تانتالم

تانتال، ₇₃Ta
تانتال
تلفظ	‎/ˈtæntələm/‎ (TAN-təl-əm)
ظاهر	gray blue
جرم اتمی استاندارد (Ar، استاندارد)	۱۸۰٫۹۴۷۸۸(۲)
تانتال در جدول تناوبی
	هافنیم ← تانتال → تنگستن
عدد اتمی (Z)	73
گروه	گروه ۵
دوره	دوره 6
بلوک	بلوک-d
دسته	Transition metal
آرایش الکترونی	[Xe] 4f14 5d3 6s2
لایه الکترونی	2, 8, 18, 32, 11, 2
ویژگی‌های فیزیکی
فاز در STP	جامد
نقطه ذوب	3290 K (3017 °C, 5463 °F)
نقطه جوش	5731 K (5458 °C, 9856 °F)
چگالی (near r.t.)	16.69 g/cm3
در حالت مایع (at m.p.)	15 g/cm3
حرارت همجوشی	36.57 kJ/mol
آنتالپی تبخیر	732.8 kJ/mol
ظرفیت حرارتی مولی	25.36 J/(mol·K)
ویژگی‌های اتمی
عدد اکسایش	−3, −1, +1, +2, +3, +4, +5 (یک اکسید اسیدی ملایم)
الکترونگاتیوی	مقیاس پائولینگ: 1.5
انرژی یونش	1st: 761 kJ/mol ; 2nd: 1500 kJ/mol ;
شعاع اتمی	empirical: 146 pm
شعاع کووالانسی	pm 170±8
	خط طیف نوری تانتال
دیگر ویژگی ها
ساختار بلوری	α-Ta: body-centered cubic; β-Ta: tetragonal [[پرونده:α-Ta: body-centered cubic; β-Ta: tetragonal\|frameless\|جایگزین=α-Ta: body-centered cubic; β-Ta: tetragonal crystal structure for تانتال\|ایستاده=0.23]]
سرعت صوت thin rod	3400 m/s (at 20 °C)
انبساط حرارتی	6.3 µm/(m·K) (at 25 °C)
رسانندگی گرمایی	57.5 W/(m·K)
رسانش الکتریکی	131 n Ω·m (at 20 °C)
رسانش مغناطیسی	پارامغناطیس
مدول یانگ	186 GPa
مدول برشی	69 GPa
مدول حجمی	200 GPa
نسبت پواسون	0.34
سختی موس	6.5
سختی ویکرز	873 MPa
سختی برینل	800 MPa
شماره ثبت سی‌ای‌اس	7440-25-7
ایزوتوپ‌های تانتال
	نمایش; بحث; ویرایش; \| منابع

تانتالیوم (به انگلیسی: Tantalum) عنصر شیمیایی است که با نشان Ta و عدد اتمی ۷۳ در جدول تناوبی وجود دارد. تانتالیوم فلزی واسطه براق، سخت، کمیاب و به رنگ آبی خاکستری است. سنگین، انعطاف‌پذیر، بسیار سخت، به‌شدت در برابر اسیدها مقاوم و از هدایت الکتریکی و حرارتی خوبی برخوردار می‌باشد. این فلز در دماهای زیر ۱۵۰ درجه سانتیگراد، کاملاً از حملات شیمیایی مصون است و فقط توسط اسید هیدروفلوئوریک، محلول‌های اسیدی حاوی یون فلورید و گوگرد تری‌اکسید آزاد مورد حمله قرار می‌گیرد. تنها نقطه ذوب تنگستن و رنیم از این عنصر بیشتر است (نقطه ذوب K 3290 و نقطه جوش K 5731). در کانی تانتالیت وجود دارد. به دلیل عدم واکنش تانتالیوم با مایعات بدن، در وسایل جراحی و پیوندها بکار می‌رود.پنتاگون واردات این عنصر را از ایران، کره شمالی ،روسیه ، چین ممنوع کرده‌است^[۴]

تاریخچه

تانتالم در سال ۱۸۰۲ توسط آندرس گوستاف اکه‌برگ در سوئد کشف شد و در سال ۱۸۲۰، به‌وسیلهٔ یاکوب برسلیوس جداسازی شد. بسیاری از شیمیدانان معاصر تا سال ۱۸۴۴ تصور می‌کردند نیوبیم و تانتالم عناصری مشابه هستند تا اینکه پس از سال ۱۸۶۶ محققان اثبات کردند اسیدهای نیوبیم و تانتالم ترکیباتی متفاوت می‌باشند.

