แทนทาลัม

แทนทาลัม แฮฟเนียม ← → ทังสเตน Nb ↑ Ta ↓ Db
ทั่วไป
ชื่อ, สัญลักษณ์, เลขอะตอม	แทนทาลัม, Ta, 73
อนุกรมเคมี	โลหะทรานซิชัน
หมู่, คาบ, บล็อก	5, 6, d
ลักษณะ	สีน้ำเงินเทา
มวลอะตอม	180.9479 (1) กรัม/โมล
การจัดเรียงอิเล็กตรอน	[Xe] 4f^14 5d^3 6s^2
อิเล็กตรอนต่อระดับพลังงาน	2, 8, 18, 32, 11, 2
คุณสมบัติทางกายภาพ
สถานะ	ของแข็ง
ความหนาแน่น (ใกล้ r.t.)	16.69 ก./ซม.³
ความหนาแน่นของของเหลวที่m.p.	15 ก./ซม.³ {{Elementbox_meltingpoint | k=3290 | c=3017 | f=5463 }
จุดเดือด	5731 K(5458 °C)
ความร้อนของการหลอมเหลว	36.57 กิโลจูล/โมล
ความร้อนของการกลายเป็นไอ	732.8 กิโลจูล/โมล
ความร้อนจำเพาะ	(25 °C) 25.36 J/(mol·K)
ความดันไอ P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k ที่ T K 3297 3597 3957 4395 4939 5634
คุณสมบัติของอะตอม
โครงสร้างผลึก	cubic body centered
สถานะออกซิเดชัน	5 (ออกไซด์เป็นกรดปานกลาง)
อิเล็กโตรเนกาติวิตี	1.5 (พอลิงสเกล)
พลังงานไอออไนเซชัน	ระดับที่ 1: 761 กิโลจูล/โมล
	ระดับที่ 2: 1500 กิโลจูล/โมล
รัศมีอะตอม	145 pm
รัศมีอะตอม (คำนวณ)	200 pm
รัศมีโควาเลนต์	138 pm
อื่น ๆ
การจัดเรียงทางแม่เหล็ก	no data
ความต้านทานไฟฟ้า	(20 °C) 131 nΩ·m
การนำความร้อน	(300 K) 57.5 W/(m·K)
การขยายตัวจากความร้อน	(25 °C) 6.3 µm/(m·K)
อัตราเร็วของเสียง (แท่งบาง)	(20 °C) 3400 m/s
โมดูลัสของยังก์	186 GPa
โมดูลัสของแรงเฉือน	69 GPa
โมดูลัสของแรงบีบอัด	200 GPa
อัตราส่วนปัวซอง	0.34
ความแข็งโมห์ส	6.5
ความแข็งวิกเกอร์ส	873 MPa
ความแข็งบริเนล	800 MPa
เลขทะเบียน CAS	7440-25-7
ไอโซโทปเสถียรที่สุด
บทความหลัก: ไอโซโทปของแทนทาลัม iso NA ครึ่งชีวิต DM DE (MeV) DP ^177Ta syn 56.56 h ε 1.166 ^177Hf ^178Ta syn 2.36 h ε 1.910 ^178Hf ^179Ta syn 1.82 a ε 0.110 ^179Hf ^180Ta syn 8.125 h ε 0.854 ^180Hf ^180Ta syn 8.125 h β^- 0.708 ^180W ^180mTa 0.012% >1.2 · 10^15 a ε 0.929 ^180Hf β^- 0.783 ^180W IT 0.075 ^180Ta ^181Ta 99.988% Ta เสถียร โดยมี 108 นิวตรอน ^182Ta syn 114.43 d β^- 1.814 ^182W ^183Ta syn 5.1 d β^- 1.070 ^183W
แหล่งอ้างอิง

ทนทาลัม (อังกฤษ: Tantalum) คือธาตุที่มีหมายเลขอะตอม 73 สัญลักษณ์คือ Ta เป็นธาตุโลหะทรานซิชันสีฟ้าเทาแข็ง ทนต่อการกันกร่อน มักพบในแร่แทนทาไลต์ ใช้ทำเครื่องมือผ่าตัด และสามารถฝังในร่างกายมนุษย์ได้เพราะไม่ทำปฏิกิริยาเคมีกับกระแสเลือดในร่างกายมนุษย์

การค้นพบ

ในปี ค.ศ. 1802 Anders Ekeberg นักเคมีชาวสวีเดนเป็นคนหูหนวกจากการติดเชื้อในวัยเด็ก ได้ค้นพบองค์ประกอบของแร่ใหม่ที่ไม่มีใครเคยรู้จัก คือแทนทาลัม Ekeberg พบว่าออกไซด์แทนทาลัมไม่ละลายในกรดหลังจากการศึกษาตัวอย่างแร่ที่ได้จากสวีเดนและฟินแลนด์ เขาได้ตั้งชื่อธาตุนี้ว่า "tantalum" จาก Tantalus ซึ่งเป็นตัวละครในเทพนิยายกรีก คุณสมบัติ: แทนทาลัมเป็น โลหะหนักสีเทาหายาก คุณสมบัติเด่นของโลหะนี้ ได้แก่ จุดหลอมเหลวที่สูง แข็งแรงเหนียวและดึงเป็นเส้นได้ดีดีมาก ความดันไอต่ำ เฉื่อยต่อปฏิกิริยาเคมีที่อุณหภูมิต่ำกว่า 150 องศาเซลเซียส แทนทาลัมโจมตีด่างช้ามากที่อุณหภูมิสูง , จุดหลอมเหลวของแทนทาลัมสูงมากโดยเฉพาะของทังสเตนและรีเนียม จุดหลอมเหลวของแทนทาลัมเท่ากับ 2,996 ° C; จุดเดือด คือ 5425 +/- 100 ° C; ความถ่วงจำเพาะ เป็น 16.654; มักจะมีประจุเท่ากับ 5 แต่อาจจะเป็น 2, 3 หรือ 4 ได้ด้วย

