Таллий

Таллий в Энциклопедическом словаре:
Таллий - (лат. Тhallium) - Tl, химический элемент III группы периодическойсистемы, атомный номер 81, атомная масса 204,383. Название от греч.thallos - зеленая ветка (по ярко-зеленой линии спектра). Серебристо-белыйметалл с сероватым оттенком, мягкий и легкоплавкий; плотность 11,849г/см3, tпл 303,6 .С. На воздухе легко окисляется. В природе рассеян,добывают из сульфидных руд. Компонент сплавов, главным образом с оловом исвинцом (кислотоупорные, подшипниковые и др.). Амальгама талия - жидкостьдля низкотемпературных термометров. Соединения талия (ТlCl, ТlBr, TlI) -оптические материалы для инфракрасной техники.

Значение слова Таллий по словарю Ушакова:
ТАЛЛИЙ
таллия, мн. нет, м. (от греч. thallos - росток) (хим.). Химический элемент, белый мягкий металл.

Значение слова Таллий по словарю Брокгауза и Ефрона:
Таллий (хим.; Thallium; по Круксу, 1873 г., и согласно с Лепьерром, 1893 г., Tl = 204,1, если О = 10) — дает две степени окисления, окись Tl ₂ О ₃ и закись Τ l₂ O. Это самый тяжелый член менее основной подгруппы III-й группы (Al, Ga, In, Tl) периодической системы, подобно свинцу в IV-й группе (Si, Ge, Sn, Pb). Благодаря большому атомному весу и невысокому сравнительно типу соединений ряда окиси ТlХ ₃ Т. является уже в этом ряду настоящим металлом и тем более в соединениях типа закиси ТlХ, где во многих случаях он относится как щелочной металл. Чистый Т. обладает синевато-белым цветом и металлическим блеском, несколько более серебристым, чем блеск свинца; он столь мягок, что чертится ногтем и даже свинцом — почти как натрий; ковок, но благодаря малой вязкости трудно вытягивается в проволоку; трудно пилится, так как вследствие мягкости легко засоряет инструмент; дает на бумаге черту синеватую с желтоватым рефлексом. Плавится Т. при 290° и при очень высокой температуре летуч; в струе водорода он может быть перегнан. Была даже определена плотность пара Т. (В. Мейер и Бильтц, 1887 г.); при 1728° она по отношению к водороду оказалась равной 205,8 и отвечающей, следовательно, такой частице: Tl ₂ [Нет причин полагать, что в этих опытах был достигнут предел уменьшения плотности, они говорят только, что при данной температуре средняя величина частицы не более Tl ₂.]. Удельный вес Т. — 11,8. Теплоемкость — 0,03355. При нагревании посредством паяльной трубки Т. окисляется, образуя красноватый пар и развивая особый запах. Но и при обыкн. темп. металл тускнеет на воздухе, во влажном же воздухе окисляется очень быстро. Сохраняют Т. в глицерине или в воде, которую он не разлагает при обыкн. темп. При доступе воздуха Т., однако, растворяется в воде, превращаясь в гидрат закиси ТlOН и в углекислый Т. Тl ₂ СО ₃ [В склянке, совершенно заполненной водой, Т. делается блестящим; налет на его поверхности растворяется.]. Соли того же типа образуются, когда Т. растворяется в кислотах, из коих быстрее всего действуют на металл азотная и серная — как крепкие, так и разведенные, соляная же кислота растворяет трудно. Растворение в разведенной серной кислоте совершается при выделении водорода. Т. осаждается из своих соляных растворов цинком, но не железом, и в свою очередь осаждает свинец, медь, ртуть, серебро и золото. Т., осажденный из раствора Tl ₂SO₄ при электролизе или цинком, представляет или смесь листочков и игл, или только широкие, сильно блестящие пластинки; плавленый металл также кристалличен. Т. дает сплавы с другими металлами. Закись Т. Тl ₂ О, черный порошок, возникает при окислении металла на воздухе вместе с некоторым количеством окиси и в чистом виде может быть получена путем нагревания своего гидрата в отсутствие воздуха при 100°С. Она плавится при 300°С в темно-желтую жидкость, которая сильно действует на стекло и застывает в желтую массу. При обыкновенной температуре закись притягивает влагу, превращаясь в желтый гидрат Тl O Н, который хорошо растворим в воде и может быть выкристаллизован из раствора в виде иголок состава ТlOН + Н ₂ O. Растворы чистого гидрата закиси лучше всего готовить путем разложения надлежащим количеством едкого барита