محققان در ابتدا فقط توانستند نوع ناخالص این فلز را جدا کنند و اولین شکل نسبتاً خالص و انعطاف‌پذیر این فلز در سال ۱۹۰۳ به‌وسیلهٔ ورنر فون بولتون تولید شد. پیش از تنگستن از سیم‌های باریک تانتالم در لامپ استفاده می‌شد. نام این عنصر از نام تانتالوس، پدر نایوبی در اسطوره‌شناسی یونانی گرفته شده که پس از مرگ مجازات شد به‌ صورتیکه با میوه‌هایی رسیده بالای سرخود محکوم به ایستادن تا زانو در آب بود و هر دو حالت برای همیشه او را به هوس می‌انداخت؛ اگر برای نوشیدن آب خم شود، سطح آب پایین می‌رود و اگر برای چیدن میوه اقدام کند شاخه‌ها از دسترس او دور می‌شوند. این حالت مشابه خصوصیت عمومی واکنش‌ناپذیری تانتالم به حساب می‌آید. این عنصر در کنار معرفها قرار می‌گیرد، ولی تحت تأثیر آنها واقع نمی‌شود.

استخراج

تانتالم، در کانی تانتالیت و اوکسنیت و سایر کانی‌ها (سامارسکیت و فرگوسونیت) یافت می‌شود. کانی‌های تانتالم در استرالیا، برزیل، کانادا، جمهوری دموکراتیک کنگو، موزامبیک، نیجریه، پرتقال و تایلند استخراج می‌شوند. تانتالیت اکثراً به همراه کلمبیت در سنگ معدنی به نام کلتان وجود دارد مراحل پیچیده‌ای برای جداسازی تانتالم از نیوبیم بکار گرفته می‌شود. برای تولید تجاری این عنصر باید از یکی از روشهای متفاوت این کار استفاده نمود، مثلاً الکترولیز فلوروتنتالات پتاسیم مذاب، کاهش فلوروتنتالات پتاسیم با سدیم یا به‌وسیلهٔ واکنش کاربید تانتالم با اکسید تانتالم. تانتالم همچنین یک محصول جانبی از استخراج قلع می‌باشد.

کاربردها

کاربرد اصلی تانتالم، به‌صورت پودر فلزی در تولید قطعات الکترونیکی، عمدتاً خازنهای تانتالم می‌باشد. موارد استفاده از خازنهای تانتالم، بیشتر در تلفن‌های سیار، پیجرها، رایانه‌ها و الکترونیک موتوری است. از تانتالم همچنین جهت تولید آلیاژهای مختلفی که دارای نقاط ذوب بالا، مقاومت و انعطاف‌پذیری هستند، استفاده می‌شود.

تانتالم با عناصر دیگر آلیاژهایی می‌سازد که در تولید ابزارهای کاربید برای وسایل فلزکاری و در تولید ابر آلیاژها برای قطعات موتورهای جت، ابزار فرایندهای شیمیایی، رآکتورهای هسته‌ای و قطعات موشک بکار می‌روند. این فلز، انعطاف‌پذیر بوده و می‌توان آن را به شکل سیمهای ظریفی تبدیل نمود که به‌عنوان یک افروزه جهت تبخیر فلزاتی همچون آلومینیوم بکار می‌روند.

چون در برابر واکنش مایعات بدن مصون است و تحریک کننده نیز نمی‌باشد، در ساخت وسایل جراحی کاربرد وسیعی دارد. از اکسید تانتالم برای ساخت شیشه‌هایی با ضریب شکست بالا جهت لنز دوربین استفاده می‌شود. علاوه بر اینها از این فلز در تولید قسمتهای کوره خلأ استفاده می‌گردد.

