عنصر ثاليوم الكيميائي

الثاليوم (Tl) ، عنصر كيميائي ، معدن المجموعة الرئيسية 13 (IIIa ، أو مجموعة البورون) من الجدول الدوري ، السامة وذات القيمة التجارية المحدودة. مثل الرصاص ، الثاليوم هو عنصر ناعم منخفض الذوبان ذو قوة شد منخفضة. يحتوي الثاليوم المقطوع حديثًا على بريق معدني يتحول إلى اللون الرمادي المزرق عند التعرض للهواء. يستمر المعدن في الأكسدة عند ملامسة طويلة للهواء ، مما يولد قشرة أكسيد غير وقائية ثقيلة. يذوب الثاليوم ببطء في حمض الهيدروكلوريك ويخفف حمض الكبريتيك وبسرعة في حمض النيتريك.

عنصر مجموعة البورون

(Ga) و indium (In) و thallium (Tl) و nihonium (Nh). وتتميز بأنها مجموعة من خلال وجود ثلاثة إلكترونات في الأجزاء الخارجية

نادرًا من القصدير ، يتركز الثاليوم في عدد قليل فقط من المعادن التي ليس لها قيمة تجارية. توجد كميات ضئيلة من الثاليوم في خامات كبريتيد الزنك والرصاص ؛ في تحميص هذه الخامات ، يتركز الثاليوم في غبار المداخن ، والتي يتم استردادها منها.

اكتشف الكيميائي البريطاني السير ويليام كروكس (1861) الثاليوم من خلال مراقبة الخط الطيفي الأخضر البارز الناتج عن البيريتات الحاملة للسلينيوم التي تم استخدامها في تصنيع حمض الكبريتيك. قام كل من كروكس والكيميائي الفرنسي كلود أوغست لامي بعزل الثاليوم (1862) بشكل مستقل ، مما يدل على أنه معدن.

هناك شكلين بلوريين للعنصر معروفان: سداسي الشكل محكم الغلق أسفل حوالي 230 درجة مئوية (450 درجة فهرنهايت) ومكعبًا متمركزًا في الجسم أعلاه. يتكون الثاليوم الطبيعي ، وهو أثقل عناصر مجموعة البورون ، بالكامل تقريبًا من مزيج من نظائرين مستقرتين: الثاليوم -203 (29.5 في المائة) والثاليوم -205 (70.5 في المائة). تحدث آثار العديد من النظائر قصيرة العمر كمنتجات اضمحلال في سلسلة التفكك الإشعاعي الطبيعية الثلاثة: ثاليوم 206 وثاليوم 210 (سلسلة اليورانيوم) ، ثاليوم 208 (سلسلة الثوريوم) وثاليوم 207 (سلسلة الأكتينيوم).

لم يستخدم معدن الثاليوم استخدامًا تجاريًا ، ولا تحتوي مركبات الثاليوم على أي استخدام تجاري رئيسي ، حيث تم استبدال كبريتات المخروط بشكل كبير في الستينيات كمبيد للقوارض ومبيد حشري. المركبات القاتلة لها استخدامات محدودة قليلة. على سبيل المثال ، تم تصنيع بلورات بروميد اليود المختلطة (TlBr و TlI) التي تنقل ضوء الأشعة تحت الحمراء إلى عدسات ونوافذ وموشورات للأنظمة الضوئية بالأشعة تحت الحمراء. تم استخدام الكبريتيد (Tl ₂ S) كمكون أساسي في خلية كهروضوئية حساسة للغاية وأكسيد كبريتيد في خلية ضوئية حساسة للأشعة تحت الحمراء (خلية thallofide). يشكل الثاليوم أكاسيده في حالة أكسدة مختلفة ، +1 (Tl ₂ O) و +3 (Tl ₂ O ₃). تم استخدام Tl ₂ O كعنصر في النظارات البصرية عالية الانكسار وكعامل تلوين في الأحجار الكريمة الاصطناعية ؛ Tl ₂ O ₃ هو أشباه الموصلات من النوع n. تم بلورة أو تنشيط بلورات هاليد القلوية ، مثل يوديد الصوديوم ، بواسطة مركبات الثاليوم لإنتاج فوسفور غير عضوي للاستخدام في عدادات التلألؤ للكشف عن الإشعاع.

