุเกลือแทลเลียมโดยมีแทลเลียมอยู่ใน +1 มากกว่าสถานะออกซิเดชัน +3 (อิเล็กตรอน6s ²ยังไม่ได้ใช้) มันเป็นองค์ประกอบเดียวในการสร้างประจุบวกที่มีประจุอย่างเสถียรด้วยการกำหนดค่าอิเล็กตรอนด้านนอก (n-1) d ¹⁰ ns ²ซึ่งเพียงพอผิดปกติไม่ใช่การกำหนดค่าก๊าซเฉื่อย ในน้ำไม่มีสี, ไอออน thallous ที่เสถียรกว่า, Tl ⁺, คล้ายกับไอออนโลหะอัลคาไลที่หนักกว่าและเงิน สารประกอบของแทลเลียมในสถานะ +3 นั้นจะลดลงอย่างง่ายดายไปยังสารประกอบของโลหะในสถานะ +1

ในสถานะออกซิเดชันของ +3 แทลเลียมมีลักษณะคล้ายกับอลูมิเนียมแม้ว่าไอออน Tl ³⁺ดูเหมือนจะมีขนาดใหญ่เกินไปที่จะก่อตัวเป็นลัม ความคล้ายคลึงกันอย่างใกล้ชิดในขนาดของไอออนแทลเลียมประจุเดียว Tl ⁺และรูบิเดียมไอออน Rb ⁺ทำให้ Tl ⁺เกลือจำนวนมากเช่นโครเมตซัลเฟตไนเตรตและเฮไลด์ isomorphous (เช่นมีผลึกที่เหมือนกัน โครงสร้าง) เกลือของรูบิเดียมที่สอดคล้องกัน; นอกจากนี้ไอออน Tl ⁺สามารถแทนที่ไอออน Rb ⁺ใน alums ดังนั้นแทลเลียมจึงกลายเป็นสารส้ม แต่ในการทำเช่นนั้นจะแทนที่ M ⁺ไอออนแทนที่จะเป็นอะตอมโลหะที่คาดไว้ M ³⁺ใน M ⁺ M ³⁺ (SO ₄) ₂ ∙ 12H ₂ O

สารประกอบแทลเลียมที่ละลายได้เป็นพิษ ตัวโลหะเองถูกเปลี่ยนเป็นสารประกอบดังกล่าวโดยการสัมผัสกับอากาศชื้นหรือผิวหนัง พิษแทลเลียมซึ่งอาจเป็นอันตรายถึงชีวิตทำให้เกิดความผิดปกติของประสาทและระบบทางเดินอาหารและการสูญเสียเส้นผมอย่างรวดเร็ว

คุณสมบัติองค์ประกอบ

เลขอะตอม	81
น้ำหนักปรมาณู	204.37
จุดหลอมเหลว	303.5 ° C (578.3 ° F)
จุดเดือด	1,457 ° C (2,655 ° F)
แรงดึงดูดเฉพาะ	11.85 (ที่ 20 ° C [68 ° F])
สถานะออกซิเดชัน	+1, +3
config อิเล็กตรอน	[Xe] 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6s ² 6p ¹