ایزوتوپ‌ها

تانتالم به‌طور طبیعی دارای دو ایزوتوپ می‌باشد، Ta-181 که ایزوتوپی پایدار است و Ta-180 که ایزوتوپ رادیواکتیو است که خیلی سریع به یک ایزومر هسته‌ای با نیم عمر بیش از ۱۵ ۱۰ سال تبدیل می‌شود.^[۵]

هشدارها

ترکیبات دارای تانتالم به‌ندرت مشکل ساز بوده. اما باید آن را سمی به حساب آورد. شواهدی مبنی بر تومور زایی ترکیبات تانتالم وجود دارد و گرده فلز آن، خطر انفجار و احتراق در پی دارد.

خواص فیزیکی عنصر تانتال

عدد اتمی: ۷۳
جرم اتمی: ۱۸۰٫۹۴۷۹
نقطه ذوب: C° ۳۰۱۷
نقطه جوش: C° ۵۴۵۸
شعاع اتمی: Å ۲٫۰۹
ظرفیت: ۵
رنگ: خاکستری
حالت استاندارد: جامد

منابع

↑ Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". شیمی محض و کاربردی(نشریه). 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
↑ Moseley, P. T.; Seabrook, C. J. (1973). "The crystal structure of β-tantalum". Acta Crystallographica Section B Structural Crystallography and Crystal Chemistry. 29 (5): 1170–1171. doi:10.1107/S0567740873004140. ISSN 0567-7408.
↑ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
↑ https://www.webelements.com/tantalum/
↑ https://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Ta.html

Wikipedia contributors, "Tantalum," Wikipedia, The Free Encyclopedia, http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Tantalum&oldid=206680598

این یک مقالهٔ خرد شیمی است. می‌توانید با گسترش آن به ویکی‌پدیا کمک کنید.

[CIAAW2016-1] Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". شیمی محض و کاربردی(نشریه). 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.

[2] Moseley, P. T.; Seabrook, C. J. (1973). "The crystal structure of β-tantalum". Acta Crystallographica Section B Structural Crystallography and Crystal Chemistry. 29 (5): 1170–1171. doi:10.1107/S0567740873004140. ISSN 0567-7408.

[magnet-3] Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.

[4] ttps://www.webelements.com/tantalum/

[5] ttps://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Ta.html

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]

[۵]

