Mở trình đơn chính

Tantan

nguyên tố hóa học của nguyên tử số 73, một kim loại màu xám bạc cứng của chuỗi kim loại chuyển tiếp.
(đổi hướng từ Tantali)

Tantan (tiếng Latinh: Tantalum) là tên một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Tasố nguyên tử bằng 73.

Tantan,  73Ta
Tantalum single crystal and 1cm3 cube.jpg
Tính chất chung
Tên, ký hiệuTantan, Ta
Phiên âm /ˈtæntələm/
TAN-təl-əm;
previously /tænˈtæliəm/
tan-TAL-ee-əm
Hình dạngXám xanh
Tantan trong bảng tuần hoàn
Hiđrô (diatomic nonmetal)
Hêli (noble gas)
Liti (alkali metal)
Berili (alkaline earth metal)
Bo (metalloid)
Cacbon (polyatomic nonmetal)
Nitơ (diatomic nonmetal)
Ôxy (diatomic nonmetal)
Flo (diatomic nonmetal)
Neon (noble gas)
Natri (alkali metal)
Magiê (alkaline earth metal)
Nhôm (post-transition metal)
Silic (metalloid)
Phốtpho (polyatomic nonmetal)
Lưu huỳnh (polyatomic nonmetal)
Clo (diatomic nonmetal)
Argon (noble gas)
Kali (alkali metal)
Canxi (alkaline earth metal)
Scandi (transition metal)
Titan (transition metal)
Vanadi (transition metal)
Chrom (transition metal)
Mangan (transition metal)
Sắt (transition metal)
Coban (transition metal)
Niken (transition metal)
Đồng (transition metal)
Kẽm (transition metal)
Gali (post-transition metal)
Gecmani (metalloid)
Asen (metalloid)
Selen (polyatomic nonmetal)
Brom (diatomic nonmetal)
Krypton (noble gas)
Rubidi (alkali metal)
Stronti (alkaline earth metal)
Yttri (transition metal)
Zirconi (transition metal)
Niobi (transition metal)
Molypden (transition metal)
Tecneti (transition metal)
Rutheni (transition metal)
Rhodi (transition metal)
Paladi (transition metal)
Bạc (transition metal)
Cadimi (transition metal)
Indi (post-transition metal)
Thiếc (post-transition metal)
Antimon (metalloid)
Telua (metalloid)
Iốt (diatomic nonmetal)
Xenon (noble gas)
Xêsi (alkali metal)
Bari (alkaline earth metal)
Lantan (lanthanide)
Xeri (lanthanide)
Praseodymi (lanthanide)
Neodymi (lanthanide)
Promethi (lanthanide)
Samari (lanthanide)
Europi (lanthanide)
Gadolini (lanthanide)
Terbi (lanthanide)
Dysprosi (lanthanide)
Holmi (lanthanide)
Erbi (lanthanide)
Thuli (lanthanide)
Ytterbi (lanthanide)
Luteti (lanthanide)
Hafni (transition metal)
Tantan (transition metal)
Wolfram (transition metal)
Rheni (transition metal)
Osmi (transition metal)
Iridi (transition metal)
Platin (transition metal)
Vàng (transition metal)
Thuỷ ngân (transition metal)
Tali (post-transition metal)
Chì (post-transition metal)
Bitmut (post-transition metal)
Poloni (post-transition metal)
Astatin (metalloid)
Radon (noble gas)
Franxi (alkali metal)
Radi (alkaline earth metal)
Actini (actinide)
Thori (actinide)
Protactini (actinide)
Urani (actinide)
Neptuni (actinide)
Plutoni (actinide)
Americi (actinide)
Curi (actinide)
Berkeli (actinide)
Californi (actinide)
Einsteini (actinide)
Fermi (actinide)
Mendelevi (actinide)
Nobeli (actinide)
Lawrenci (actinide)
Rutherfordi (transition metal)
Dubni (transition metal)
Seaborgi (transition metal)
Bohri (transition metal)
Hassi (transition metal)
Meitneri (unknown chemical properties)
Darmstadti (unknown chemical properties)
Roentgeni (unknown chemical properties)
Copernixi (transition metal)
Nihoni (unknown chemical properties)
Flerovi (post-transition metal)
Moscovi (unknown chemical properties)
Livermori (unknown chemical properties)
Tennessine (unknown chemical properties)
Oganesson (unknown chemical properties)
Nb

