Химичен елемент · справочна страница

73Ta

Тантал

Тантал е химичен елемент с атомен номер 73 (Ta), разположен в период 6, група 5 и блок d. Референтното агрегатно състояние при стайна температура е твърдо. Електронната конфигурация е [Xe] 4f14 5d3 6s2.

Атомен номер73

Стандартна атомна маса180.94788(2)

Група5

Период6

Блокd

Електронна конфигурация[Xe] 4f14 5d3 6s2

Електронна структура

Какво определя химичното поведение

d подобвивката участва в химията на тантал. Преходните метали могат да използват в химичните връзки електрони с близки енергии, затова променливите степени на окисление, координационните съединения и каталитичното поведение са характерни за d блока.

Електронната конфигурация [Xe] 4f14 5d3 6s2 трябва да се разглежда заедно със степента на окисление в съединението: отнемането на електрони променя запълването на d орбиталите и може да повлияе на цвета, магнетизма, химичното свързване и реактивността.

Химични форми

Съединения, йони и материали

За тантал важни химични форми са металът и неговите сплави, оксиди, халогениди и координационни съединения. Променливите степени на окисление са чести, защото s и d електроните имат близки енергии, а лигандите около металния йон могат силно да променят цвета, магнетизма и реактивността.

Физично поведение

Агрегатно състояние и фазови преходи

Референтното агрегатно състояние при стайна температура е твърдо. Посочената плътност е 16.69 g/cm³. Температурата на топене е 3 280 K (3 007 °C). Температурата на кипене е 5 731 K (5 458 °C). Налягането, чистотата и кристалната структура могат да променят измерените физични свойства.

Разпространение и приложения

Къде се среща тантал и за какво се използва

На практика тантал се среща в приложения като Кондензатори, Импланти и Суперсплави.

На практика

Конкретни примери за приложение

Кондензатори

Тантал се използва в материали за кондензатори, при които са ценни високият капацитет, стабилните оксидни слоеве и компактната конструкция.

Импланти

Тантал се използва в биомедицински материали, подбрани заради устойчивостта на корозия, якостта и съвместимостта с организма.

Суперсплави

Тантал се използва в сплави, проектирани да запазват механичната си якост и устойчивостта на окисление при много високи температури.

Положение в периодичната система

Какво показват съседните елементи

Тантал е в период 6 и група 5. В показаната област той се намира между хафний и волфрам в същия период; ниобий е над него, а дубний е под него в същата група. Тези позиции позволяват сравнение на атомния размер, йонизационната енергия и химичното свързване със съседните елементи.

Справочни данни

Физични и атомни свойства

Класификацияпреходен метал

Агрегатно състояние при стайна температуратвърдо

Електронни слоеве2 · 8 · 18 · 32 · 11 · 2

Плътност16.69 g/cm³

Температура на топене3 280 K (3 007 °C)

Температура на кипене5 731 K (5 458 °C)

Електроотрицателност по Полинг1.5

Първа йонизационна енергия728kJ/mol

Електронен афинитет31 kJ/mol

Стойностите се отнасят за елемента или за неутралния атом, когато това е приложимо. Физичните данни могат да зависят от алотропната форма, налягането и условията на измерване.

История

Откриване и идентифициране

Откриването на тантал се свързва с Anders Gustaf Ekeberg. Разпознаването на елемента, изолирането на чиста проба и определянето на съвременния му атомен номер не е задължително да са станали едновременно.

Изотопи и атомна маса

Как изотопният състав променя числените стойности

Стандартната атомна маса е 180.94788(2). Тази стойност се отнася за изотопния състав на естествен земен материал, а не за масата на един конкретен атом.

Тантал има поне един стабилен изотоп. Различните изотопи имат еднакъв брой протони и затова принадлежат към един и същ химичен елемент, но се различават по броя на неутроните и атомната маса.

Безопасност

Работа и експозиция

Рисковете, свързани с тантал, зависят от химичната форма, дозата и пътя на експозиция. Чистият елемент, неговите йони и съединения могат да имат много различни биологични и екологични ефекти, затова данните за безопасност трябва да се проверяват за конкретното използвано вещество.