Tantan

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
(đổi hướng từ Tantali)
Bước tới: menu, tìm kiếm
Tantan,  73Ta
Tantalum single crystal and 1cm3 cube.jpg
Tính chất chung
Tên, ký hiệu Tantan, Ta
Phiên âm /ˈtæntələm/
TAN-təl-əm;
previously /tænˈtæliəm/
tan-TAL-ee-əm
Hình dạng Xám xanh
Tantan trong bảng tuần hoàn
   
 
73
Ta
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
Số nguyên tử 73
Khối lượng nguyên tử chuẩn 180,94788
Phân loại Kim loại chuyển tiếp
Nhóm, phân lớp 5d
Chu kỳ Chu kỳ 6
Cấu hình electron [Xe] 4f14 5d3 6s2
mỗi lớp 2, 8, 18, 32, 11, 2
Tính chất vật lý
Màu sắc Xám xanh
Trạng thái vật chất Chất rắn
Nhiệt độ nóng chảy 3290 K ​(3017 °C, ​5463 °F)
Nhiệt độ sôi 5731 K ​(5458 °C, ​9856 °F)
Mật độ (gần nhiệt độ phòng) 16,69 g·cm−3 (at 0 °C, 101.325 kPa)
Mật độ ở thể lỏng ở nhiệt độ nóng chảy: 15 g·cm−3
Nhiệt lượng nóng chảy 36,57 kJ·mol−1
Nhiệt lượng bay hơi 732,8 kJ·mol−1
Nhiệt dung 25,36 J·mol−1·K−1

Áp suất hơi

P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
ở T (K) 3297 3597 3957 4395 4939 5634
Tính chất nguyên tử
Trạng thái ôxi hóa 5, 4, 3, 2, -1Axít trung bình
Độ âm điện 1,5 (Thang Pauling)
Năng lượng ion hóa Thứ nhất: 761 kJ·mol−1
Thứ hai: 1500 kJ·mol−1
Bán kính cộng hoá trị empirical: 146 pm
Độ dài liên kết cộng hóa trị 170±8 pm
Thông tin khác
Cấu trúc tinh thể α-Ta: Lập phương tâm khối
β-Ta: Bốn phương[1]
Vận tốc âm thanh thin rod: 3400 m·s−1 (at 20 °C)
Độ giãn nở nhiệt 6,3 µm·m−1·K−1 (at 25 °C)
Độ dẫn nhiệt 57,5 W·m−1·K−1
Điện trở suất at 20 °C: 131 n Ω·m
Tính chất từ Thuận từ[2]
Mô đun Young 186 GPa
Mô đun cắt 69 GPa
Mô đun nén 200 GPa
Hệ số Poisson 0,34
Độ cứng theo thang Mohs 6,5
Độ cứng theo thang Vickers 873 MPa
Độ cứng theo thang Brinell 800 MPa
Số đăng ký CAS 7440-25-7
Đồng vị ổn định nhất
Bài chính: Đồng vị của Tantan
iso NA Chu kỳ bán rã DM DE (MeV) DP
177Ta Tổng hợp 56,56 giờ ε 1.166 177Hf


178Ta Tổng hợp 2,36 giờ ε 1.910 178Hf


179Ta Tổng hợp 1,82 năm ε 0.110 179Hf


180Ta Tổng hợp 8,125 giờ ε 0.854 180Hf
β 0.708 180W
180mTa 0.012% >1.2×1015 năm
(không tìm thấy)
ε 0.929 180Hf
β 0.783 180W
IT 0.075 180Ta
181Ta 99.988% 181Ta ổn định với 108 nơtron
182Ta Tổng hợp 114,43 ngày β 1.814 182W


183Ta Tổng hợp 5,1 ngày β 1.070 183W

Tantan là tên một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Tasố nguyên tử bằng 73.

Nó là nguyên tố hiếm, cứng, có màu xám-xanh óng ánh, là kim loại chuyển tiếp, chống ăn mòn rất tốt, thường có trong khoáng chất tantalít. Tantan được dùng trong các dụng cụ phẫu thuật và cấy ghép trong cơ thể, vì nó không phản ứng với các dịch thể.

Thuộc tính[sửa | sửa mã nguồn]

Tantan màu xám, nặng, dễ uốn, cứng, dễ gia công, chống ăn mòn bởi axít rất tốt, dẫn điện và nhiệt tốt. Ở nhiệt độ dưới 150 C Tantan không phản ứng hóa học với chất nào, ngay cả với nước cường toan, và chỉ bị ăn mòn bởi axít flohiđríc, dung dịch axít chứa iôn flosulfua triôxít. Nhiệt độ nóng chảy của Tantan chỉ thấp hơn vonframreni (chảy tại 3.290 K, sôi tại 5.731 K). Tantan có điện dung lớn nhất trong số các hóa chất dùng trong tụ điện.