Ta

Db
HafniTantanVonfram
Số nguyên tử (Z)73
Khối lượng nguyên tử chuẩn (Ar)180,94788
Phân loại  kim loại chuyển tiếp
Nhóm, phân lớp5d
Chu kỳChu kỳ 6
Cấu hình electron[Xe] 4f14 5d3 6s2
mỗi lớp
2, 8, 18, 32, 11, 2
Tính chất vật lý
Màu sắcXám xanh
Trạng thái vật chấtChất rắn
Nhiệt độ nóng chảy3290 K ​(3017 °C, ​5463 °F)
Nhiệt độ sôi5731 K ​(5458 °C, ​9856 °F)
Mật độ16,69 g·cm−3 (ở 0 °C, 101.325 kPa)
Mật độ ở thể lỏngở nhiệt độ nóng chảy: 15 g·cm−3
Nhiệt lượng nóng chảy36,57 kJ·mol−1
Nhiệt bay hơi732,8 kJ·mol−1
Nhiệt dung25,36 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 ôxy hóa5, 4, 3, 2, -1Axít trung bình
Độ âm điện1,5 (Thang Pauling)
Năng lượng ion hóaThứ nhất: 761 kJ·mol−1
Thứ hai: 1500 kJ·mol−1
Bán kính cộng hoá trịthực nghiệm: 146 pm
Bán kính liên kết cộng hóa trị170±8 pm
Thông tin khác
Cấu trúc tinh thể ​α-Ta: Lập phương tâm khối
β-Ta: Bốn phương[1]
[[Tập tin:α-Ta: Lập phương tâm khối
β-Ta: Bốn phương[1]|50px|alt=Cấu trúc tinh thể α-Ta: Lập phương tâm khối
β-Ta: Bốn phương[1] của Tantan|Cấu trúc tinh thể α-Ta: Lập phương tâm khối
β-Ta: Bốn phương[1] của Tantan]]
Vận tốc âm thanhque mỏng: 3400 m·s−1 (ở 20 °C)
Độ giãn nở nhiệt6,3 µm·m−1·K−1 (ở 25 °C)
Độ dẫn nhiệt57,5 W·m−1·K−1
Điện trở suấtở 20 °C: 131 n Ω·m
Tính chất từThuận từ[2]
Mô đun Young186 GPa
Mô đun cắt69 GPa
Mô đun nén200 GPa
Hệ số Poisson0,34
Độ cứng theo thang Mohs6,5
Độ cứng theo thang Vickers873 MPa
Độ cứng theo thang Brinell800 MPa
Số đăng ký CAS7440-25-7
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 neutron
182Ta Tổng hợp 114,43 ngày β 1.814 182W


183Ta Tổng hợp 5,1 ngày β 1.070 183W

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 tínhSửa đổi

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 dụngSửa đổi

Lịch sửSửa đổi

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 biếnSửa đổi

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 chấtSửa đổi

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 vịSửa đổi

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.[cần dẫn nguồn]

iso TN t½ DM DE MeV DP
179Ta Tổng hợp 1,82 năm ε 0,110 179Hf
180Ta 0,012% 8,125 h ε
β+
0,854
0,708
180Hf
180W
Gần ổn định Tổng hợp >1,2 E15 y β-
ε
0,075 180W
180
Hf
181Ta 99,988% Ổn định có 124 neutron


Cảnh báoSửa đổi

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 khảoSửa đổi

  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. ^ Agulyansky, Anatoly (2004). The Chemistry of Tantalum and Niobium Fluoride Compounds. Elsevier. ISBN 978-0-444-51604-6. Truy cập ngày 2 tháng 9 năm 2008. 

(tiếng Anh)

Liên kết ngoàiSửa đổi

(tiếng Anh)