Cheminis elementas · informacinis puslapis

73Ta

Tantalas

Tantalas yra cheminis elementas, kurio atominis skaičius 73, o simbolis Ta; jis yra 6 periode, 5 grupėje ir d bloke. Etaloninė būsena kambario temperatūroje – kietoji. Elektronų konfigūracija: [Xe] 4f14 5d3 6s2.

Atominis skaičius73

Standartinė atominė masė180.94788(2)

Grupė5

Periodas6

Blokasd

Elektronų konfigūracija[Xe] 4f14 5d3 6s2

Elektroninė sandara

Kas lemia jo chemiją

Šio elemento chemijoje dalyvauja d posluoksnis. Pereinamieji metalai ryšiuose gali naudoti panašios energijos elektronus, todėl d bloke dažni įvairūs oksidacijos laipsniai, koordinaciniai junginiai ir katalizinės savybės.

Elektronų konfigūraciją [Xe] 4f14 5d3 6s2 reikia vertinti kartu su junginio oksidacijos laipsniu: pašalinus elektronus keičiasi užpildytos d orbitalės, todėl gali kisti spalva, magnetizmas, ryšiai ir reaktyvumas.

Cheminės formos

Junginiai, jonai ir medžiagos

Svarbios šio elemento cheminės formos yra metalas ir lydiniai, oksidai, halogenidai bei koordinaciniai junginiai. Įvairūs oksidacijos laipsniai dažni, nes s ir d elektronų energijos panašios, o ligandai aplink metalo joną gali stipriai keisti spalvą, magnetizmą ir reaktyvumą.

Fizikinės savybės

Agregatinė būsena ir fazių virsmai

Etaloninė būsena kambario temperatūroje yra kietoji. Nurodytas tankis yra 16.69 g/cm³. Lydymosi temperatūra yra 3 280 K (3 007 °C). Virimo temperatūra yra 5 731 K (5 458 °C). Slėgis, grynumas ir kristalinė sandara gali pakeisti išmatuotas fizikines savybes.

Paplitimas ir panaudojimas

Kur aptinkamas ir naudojamas tantalas

Praktikoje šis elementas sutinkamas tokiose srityse kaip kondensatoriai, implantai ir superlydiniai.

Praktikoje

Tikri panaudojimo pavyzdžiai

Kondensatoriai

Tantalas naudojamas kondensatorių medžiagose, kai svarbi didelė talpa, stabilūs oksido sluoksniai ar kompaktiška komponentų konstrukcija.

Implantai

Tantalas naudojamas biomedicininėse medžiagose, parinktose dėl atsparumo korozijai, stiprumo ir suderinamumo su organizmu.

Superlydiniai

Tantalas naudojamas lydiniuose, suprojektuotuose išlaikyti mechaninį stiprumą ir atsparumą oksidacijai labai aukštoje temperatūroje.

Vieta periodinėje sistemoje

Ką parodo kaimyniniai elementai

Tantalas yra 6 periode ir 5 grupėje. Čia parodytoje aplinkoje: Tame pačiame periode kairėje ir dešinėje yra hafnis ir volframas; toje pačioje grupėje viršuje yra niobis, o apačioje – dubnis. Šios pozicijos leidžia su gretimais elementais palyginti atomo dydį, jonizacijos energiją ir cheminio ryšio pobūdį.

Etaloniniai duomenys

Fizikinės ir atominės savybės

Klasifikacijapereinamasis metalas

Būsena kambario temperatūrojekietoji

Elektronų sluoksniai2 · 8 · 18 · 32 · 11 · 2

Tankis16.69 g/cm³

Lydymosi temperatūra3 280 K (3 007 °C)

Virimo temperatūra5 731 K (5 458 °C)

Elektroneigiamumas pagal Paulingą1.5

Pirmoji jonizacijos energija728kJ/mol

Elektronų giminingumas31 kJ/mol

Kai taikoma, pateiktos vertės apibūdina elementą arba neutralų atomą. Fizikiniai duomenys gali priklausyti nuo alotropinės atmainos, slėgio ir matavimo sąlygų.

Istorija

Atradimas ir identifikavimas

Elemento atradimas siejamas su Anders Gustaf Ekeberg. Elemento atpažinimas, gryno mėginio išskyrimas ir šiuolaikinio atominio skaičiaus priskyrimas nebūtinai įvyko tuo pačiu metu.

Izotopai ir atominė masė

Kaip izotopinė sudėtis keičia skaitines vertes

Standartinė atominė masė yra 180.94788(2). Ši vertė apibūdina natūralios Žemės medžiagos izotopinę sudėtį, o ne vieno konkretaus atomo masę.

Tantalas turi bent vieną stabilų izotopą. Skirtingi izotopai turi vienodą protonų skaičių ir todėl priklauso tam pačiam elementui, tačiau skiriasi neutronų skaičiumi ir atomine mase.

Sauga

Darbas su medžiaga ir poveikis

Šio elemento keliami pavojai priklauso nuo cheminės formos, dozės ir poveikio kelio. Grynas elementas, jo jonai ir junginiai gali turėti labai skirtingą biologinį bei aplinkos poveikį, todėl reikia tikrinti konkrečios naudojamos medžiagos saugos duomenis.