คุณสมบัติทางฟิสิกส์

ระบบผลึกแร่ตระกูลนี้ไม่เป็นที่ทราบกันแน่ชัด โดยเหตุที่มีธาตุกัมมันตรังสีเข้าไปรบกวนโครงสร้างภายในของผลึก อย่างไรก็ตาม มีรูปผลึกระบบออร์โทรอมบิก มีรอยแตกกึ่งเว้าโค้งแบบก้อนหอยไปจนกระทั่งแตกแบบไม่เรียบ เปราะ โดยปกติมีสีดำ น้ำตาลดำ และมีส่วนของน้ำตาลแดงให้เห็นตามขอบเศษชิ้นแร่บางๆ สีผงแร่สีแดงเข้มไปจนกระทั่งดำ ความวาวกึ่งโลหะ แร่โคลัมไบต์แข็ง 6 ส่วนแร่แทนทาไลต์แข็ง 6-6.5 ถ.พ.ของโคลัมไบต์ 5.20?0.05 และของแทนทาไลต์ 7.95?0.05 น้ำหนักของแร่จะเพิ่มมากขึ้นเมื่อมีส่วนของแทนทาลัมปนมากขึ้น

คุณสมบัติทางเคมี

เป็นแร่ในตระกูลออกไซต์เชิงซ้อน (Multiple oxide) ที่มีเหล็ก แมงกานีส โคลัมเบียมและแทนทาลัม หรือจัดเป็นพวกโคลัมเบต – แทนทาเลต มีสูตรเคมี (Fe,Mn) (Cb,Ta)2 O6 อาจมีธาตุดีบุกเข้าแทนที่เหล็ก และแมงกานีสได้ และทังสเตนเข้าแทนที่ธาตุโคลัมเบียม – แทนทาลัม ส่วนธาตุอื่นๆ เช่น ไทเทเนียม อิตเทรียม ซีเรียมและยูเรเนียมมีปนอยู่บางเป็นมลทินส่วนประกอบของธาตุโคลัมเบียม – แทนทาลัมที่แปรเปลี่ยนมีผลในการเรียกชื่อแร่ ซึ่งจะเรียกโคลัมไบต์เมื่อแร่นั้นมีธาตุโคลัมเบียมมากกว่าแทนทาลัม และเรียกแทนทาไลต์เมื่อแร่นั้นมีธาตุแทนทาลัมมากกว่าโคลัมเบียม

การนำไปใช้

ลวดแทนทาลัมใช้เป็นเส้นใยสำหรับการระเหยโลหะอื่นๆแทนทาลัมรวมอยู่ในโลหะเหนียวผสมหรือโลหะที่มีจุดหลอมเหลวสูง, มีความแข็งแรงและทนต่อการกัดกร่อน. คาร์ไบด์แทนทาลัม เป็นหนึ่งในวัสดุที่หายากที่สุด , โลหะที่ใช้ในอุปกรณ์กระบวนการทางเคมี, เตาสูญญากาศ, เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ และชิ้นส่วนเครื่องบิน ออกไซด์แทนทาลัมอาจจะใช้ในการทำแก้วที่มีค่าดัชนีสูงของการหักเหของแสงกับการใช้งานรวมถึงการใช้เลนส์กล้อง แทนทาลัมเป็นภูมิคุ้มกันกับของเหลวในร่างกายและเป็นโลหะที่ไม่เกิดการระคายเคือง ดังนั้นจึงมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในการผ่าตัด,ตัวเก็บประจุในแต่ละปีมีการผลิตแทนทาลัมสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากและระบบการแพทย์และยานยนต์รวมไปถึงคอมพิวเตอร์แล็ปท็อป • อุปกรณ์โทรศัพท์ไร้สาย • อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา • ระบบจุดระเบิด • เครื่องยนต์ระบบการปล่อย • การใช้งานระบบถุงลมนิรภัย • เอบีเอสระบบทำลาย • เครื่องช่วยฟัง • เครื่องกระตุ้นหัวใจ • กล้องวิดีโอดิจิตอล • กล้องยังคง • อิเล็กทรอนิกส์ทหาร

ในปัจจุบัน แทนทาลัมถูกใช้ในอุตสาหกรรมอิเลกโตรนิกประมาณ 70 % อุปกรณ์เคมีประมาณ 20 % และใช้ในโครงการอวกาศ นิวเคลียร์และอื่น ๆ อีก 10 %

แหล่งที่พบ

แทนทาลัมพบส่วนใหญ่ในแร่ columbite-Tantalite (Fe, Mn) (NB, Ta) 2 O 6 แร่แทนทาลัมพบในประเทศออสเตรเลีย, สาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก, บราซิล, โมซัมบิก, ประเทศไทย, โปรตุเกส, ไนจีเรียและแคนาดา การนำแร่แทนทาลัมออกมามีกระบวนการที่ซับซ้อน

ความเป็นพิษ

แทนทาลัมไม่ปรากฏเป็นพิษ แต่ถ้าอยู่ในรูปผงละเอียด อาจติดไฟได้ ระดับความทนได้ในผงแทนทาลัมในอากาศคือ 5 mg/m3 ของอากาศ

1. http://chemistry.about.com/od/famouschemists/p/anders-ekeberg-bio.htm
2. http://www.myfirstbrain.com/student_view.aspx?ID=69089
3. http://education.jlab.org/itselemental/ele073.html

http://tanb.org/tantalum