Det periodiske system›Grundstoffer›Tantal

Grundstof · referenceark

73Ta

Tantal

Tantal (Ta) er grundstof 73, et overgangsmetal i gruppe 5, periode 6 og d-blokken. Elektronkonfigurationen [Xe] 4f14 5d3 6s2 hjælper med at forklare binding og reaktivitet; referencetilstanden ved stuetemperatur er fast stof.

Atomnummer73

Standardatomvægt180.94788(2)

Gruppe5

Periode6

Blokd

Elektronkonfiguration[Xe] 4f14 5d3 6s2

Elektronstruktur

Hvad styrer kemien?

I overgangsmetaller ligger energierne for d- og s-elektroner tæt. Det gør flere oxidationstrin, komplekse ioner, magnetiske egenskaber og katalytisk aktivitet mulige.

For tantal skal konfigurationen [Xe] 4f14 5d3 6s2 læses sammen med oxidationstrinnet. Når elektroner fjernes eller deles, ændres d-orbitalernes besættelse, hvilket kan påvirke farve, magnetisme, binding og reaktivitet.

Kemiske former

Forbindelser, ioner og materialer

Vigtige former er metallet og dets legeringer, oxider, halogenider og koordinationsforbindelser. Flere oxidationstrin er mulige, fordi s- og d-elektroner ligger tæt i energi; ligander kan påvirke farve, magnetisme og reaktivitet.

Fysisk adfærd

Tilstand og faseændringer

Referencetilstanden ved stuetemperatur er fast stof. Den angivne massefylde er 16.69 g/cm³. Smeltepunktet er angivet til 3 280 K (3 007 °C). Kogepunktet er angivet til 5 731 K (5 458 °C). Tryk, renhed, allotropi og krystalstruktur kan forskyde målte fysiske værdier.

Forekomst og anvendelser

Hvor tantal findes og bruges

I praksis møder man tantal blandt andet i sammenhænge som kondensatorer, implantater og superlegeringer.

I praksis

Konkrete anvendelser

Kondensatorer

Tantal spiller en rolle i kondensatorer. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Implantater

Tantal spiller en rolle i implantater. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Superlegeringer

Tantal spiller en rolle i superlegeringer. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Placering i det periodiske system

Hvad naboelementerne fortæller

Tantal ligger i periode 6, gruppe 5 og d-blokken. Det viste nabolag omfatter blandt andet Zirconium, Niobium, Molybden, Hafnium. Sammenligning med disse grundstoffer gør det lettere at følge tendenser i atomstørrelse, ioniseringsenergi, elektronegativitet og binding.

Referencedata

Fysiske og atomare egenskaber

Klassifikationovergangsmetal

Tilstand ved stuetemperaturfast stof

Elektronskaller2 · 8 · 18 · 32 · 11 · 2

Massefylde16.69 g/cm³

Smeltepunkt3 280 K (3 007 °C)

Kogepunkt5 731 K (5 458 °C)

Pauling-elektronegativitet1.5

Første ioniseringsenergi728kJ/mol

Elektronaffinitet31 kJ/mol

Værdierne beskriver grundstoffet eller det neutrale atom, hvor det er relevant. Fysiske data kan afhænge af allotropi, tryk, renhed og målebetingelser.

Historie

Opdagelse og identifikation

Opdagelsen af tantal forbindes i denne historiske registrering med Anders Gustaf Ekeberg. Anerkendelse som grundstof, isolering af en ren prøve og den senere definition via atomnummer skete ikke nødvendigvis samtidig.

Isotoper

Hvordan isotopsammensætningen ændrer tallene

Standardatomvægten er 180.94788(2). Værdien beskriver den naturlige isotopsammensætning i terrestrisk materiale og er ikke massen af ét bestemt atom.

Tantal har mindst én stabil isotop. Isotoper har samme antal protoner og er derfor samme grundstof, men de har forskelligt antal neutroner og forskellig atommasse.

Sikkerhed

Håndtering og eksponering

Risikoen ved tantal afhænger af kemisk form, dosis og eksponeringsvej. Grundstoffet, dets ioner og dets forbindelser kan have meget forskellige biologiske og miljømæssige virkninger; sikkerhedsdata skal derfor vurderes for det konkrete stof.