هافنیم - Tantalum - تنگستن Nb Ta Db جدول کامل عمومی نام, علامت اختصاری, شماره Tantalum, Ta, 73 گروه شیمیایی فلز انتقالی گروه, تناوب, بلوک 5 «VB), 6 , d جرم حجمی, سختی 16650 kg/m3, 6.5 رنگ آبی خاکستری خواص اتمی وزن اتمی 180.9479 amu شعاع اتمی (calc.) 145 (200) pm شعاع کووالانسی 138 pm شعاع وندروالس اطلاعات موجود نیست ساختار الکترونی Xe]4f14 5d3 6s2] e- بازای هر سطح انرژی 2, 8, 18, 32, 11, 2 درجه اکسیداسیون (اکسید) 5 (اسید ضعیف) ساختار کریستالی مکعبی body centered خوااص فیزیکی حالت ماده جامد نقطه ذوب 3290 K (5463 °F) نقطه جوش 5731 K (9856 °F) حجم مولی 10.85 ש»10-6 ««متر مکعب بر مول گرمای تبخیر 743 kJ/mol گرمای هم‌جوشی 31.6 kJ/mol فشار بخار 0.776 Pa at 3269 K سرعت صوت 3400 m/s at 293.15 K متفرقه الکترونگاتیویته 1.5 «درجه پائولینگ) ظرفیت گرمایی ویژه 140 J/kg*K رسانائی الکتریکی 7.61 106/m اهم رسانائی گرمایی 57.5 W/m*K 1st پتانسیل یونیزاسیون 761 kJ/mol 2nd پتانسیل یونیزاسیون 1500 kJ/mol پایدارترین ایزوتوپها iso NA نیمه عمر DM DE MeV DP 179Ta {syn.} 1.82 y ε 0.110 179Hf 180Ta 0.012% 8.125 h ε β+ 0.854 0.708 180Hf 180W Meta {Syn} >1.2 E15 y β- ε 0.075 180W 180Hf 181Ta 99.988% Ta با108نوترون پایدار است واحدهایSI & STP استفاده شده مگر آنکه ذکر شده باشد.

اطلاعات اولیه

تانتالم ( سابقا" تانتالیم نامیده می‌شد ) عنصر شیمیایی است که با نشان Ta و عدد اتمی 73 در جدول تناوبی وجود دارد. تانتالم که فلز انتقالی براق ، سخت ، کمیاب و به رنگ آبی خاکستری است، به‌شدت در برابر فرسایش بوسیله اسید مقاوم بوده ، در کانی تانتالیت وجود دارد. تانتالم چون با مایعات بدن واکنش نمی‌کند، در وسایل جراحی و پیوندها بکار می‌رود.

تاریخچــــــــــه

تانتالم ( واژه یونانی Tantalos، ویژگی اسطوره‌شناسی ) در سال 1802 توسط "Anders Ekeberg" در سوئد کشف شد و در سال 1820، بوسیله "Jons Berzelius" جداسازی شد. بسیاری از شیمیدانان معاصر تا سال 1844 تصور می‌کردند نیوبیم و تانتالم عناصری مشابه هستند تا اینکه پس از سال 1866 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 نسبتا" خالص و انعطاف پذیر این فلز در سال 1903 بوسیله "Werner von Bolton" تولید شد. قبل از تنگستن از سیمهای باریک تانتالم در لامپ استفاده می‌شد.

نام این عنصر از نام تانتالوس ، پدر نایوبی در اسطوره شناسی یونانی گرفته شده که پس از مرگ مجازات شد بصورتیکه با میوه هایی 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 عنصردر کنار معرفها قرار می‌گیرد، ولی تحت تاثیر آنها واقع نمی‌شود.

پیدایـــــــــــش

تانتالم ، اصولا" 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 اکثرا" به همراه کلمبیت در سنگ معدنی به نام کلتان وجود دارد که درباره منابع آنها سوالاتی مطرح شده است.

مراحل پیچیده ای برای جداسازی تانتالم از نیوبیم بکار گرفته می‌شود. برای تولید تجاری این عنصر باید از یکی از روشهای متفاوت این کار استفاده نمود، مثلا" الکترولیز فلوروتنتالات پتاسیم مذاب ، کاهش فلوروتنتالات پتاسیم با سدیم یا بوسیله واکنش کاربید تانتالم با اکسید تانتالم. تانتالم همچنین یک محصول جانبی از استخراج قلع می‌باشد.

خصوصیات قابل توجه

تانتالم خاکستری رنگ ، سنگین ، انعطاف پذیر ، بسیار سخت ، به‌آسانی قابل تهیه ، به‌شدت در برابر اسیدها مقاوم و از هدایت الکتریکی و حرارتی خوبی برخوردار می‌باشد. در واقع این فلز در دماهای زیر 150 درجه سانتیگراد ، کاملا" از حملات شیمیایی مصون است و فقط توسط اسید هیدروفلوئوریک ، محلولهای اسیدی حاوی یون فلورید و تری‌اکسید سولفور 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).

کاربردهــــــا

کاربرد اصلی تانتالم ، بصورت پودر فلزی در تولید قطعات الکترونیکی ، عمدتا" 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 انعطاف پذیری 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 فرآیندهای شیمیایی ، رآکتورهای هسته‌ای و قطعات موشک بکار می‌روند. این فلز ، انعطاف‌پذیر بوده و می‌توان آنرا به شکل سیمهای ظریفی تبدیل نمود که بعنوان 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. قرار است از اکسید تانتالم برای ساخت شیشه‌هایی با ضریب شکست بالا جهت لنز دوربین استفاده شود. علاوه بر اینها از این فلز در تولید قسمتهای کوره خلأ استفاده می‌گردد.

ترکیبات

دانشمندان آزمایشگاه ملی Los Alamos ماده های مرکب گرافیت ، کاربید و تانتالم ساخته‌اند که یکی از سخت‌ترین مواد ساخته شده محسوب می‌شود.

ایزوتوپهــــــا

تانتالم بطور طبیعی دارای دو ایزوتوپ می‌باشد، Ta-181 که ایزوتوپی پایدار است وTa-180 که ایزوتوپ رادیواکتیو است که خیلی سریع به یک ایزومر هسته‌ای با نیم عمر بیش از ¹⁵ 10 سال تبدیل می‌شود.

هشدارهـــــــا

ترکیبات دارای تانتالم به‌ندرت مشکل ساز بوده و این فلز عموما" در آزمایشگاه دردسرساز نمی‌باشد. اما باید آنرا شدیدا" سمی به حساب آورد. شواهدی مبنی بر تومور زایی ترکیبات تانتالم وجود دارد و گرده فلز آن ، خطر انفجار و احتراق در پی دارد.

منبع

• Los

اتصالات خارجی

• http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Ta/index.html WebElements.com - Tantalum
• http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Ta.html EnvironmentalChemistry.com - Tantalum