Танталь (па-лацінску: Tantalum; ад грэц. «Tantalos», міфічнага пэрсанажу, бацькі Ніобы), Ta — хімічны элемэнт V групы пэрыядычнай сыстэмы; атамны нумар 73. Сьветла-шэры, цяжкі і вельмі цьвёрды мэтал. Выяўлены ў 1802 годзе швэдзкім хімікам Андэрсам Экэбэргам (Anders Gustaf Ekenberg), але да 1866 году хімікі лічылі, што танталь — гэта алятропная форма ніоба. Першым дасьледчыкам ўдавалася атрымаць танталь толькі ў выглядзе сумесі зь іншымі элемэнтамі. Упершыню больш-менш чысты танталь атрыманы ў 1900-я гады. Хімічныя ўласьцівасьці танталя вельмі падобныя да ніобу, таму іх вельмі складана разьдзяліць. Аддзяленьне танталю ад ніобу праходзіць у некалькі складаных крокаў. У прамысловасьці выкарыстоўваецца некалькі мэтадаў атрыманьня элемэнту, у тым ліку электроліз расплаўленага фторатанталяту калю (K2TaF7), узаемадзеяньне фторатанталяту калю з натрам і рэакцыя карбіду танталю з аксыдам танталю. Вядома 34 ізатопы і ізамэры танталю. Прыродны танталь складаецца з двух ізатопаў, адзін зь якіх радыёактыўны з пэрыядам паўраспаду 1,2×1015 гадоў. Чысты танталь вельмі плястычны і зь яго можна рабіць тонкі дрот. Пры тэмпэратурах ніжэйшых за 150 °C танталь мае вельмі малую хімічную рэактыўнасьць з-за наяўнасьці шчыльнай абарончай плёнкі аксыду. Не рашчынаецца ў вадзе. Ён узаемадзенічае толькі з плавікавай кісьляй, рашчынамі кісьляў з іёнамі фтарыду і свабодным трыаксыдам серкі. Лугі (гідраксыды) ўзаемадзейнічаюць з танталем, але марудна. Танталь, раздроблены ў парашок, мае большую хімічную рэактыўнасьць. Вышэйшая тэмпэратура плаўленьня толькі ў вальфрама і рэна. Пры тэмпэратуры ніжэйшай за 4,47 K танталь набывае звышправодныя ўласьцівасьці. Танталь дадаецца ў розныя стопкі, каб яны мелі антыкаразійныя ўласьцівасьці, высокую тэмпэратуру плаўленьня, цьвёрдасьць, добрую плястычнасьць і г. д. Навукоўцы ў Лёс Алямасе (Los Alamos, ЗША) вынайшлі кампазыт, які складаецца з карбіду танталя і графіту. Лічыцца, што гэты матэрыял адзін з самых цьвёрдых матэрыялаў, якія калі-небудзь былі зробленыя, ягоная тэмпэратура плаўленьня 3738 °C. Гэты кампазыт выкарыстоўваецца ў хуткасных разаках. Танталь таксама выкарыстоўваецца для вырабу электралітных кандэнсатараў. Гэты мэтал таксама шырока выкарыстоўваецца для вырабу хімічнага посуду, дэталяў ядзерных рэактараў, самалётаў, ракетнай зброі і касьмічнай тэхнікі. Біялягічная роля танталя невядомая. Чысты танталь не ўзаемадзейнічае зь біялягічнымі вадкасьцямі і не раздражняе жывую тканіну, таму ён шырока ўжываецца для вырабу хірургічных прылад, у тым ліку імплянтантаў. Разам з тым некаторыя злучэньні танталя верагодна выклікаюць пухліны. Пентксыд танталю (Ta2O5) выкарыстоўваецца для вырабу асаблівага шкла з высокім каэфіцыентам пераламленьня для фоталінз. Танталь выкарыстоўваецца замест плятыны, бо апошняя вельмі дарагая. Таксама мэтал выкарыстоўваецца для шмат якіх іншых мэтаў. Кошт танталю чысьціні 99.9% складае каля 2 даляраў ЗША за 1 грам.
|
Выгляд
|
---|
 Монакрышталь звышчыстага танталю (99.999 %), атрыманы мэтадам зоннай перакрышталізацыі, некалькі крышталічных кавалкаў танталю і для параўнаньня куб танталю аб'ёмам 1 см3 чысьцінёй 99.99 % = 4N.
|
Агульная інфармацыя
|
---|
Назва, сымбаль, атамны нумар
|
Танталь, Ta, 73
|
---|
Катэгорыя элемэнту
|
Пераходныя мэталы
|
---|
Група, пэрыяд, блёк
|
V, 6, d
|
---|
Адносная атамная маса
|
180,9479 г·моль−1 |
---|
Канфігурацыя электронаў
|
[Xe] 4f14 5d3 6s2 |
---|
Электронаў у абалонцы
|
2 8 18 32 11 2
|
---|
Фізычныя ўласьцівасьці
|
---|
Колер
|
шэры
|
---|
Фаза
|
Цьвёрдае цела
|
---|
Шчыльнасьць (пры п. т.)
|
16,4 г·см−3 |
---|
Шчыльнасьць вадкасьці пры т. пл.
|
15 г·см−3 |
---|
Тэмпэратура плаўленьня
|
3290 K, 3017 °C, 5463 °F
|
---|
Тэмпэратура кіпеньня
|
5731 K, 5458 °C, 9856 °F
|
---|
Удзельная цеплыня плаўленьня
|
36,57 кДж·моль−1 |
---|
Цеплаёмістасьць
|
(25 °C) 25,36 Дж·моль−1·K−1 |
---|
Насычаная пара
|
---|
P/Pa
|
1
|
10
|
100
|
1 k
|
10 k
|
100 k
| at T/K
|
3297,15
|
3597,15
|
3957,15
|
4395,15
|
4939,15
|
5634,15
|
|
Структура крышталічнай краты
|
body-centered cubic
|
---|
Магнэтызм
|
парамагнетык
|
---|
Электрычны супор
|
0,15*10-6Ω·м
|
---|
Цеплаправоднасьць
|
(300 K) 57,5 Вт·м−1·K−1 |
---|
Каэф. цеплавога расшырэньня
|
(373 K) 6,59 мкм/(м·K)
|
---|
Модуль зруху
|
70 ГПа
|
---|
Модуль пругкасьці
|
186 ГПа
|
---|
Каэфіцыент Пуасона
|
0,350
|
---|
Цьвёрдасьць Вікерса
|
890 МПа
|
---|
Уласьцівасьці атама
|
---|
Ступені затляненьня
|
+1, +2, +3, +4, +5
|
---|
Электраадмоўнасьць
|
1,5
|
---|
Кавалентны радыюс
|
134 пм
|
---|
Іншыя характарыстыкі
|
---|
Нумар CAS
|
7440-25-7
|
---|
Найбольш стабільныя ізатопы
|
---|
Асн. артыкул: ізатопы танталя
|
|
|
Трапляецца разам з ніобам. Галоўныя мінэралы — танталіт (Fe, Mn)(Nb, Ta)2O6, калумбіт (Fe, Mn, Mg)(Nb, Ta)2O6. Танталявыя руды маюцца ў Аўстраліі, Бразыліі, Нігерыі ды Канадзе. Утрыманьне танталю ў зямной кары складае каля 2,0 міліграмаў на кіляграм. У акіянічнай вадзе танталь утрымліваецца ў прапорцыі 2×10-6 міліграмаў на літар.