ن ب و اکسید‌ها
چند حالت اکسایش	سروانتیت (Sb₂O₄) اکسید کبالت (II، III) (Co₃O₄) اکسید آهن (II، III) (Fe₃O₄) تتراکسید سرب (Pb₃O₄) منگنز (II، III) اکسید (Mn₃O₄) اکسید نقره (I، III) (Ag O)
حالت اکسایش +۱	اکسید مس (I) (Cu₂O) دی کربن منوکسید (C₂O) دی‌کلرین مونوکسید (Cl₂O) لیتیم اکسید (Li₂O) پتاسیم اکسید (K₂O) روبیدیوم اکسید (Rb₂O) نقره(I) اکسید (Ag₂O) اکسید تالیوم (I) (Tl₂O) سدیم اکسید (Na₂O) Water (hydrogen oxide) (H₂O)
حالت اکسایش +۲	اکسید آلومینیوم (II) (Al O) اکسید باریم (Ba O) اکسید برلیوم (Be O) کادمیم اکسید (Cd O) آهک (Ca O) کربن مونوکسید (C O) اکسید کروم (II) (Cr O) اکسید کبالت (II) (Co O) مس (II) اکسید (Cu O) اکسید آهن (II) (Fe O) اکسید سرب (II) (Pb O) اکسید منیزیم (Mg O) جیوه (II) اکسید (جیوه O) اکسید نیکل (II) (Ni O) نیتریک اکسید (N O) اکسید پالادیم (II) (Pd O) اکسید استرانسیم (Sr O) مونواکسید گوگرد (S O) Disulfur dioxide (S₂O₂) اکسید قلع (II) (Sn O) اکسید تیتانیوم (II) (Ti O) اکسید وانادیم (II) (V O) اکسید روی (Zn O)
حالت اکسایش +۳	آلومینیوم اکسید (Al₂O₃) سنارمونتیت (Sb₂O₃) آرسنیک تری‌اکسید (As₂O₃) اکسید بیسموت (III) (Bi₂O₃) بور تری‌اکسید (B₂O₃) اکسید کروم (III) (Cr₂O₃) دی‌نیتروژن تری‌اکسید (N₂O₃) اکسید اربیم (Er₂O₃) گادولینیم اکسید (Gd₂O₃) اکسید گالیم (III) (Ga₂O₃) اکسید هولمیم (III) (Ho₂O₃) اکسید ایندیم (III) (In₂O₃) اکسید آهن (III) (Fe₂O₃) اکسید لانتان (La₂O₃) اکسید لوتتیم (III) (Lu₂O₃) نیکل (III) اکسید (Ni₂O₃) فسفر تری‌اکسید (P₄O₆) پرومتیوم اکسید (Pm₂O₃) اکسید رودیم (III) (Rh₂O₃) اکسید ساماریوم (III) (Sm₂O₃) اسکاندیوم اکسید (Sc₂O₃) تربیوم (III) اکسید (Tb₂O₃) اکسید تالیوم (III) (Tl₂O₃) اکسید تولیوم (III) (Tm₂O₃) اکسید تیتانیم (III) (Ti₂O₃) Tungsten(III) oxide (W₂O₃) اکسید وانادیوم (III) (V₂O₃) اکسید ایتربیم (III) (Yb₂O₃) اکسید ایتریم (III) (Y₂O₃)
حالت اکسایش +۴	کربن دی‌اکسید (C O₂) کربن تری‌اکسید (C O₃) اکسید سریم (IV) (Ce O₂) دی‌اکسید کلر (Cl O₂) اکسید کروم (IV) (Cr O₂) دی‌نیتروژن تترااکسید (N₂O₄) ژرمانیم دی‌اکسید (Ge O₂) اکسید هافنیم (IV) (Hf O₂) دی‌اکسید سرب (Pb O₂) منگنز دی‌اکسید (Mn O₂) نیتروژن دی‌اکسید (N O₂) پلوتونیوم (IV) اکسید (Pu O₂) اکسید رودیم (IV) (Rh O₂) اکسید روتنیوم (IV) (Ru O₂) سلنیوم دی‌اکسید (Se O₂) سیلیسیم دی‌اکسید (Si O₂) گوگرد دی‌اکسید (S O₂) دی‌اکسید تلوریم (Te O₂) دی‌اکسید توریم (توریم O₂) دی‌اکسید قلع (Sn O₂) تیتانیوم دی اکسید (Ti O₂) اکسید تنگستن (IV) (W O₂) اورانیوم دی‌اکسید (U O₂) اکسید وانادیم (IV) (V O₂) دی‌اکسید زیرکونیوم (Zr O₂)
حالت اکسایش +۵	پنتاکسید آنتیموان (Sb₂O₅) پناکسید آرسنیک (As₂O₅) دی‌نیتروژن پنتاکسید (N₂O₅) پنتاکسید نیوبیم (Nb₂O₅) فسفروس پنتوکسید (P₂O₅) پنتاکسید تانتال (Ta₂O₅) اکسید وانادیم (V) (V₂O₅)
حالت اکسایش +۶	تری‌اکسید کروم (Cr O₃) تری‌اکسید مولیبدن (Mo O₃) رنیوم تری‌اکسید (Re O₃) تری‌اکسید سلنیوم (Se O₃) تری اکسید سولفور (S O₃) تری‌اکسید تلوریم (Te O₃) تنگستن تری‌اکسید (W O₃) تری‌اکسید اورانیم (U O₃) زنون تری‌اکسید (Xe O₃)
حالت اکسایش +۷	دی‌کلرین هپتواکسید (Cl₂O₇) منگنز هپتوکسید (Mn₂O₇) اکسید رنیوم (VII) (Re₂O₇) اکسید تکنسیم (VII) (Tc₂O₇)
حالت اکسایش +۸	اسمیم تتراکسید (Os O₄) تتراکسید روتنیم (Ru O₄) زنون تتراکسید (Xe O₄) Iridium tetroxide (Ir O₄) Hassium tetroxide (Hs O₄)
مرتبط	اکسید کربن ساب‌اکسید اکسی‌آنیون Ozonide
اکسیدها براساس عدد اکسایش مرتب شده اند. رده:اکسیدها