يضفي الثاليوم لونًا أخضرًا لامعًا على لهب بنزن. من الأفضل استخدام الكرومات المميتة ، الصيغة Tl ₂ CrO ₄ ، في التحليل الكمي للثاليوم ، بعد أن يتم تقليل أي أيون مكلس ، Tl ³⁺ ، الموجود في العينة إلى الحالة المخروطية ، Tl ⁺.

Thallium هو نموذجي لعناصر المجموعة 13 في تكوين s للإلكترون الخارجي s ² p ¹. تسمح ترقية إلكترون من مدار s إلى ap المداري للعنصر أن يكون ثلاثة أو أربعة تساهميين. مع الثاليوم ، ومع ذلك ، فإن الطاقة المطلوبة للترويج s → p عالية بالنسبة إلى طاقة الرابطة التساهمية Tl-X التي يتم استعادتها عند تكوين TlX ₃ ؛ ومن ثم ، فإن المشتق ذو حالة الأكسدة +3 ليس منتج تفاعل مفضل بقوة. وبالتالي ، فإن الثاليوم ، على عكس عناصر مجموعة البورون الأخرى ، يشكل في الغالب أملاح الثاليوم المشحونة بشكل منفرد والتي تحتوي على الثاليوم في +1 بدلاً من حالة الأكسدة +3 (لا تزال إلكترونات 6s ² غير مستخدمة). هذا هو العنصر الوحيد لتشكيل كاتيون ثابت مشحون بشكل فردي بتكوين الإلكترون الخارجي (n-1) d ¹⁰ ns ² ، وهو ، بشكل غير عادي ، ليس تكوين غاز خامل. في الماء ، يشبه أيون مخلل عديم اللون وأكثر استقرارًا ، Tl ⁺ ، أيونات المعادن القلوية الثقيلة والفضة ؛ يتم تقليل مركبات الثاليوم في حالته +3 بسهولة إلى مركبات المعدن في حالته +1.

في حالة الأكسدة +3 ، يشبه الثاليوم الألومنيوم ، على الرغم من أن أيون Tl ³⁺ يبدو كبيرًا جدًا بحيث لا يمكن تكوينه. التشابه الوثيق للغاية في حجم أيون الثاليوم المشحون بشكل فردي ، Tl ⁺ ، وأيون الروبيديوم ، Rb ⁺ ، يجعل العديد من أملاح Tl ⁺ ، مثل الكروم ، الكبريتات ، النترات ، والهاليدات ، غير المتجانسة (أي لديها بلورة متطابقة) هيكل) إلى أملاح الروبيديوم المقابلة ؛ أيضا ، أيون Tl ⁺ قادر على استبدال أيون Rb ⁺ في الشبات. وبالتالي ، فإن الثاليوم يشكل شبة ، ولكنه بذلك يستبدل أيون M ⁺ ، بدلاً من ذرة المعدن المتوقعة M ³⁺ ، في M ⁺ M ³⁺ (SO ₄) ₂ ∙ 12H ₂ O.

مركبات الثاليوم القابلة للذوبان سامة. يتم تغيير المعدن نفسه إلى هذه المركبات عن طريق ملامسة الهواء أو الجلد الرطب. التسمم بالثاليوم ، الذي قد يكون مميتًا ، يسبب اضطرابات عصبية وجهازًا معويًا وفقدانًا سريعًا للشعر.

خصائص العنصر

العدد الذري	81
الوزن الذري	204.37
نقطة الانصهار	303.5 درجة مئوية (578.3 درجة فهرنهايت)
نقطة الغليان	1،457 درجة مئوية (2655 درجة فهرنهايت)
جاذبية معينة	11.85 (عند 20 درجة مئوية [68 درجة فهرنهايت])
الأكسدة	+1 ، +3
تكوين الإلكترون.	[Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 1