Ķīmiskais elements · uzziņu lapa

73Ta

Tantals

Tantals ir ķīmiskais elements ar atomnumuru 73 un simbolu Ta; tas atrodas 6. periodā, 5. grupā un d blokā. Atsauces agregātstāvoklis istabas temperatūrā — ciets. Elektronu konfigurācija: [Xe] 4f14 5d3 6s2.

Atomnumurs73

Standarta atommasa180.94788(2)

Grupa5

Periods6

Bloksd

Elektronu konfigurācija[Xe] 4f14 5d3 6s2

Elektroniskā uzbūve

Kas nosaka tā ķīmiju

Šī elementa ķīmijā piedalās d apakšlīmenis. Pārejas metāli saitēs var izmantot līdzīgas enerģijas elektronus, tāpēc d blokā bieži sastopamas mainīgas oksidēšanās pakāpes, koordinācijas savienojumi un katalītiskas īpašības.

Elektronu konfigurācija [Xe] 4f14 5d3 6s2 jāskata kopā ar savienojuma oksidēšanās pakāpi: atņemot elektronus, mainās aizpildītās d orbitāles, tāpēc var mainīties krāsa, magnētisms, saišu veidošanās un reaģētspēja.

Ķīmiskās formas

Savienojumi, joni un materiāli

Svarīgas šī elementa ķīmiskās formas ir metāls un sakausējumi, oksīdi, halogenīdi un koordinācijas savienojumi. Mainīgas oksidēšanās pakāpes ir biežas, jo s un d elektronu enerģijas ir līdzīgas, bet ligandi ap metāla jonu var būtiski mainīt krāsu, magnētismu un reaģētspēju.

Fizikālās īpašības

Agregātstāvoklis un fāžu pārejas

Atsauces agregātstāvoklis istabas temperatūrā ir ciets. Norādītais blīvums ir 16.69 g/cm³. Kušanas temperatūra ir 3 280 K (3 007 °C). Viršanas temperatūra ir 5 731 K (5 458 °C). Spiediens, tīrība un kristāliskā struktūra var mainīt izmērītās fizikālās īpašības.

Sastopamība un lietojums

Kur sastopams un kā tiek izmantots tantals

Praksē šis elements sastopams tādās jomās kā kondensatori, implanti un supersakausējumi.

Praksē

Reāli lietojuma piemēri

Kondensatori

Šo elementu izmanto kondensatoru materiālos, kur svarīga liela kapacitāte, stabili oksīda slāņi vai kompakta komponentu konstrukcija.

Implanti

Šo elementu izmanto biomedicīniskos materiālos, kas izvēlēti izturības pret koroziju, stiprības un saderības ar organismu dēļ.

Supersakausējumi

Šo elementu izmanto sakausējumos, kas izstrādāti mehāniskās stiprības saglabāšanai un izturībai pret oksidēšanos ļoti augstā temperatūrā.

Vieta periodiskajā sistēmā

Ko parāda kaimiņu elementi

Tantals atrodas 6. periodā un 5. grupā. Šeit parādītajā apkārtnē: Tajā pašā periodā pa kreisi un pa labi atrodas hafnijs un volframs; tajā pašā grupā virs tā atrodas niobijs, bet zem tā – dubnijs. Šīs pozīcijas ļauj salīdzināt atoma izmēru, jonizācijas enerģiju un ķīmisko saišu raksturu ar kaimiņu elementiem.

Atsauces dati

Fizikālās un atomārās īpašības

Klasifikācijapārejas metāls

Agregātstāvoklis istabas temperatūrāciets

Elektronu čaulas2 · 8 · 18 · 32 · 11 · 2

Blīvums16.69 g/cm³

Kušanas temperatūra3 280 K (3 007 °C)

Viršanas temperatūra5 731 K (5 458 °C)

Elektronegativitāte pēc Polinga1.5

Pirmā jonizācijas enerģija728kJ/mol

Elektronu afinitāte31 kJ/mol

Ja vien nav norādīts citādi, vērtības raksturo elementu vai neitrālu atomu. Fizikālie dati var būt atkarīgi no alotropiskās formas, spiediena un mērījumu apstākļiem.

Vēsture

Atklāšana un identificēšana

Elementa atklāšana ir saistīta ar Anders Gustaf Ekeberg. Elementa atpazīšana, tīra parauga izolēšana un mūsdienu atomnumura piešķiršana ne vienmēr notika vienlaikus.

Izotopi un atommasa

Kā izotopu sastāvs maina skaitliskās vērtības

Standarta atommasa ir 180.94788(2). Šī vērtība raksturo dabiskā Zemes materiāla izotopu sastāvu, nevis viena konkrēta atoma masu.

Šim elementam ir vismaz viens stabils izotops. Dažādiem izotopiem ir vienāds protonu skaits un tāpēc viena un tā pati elementa identitāte, bet atšķirīgs neitronu skaits un atommasa.

Drošība

Darbs ar vielu un iedarbība

Ar šo elementu saistītie riski ir atkarīgi no ķīmiskās formas, devas un iedarbības ceļa. Tīram elementam, tā joniem un savienojumiem var būt ļoti atšķirīga bioloģiskā un vides ietekme, tāpēc jāpārbauda drošības dati par konkrēto izmantoto vielu.