Ứng dụng[sửa | sửa mã nguồn]

  • Tantan được sử dụng chủ yếu, dưới dạng bột kim loại, để tạo ra các linh kiện điện tử, như trong các tụ điện Tantan, có điện dung lớn mà kích thước nhỏ. Do kích thuớc và khối lượng nhỏ, các tụ điện Tantan được dùng nhiều trong các điện thoại di động, máy nhắn tin, máy tính cá nhân và điện tử của ô tô.
  • Nó dẻo và có thể kéo thành sợi nhỏ, có thể dùng như dây tóc làm bốc hơi các các kim loại khác như nhôm.
  • Vì không phản ứng với các dung dịch trong cơ thể, và không gây dị ứng Tantan đựoc dùng nhiều để chế tạo dụng cụ phẫu thuật.

Lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]

Tantan (tiếng Hy LạpTantalos, một nhân vật huyền thoại) được tìm thấy ở Thụy Điển năm 1802 bởi Anders Ekeberg và được chiết tách năm 1820 bởi Jöns Berzelius. Nhiều nhà hóa học thời đó đã tin là Niobi và Tantan là một nguyên tố cho mãi đến năm 18441866 khi các nghiên cứu đã cho thấy axít Niobic và Tantanc là khác nhau. Các nghiên cứu đầu tiên chỉ tạo ra được Tantan không nguyên chất và mẫu nguyên chất đầu tiên được tạo ra bởi Werner von Bolton năm 1903. Các dây tóc làm bởi Tantan được dùng cho bóng đèn cho đến khi vonfram thay thế nó.

Tên Tantan được đặt theo Tantalus, cha của Niobe trong thần thoại Hy Lạp.

Độ phổ biến[sửa | sửa mã nguồn]

Tantan được ước tính chiếm khoảng 1 ppm[3] hoặc 2 ppm[4] trong lớp vỏ Trái Đất theo khối lượng.

Có một số loại khoáng vật Tantan, chỉ vài loại trong số đó được dùng làm nguyên liệu thô trong công nghiệp sản xuất Tantan như: Tantant, microlit, wodginit, euxenit, polycrase. Tantant (Fe,Mn) Ta2O6 là khoáng vật tách Tantan quan trọng nhất. Tantant có cùng cấu trúc khoáng vật với columbit (Fe,Mn) (Ta,Nb)2O6; nếu Ta nhiều hơn Nb thì nó được gọi là Tantant và ngược lại thì gọi là columbit (hay niobit). Tỷ trọng của Tantant và các khoáng vật chứa Tantan khác cao làm cho nó được tác ra bằng phương pháp trọng lực. Các khoáng vật khác gồm samarskitfergusonit.

Quặng Tantan có ở Úc, Brasil, Canada, Congo, Mozambique, Nigeria, Bồ Đào Nha, Thái Lan...

Tantant hay lẫn với columbit trong quặng coltan. Việc khai khoáng quặng này ở Congo đã gây nên nhiều vấn đề về quyền con người và bảo vệ môi trường thiên nhiên.

Nhiều quy trình phức tạp cần thực hiện để tách Tantan khỏi niobi. Các phương pháp điều chế thương mại có thể gồm: điện phân hợp chất kali florotantalat nóng chảy, khử hợp chất trên bằng natri, hay bằng phản ứng giữa hợp chất Tantan Cacbua với Tantan ôxít. Tantan còn là sản phẩm phụ của tinh luyện thiếc.

Hợp chất[sửa | sửa mã nguồn]

Các nhà khoa học tại Los Alamos National Laboratory đã chế tạo được chất composít chứa Tantan và cacbon thuộc vào loại vật liệu cứng nhất mà con người tạo ra.

Đồng vị[sửa | sửa mã nguồn]

Tantan tự nhiên có hai đồng vị. Ta-181 là đồng vị bền còn Ta-180m là đồng vị phóng xạ chuyển hóa chậm thành chất đồng phân nguyên tử với chu kỳ bán rã khoảng 1015 năm.

Cảnh báo[sửa | sửa mã nguồn]

Các hợp chất chứa Tantan rất hiếm gặp, và kim loại này thường không gây nên vấn đề gì trong phòng thí nghiệm, nhưng nó vẫn nên được coi là rất độc. Có bằng chứng cho thấy hợp chất của Tantan có thể gây nên khối u, và bụi kim loại Tantan có thể gây cháy hay nổ.

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ doi:10.1107/S0567740873004140
    Hoàn thành chú thích này
  2. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  3. ^ Emsley, John (2001). “Tantalum”. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford, England, UK: Oxford University Press. tr. 420. ISBN 0198503407. 
  4. ^ Lỗi chú thích: Thẻ <ref> sai; không có nội dung trong thẻ ref có tên Aguly

(tiếng Anh)

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]

(tiếng Anh)