Thallium

Obsah

Thallium je bílý, měkký, silně toxický kov. Získává se popílků ze sulfidického pražení při výrobě kyseliny sírové a při tavení Zn/Pb rud. Jeho využití není velké, světová produkce činí cca 10 t/rok. Sloučeniny thallia se využívají při konstrukci detektorů infračerveného záření.

Atomové číslo	81	Počet stabilních izotopů	2
Atomová hmotnost	204,383	Elektronová konfigurace	[Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p¹
Teplota tání [°C]	303,5	Teplota varu [°C]	1457
Hustota	11,85	Elektronegativita	1,8

Kovové thallium v ampuli. Zdroj: W. Oelen/Commons

Výskyt a výroba

Thallium bylo objeveno roku 1861 pomocí plamenové fotometrie, pojmenováno bylo podle zelené emisní čáry. Objevili jej nezávisle na sobě W. Crookes a C.A. Lamy. Nacházíme jej ve třech minerálech – crookesitu (TlCu₇Se₄), hutchinsonitu (TlPbAs₅S₉) a loránditu (TlAsS₂). Z těchto minerálů se však nezískává, hlavním zdrojem jsou popílky po pražení sulfidických rud při výrobě kyseliny sírové.

Izotopy

Thallium má dva stabilní izotopy – ²⁰³Tl a ²⁰⁵Tl, dále známe 39 radioizotopů. Nejdelší poločas rozpadu má ²⁰⁴Tl – 3,78 roku. ²⁰¹Tl má poločas rozpadu 72,91 hodin, připravuje se ozařováním ²⁰³Tl protony a následnou přeměnou ²⁰¹Pb.[4,5]

²⁰³Tl + p → ²⁰¹Pb + 3 n
²⁰¹Pb → ²⁰¹Tl + e⁺

Roztok ²⁰¹TlCl se využívá v nukleární medicíně pro zobrazení prokrvení srdce.

Využití

V minulosti se sloučeniny thallia používaly jako jedy na mravence a krysy, ale v současnosti se od nich již upustilo.

Směsné halogenidy thallné se používají jako optická skla pro infračervenou spektroskopii (KRS-5, KRS-6), jsou dobře propustná pro IR záření a nerozpustná ve vodě.

Chemické vlastnosti

Při styku se vzduchem se thallium oxiduje, tomu lze zabránit skladováním v oleji. V přítomnosti vody vytváří hydroxid. V kyselině chlorovodíkové se pasivuje, díky vzniku nerozpustné chloridu thallného, ale v sírové a dusičné kyselině se rozpouští za vzniku příslušných solí.

Sloučeniny thallné (oxidační stav I) jsou stabilní, naproti tomu sloučeniny thallité (III) jsou středně silné oxidační činidla.

Supravodivost

Kovové thallium je supravodivé pod teplotou 2,38 K. Thallium je součástí některých vysokoteplotních supravodičů, např. TBCCO. Jejich obecný vzorec je Tl_mBa₂Ca_n-1Cu_nO_2n+m+2.[6]

Struktura TBCCO supravodiče, zdroj: Winiar/Commons

NMR

Přírodní thallium je tvořen směsí dvou málo citlivých izotopů se spinem 1/2. Standardem je TlNO₃.

	²⁰³Tl	²⁰⁵Tl
Spin	1/2	1/2
Zastoupení v přírodě [%]	29,524	70,476
Citlivost vzhledem k ¹H	0,0578	0,142
Citlivost vzhledem k ¹³C	331	813
Rezonanční frekvence v poli 1 T	24,7316	24,9749
Jaderný magnetický moment	+1,6222579	+1,6382146

Chemické posuny

Látka	Rozpouštědlo	Posun [ppm]
Me₃Tl	pentan	5093
Et₃Tl	pentan	4693
Ph₃Tl	ether	3814
Me₂TlNO₃	n-butylamin	3586
Me₂TlNO₃	voda	3514
Me₂TlNO₃	formamid	3477
Me₂TlNO₃	DMSO	3450
Me₂TlNO₃	DMF	3386
Me₂TlNO₃	HMPA	3346
PhTlCl₂	pyridin	3087
PhTlCl₂	methanol	2989
TlCl₃	pevný	2220
TlCl₃	tavenina	2515
TlCl₃	voda	2307
TlF	pevný	1300
TlF	tavenina	1380
TlCl	pevný	325
TlCl	tavenina	1250
TlBr	pevný	1100
TlBr	tavenina	1620
TlNO₃	voda	0

Interakční konstanty

Sloučenina	Interakční konstanty [Hz]
Me₃Tl	²J_Tl-H = -268,8
	¹J_Tl-C = 1930
Et₃Tl	²J_Tl-H = -198,2
	³J_Tl-H = 396,1
Me₂TlN(SiMe₃)₂	³J_Tl-H = -324
Me₂TlOAc₂	²J_Tl-H = -408
	³J_Tl-C = 2513
TlH₄^–	¹J_Tl-H = 6144
(TlOEt)₄	²J_Tl-Tl = 2560
Sn₈Tl^5-	¹J_Tl-¹¹⁹Sn = 795
	¹J_Tl-¹¹⁷Sn = 760
P₂(TlMe₂)₂(Ph)₄	¹J_Tl-P = 3203
P₂(TlMe₂)₂(Ph)₄	¹J_Tl-P = 3203
Tl(I)/2,2,2-cryptand	¹J_Tl-¹⁵N = 850
Tl(I)/valinomycin	¹J_Tl-¹³C = 96

Odkazy

Thallium na české wikipedii
Thallium na anglické wikipedii
Thallium NMR Spectroscopy, J. F. Hinton; Bull. Magn. Reson., 13 (3-4) 90-108 (1992)
HÁLA, Jiří. Radioaktivní izotopy. Tišnov: Sursum, 2013. ISBN 978-80-7323-248-1.
Isotopes of thallium
Bulk superconductivity at 120 K in the Tl–Ca/Ba–Cu–O system