Tantal – Web o chemii, elektronice a programování

Obsah

Tantal, Ta, je tvrdý, lesklý kov, s výbornými korozivzdornými vlastnostmi. Prvek byl objeven roku 1844 společně s niobem a byl pojmenován podle bájného krále Tantala. Tantalos syn Diův, byl potrestán za vyzrazení tajemství bohů smrtelníkům. Trest spočíval mimojiné v tom, že stál až po bradu ve vodě, ale kdykoliv se pokusil napít, voda klesla. Tak byl odsouzen k věčné žízni. Pojmenování tantalu (jeho objevitelem A. G. Ekebergem) je narážka na to, že ačkoliv je ponořen do kyseliny, nerozpouští se.

Atomové číslo	73	Počet stabilních izotopů	1 (2)
Atomová hmotnost	180,948	Elektronová konfigurace	[Xe] 4f¹⁴ 5d³ 6s²
Teplota tání [°C]	3017	Teplota varu [°C]	5458
Elektronegativita	1,5	Hustota [g.cm^-3]	16,69

Vlastnosti tantalu

V přírodě se vyskytuje vzácně, jeho koncentrace je zhruba 1,7 ppm, a většinou společně s niobem. Nejdůležitějším minerálem je tantalit (Fe,Mn)Ta₂O₆. Získává se z ložisek v Malajsii a Nigérii jako vedlejší produkt při výrobě cínu.

Izotopy

Tantal má dva stabilní izotopy a známe 35 umělých radioizotopů. Izomer ^180mTa je pochopitelně nestabilní, ale zatím se nepodařilo stanovit jeho poločas rozpadu.[4,5] Jde o jedno z mála stabilních jader s lichým počtem protonů i neutronů.

Izotop	Zastoupení v přírodě [%]
^180mTa	0,012
¹⁸¹Ta	99,988

^180mTa

V roce 2016 bylo měřením prokázáno, že poločas rozpadu bude delší než 4,5.10¹⁶ let. Jádro se přeměňuje dvěma mechanismy, elektronovým záchytem a β⁻ rozpadem.[4]

Využití

Využití nachází především v elektronice při výrobě kondenzátorů a výkonových odporů.[3]

Tantalové kondenzátory — Vývodové i SMD tantalové kondenzátory. Zdroj: https://commons.wikimedia.org/

Dále je součástí slitin, kde se využívá jeho vysoké teploty tání. Jeho chemické inertnosti za nízkých teplot se využívá i ve slitinách pro medicinální účely. Porézní tantal se využívá jako alternativní materiál pro povrchové úpravy ortopedických implantátů, vytváří vazbu s tvrdými tkáněmi.[6]

Sloučeniny tantalu

Tantal vytváří sloučeniny převážně v oxidačním stavu V, nižší oxidační stavy nejsou tak časté. Je chemicky velmi odolný, nerozpouští se ani v lučavce královské, ale rozpouští se v kyselině fluorovodíkové. Jeho kritická teplota pro přechod do supravodivého stavu je 4,48 K.

Vzorec	Vzhled	T_t [°C]	T_v [°C]
TaF₅	bílý prášek	96,5	229,5
TaCl₅	bílé krystaly	216	239,4 (rozklad)
Ta₂Br₁₀	žlutá pevná látka	265	349
Ta₂I₁₀	černá pevná látka	543
Ta₂O₅	bílý prášek	1872
TaC	hnědý prášek	3850-3890	4780-5470
TaN	černé krystaly	3090
TaS₂	černé krystaly	>3000
TaAl₃	šedý prášek	1400
Ta₂(OCH₂CH₃)₅	bezbarvá kapalina	21	145

Oxidy

Oxidů tantalu je známo poměrně málo, TaO₂ má strukturu rutilu, Ta₂O₅ vytváří dvě fáze, které mezi sebou přecházejí při teplotě 1355 °C. Kromě toho je znám i TaO se strukturou halitu (NaCl).

NMR

Tantal je prakticky monoizotopický prvek, izotop ¹⁸¹Ta má téměř 100% zastoupení, jeho jaderný spin je 7/2. Má poměrně nízkou citlivost a vysoký kvadrupolární moment. Izotop ¹⁸⁰Ta, nebo lépe ^180mTa, má velmi vysoký poločas rozpadu. Jeho zastoupení je velice nízké a v praxi se nevyužívá.

	¹⁸⁰Ta	¹⁸¹Ta
Spin	9	7/2
Zastoupení v přírodě [%]	0,012	99,8
Rezonanční frekvence v poli 1 T	4,087	5,1627
Jaderný magnetický moment	+4,825	+2,3705
Citlivost vůči ¹H	0,10610	0,03744

Odkazy

Navigace

2 Replies to “Tantal”