растворов Tl ₂SO₄; они не окрашены, имеют сильнощелочную реакцию и вообще похожи на растворы едкого кали или натра. ТlOН растворим и в спирте. Закись Т. дает с кислотами серной, фосфорной и хлорной средние соли, которые растворимы в воде и изоморфны с соответствующими солями калия; растворимостью обладает также соль угольной кислоты; но соли галоидоводородных кислот, исключая TlF, труднорастворимы, что сближает Т. со свинцом. Сульфат Tl₂SO₄ — ромбические призмы, при красном калении плавится, разлагаясь с выделением SO ₂. Он имеет следующую растворимость: в 100 вес. ч. воды растворяется 4,8 ч., 11,5 ч., 19,3 ч. при 18° С, 62° С, 101° С. Дает двойные соли, изоморфные с аналогичными солями калия, Tl ₂Mg(SO₄)₂6H₂ O, и алюминиевые квасцы TlAl(SO ₄)₂H₂ O (хромовые и железные квасцы также известны). Кристаллический гидросульфат TlНSО ₄ 3Н ₂ O при нагревании плавится и, быстро выделяя пары воды и серной кислоты, превращается затем в сульфат. Нитрат TlNO₃, непрозрачные белые ромбические призмы, плавится при 205° С и затем при охлаждении превращается в стекловидную массу; 100 вес. ч. воды растворяют 10,67 ч., 43,48 ч., 588,2 ч. при 18° С, 58° С, 107° С; в спирте нерастворим. Карбонат Тl ₂ СО ₃, как упомянуто, легко образуется, когда угольный ангидрид вводится в раствор ТlOН. Эта соль нерастворима в спирте; растворимость ее в воде довольно значительна, именно 100 вес. ч. растворяют 5,23 ч., 12,85 ч., 22,4 ч. при 18° С, 62° С, 100,8° С. Водные растворы имеют едкий металлический вкус и щелочную реакцию; соль кристаллизуется из них в виде блестящих моносимметрических призм; она плавится при нагревании и при более высокой темп. выделяет СО ₂. Гидрокарбонат ТlHCO ₃ кристаллизуется в виде игл (Giorgis, 1894), если испаряют на холоде водный раствор ТlOН, насыщенный углекислым газом; он очень легко превращается в Тl ₂ СО ₃. Когда для приготовления флинтгласа вместо поташа употребляют Тl ₂ СО ₃, то получается таллиевое стекло, которое легкоплавче, тверже и тяжелее (уд. в. 5,6) обыкновенного флинтгласа и обладает большим показателем преломления (до 1,97), вследствие чего находит применение в оптике; Т. в таком стекле может играть роль не только калия, но, частью, и свинца. Хлористый Т. ТlСl образуется, когда металл горит в хлоре, а также осаждается при действии соляной кислоты на не особенно слабые растворы той или другой соли Т. в виде белого творожистого осадка, похожего на хлористое серебро еще и в том отношении, что на свету он приобретает фиолетовую окраску; в едком аммонии этот осадок растворим трудно (отличие от AgCl), но (подобно PbCl ₂) ему свойственна некоторая растворимость в воде, именно 100 вес. ч. воды растворяют 0,198 ч., 0,265 ч., 1,427 ч. при 0° С, 16° С, 100° С. Из воды ТlСl кристаллизуется в форме кубов; он легко плавится в желтоватую жидкость, которая при охлаждении превращается в белую, довольно гибкую кристаллическую массу. При 719° С — 731° С хлористый Т. кипит; плотность пара найдена равной 122,7 (Роско, 1878) по отношению к водороду, т. е. она близко отвечает принятой частичной формуле. Известны двойные соли ТlСl с хлорными ртутью, золотом, платиной; они получаются, как всегда, при простом смешении водных растворов. Желтый хлороплатинат Tl₂PtCl₆ труднорастворим — в 15600 вес. ч. воды. С бромом и йодом Т. соединяется труднее, чем с хлором. Бромистый Т., TlBr, имеет желтоватый цвет, а йодистый Т., TlJ — желтый. По причине малой растворимости в воде (для TlJ 1 вес. ч. в 16000 ч.) они осаждаются из слабых даже растворов бромистым или йодистым калием; не разлагаются ни разведенными серной или соляной кислотами, ни едким кали, но азотная кислота из TlJ выделяет йод. Фтористый Т., TlF, при 15°С растворим в 1,25 вес. ч. воды; но в кипящей воде — труднее. Кристаллизуется в виде блестящих октаэдров или кубооктаэдров. Taкиe же кристаллы дает и соединение его с фтористым водородом HTlF ₂, которое выделяется при испарении раствора TlF в плавиковой кислоте над серной кислотой. Окись Т., Тl ₂ О ₃, образуется при сжигании металла в чистом кислороде, для чего расплавленный Т. вносят в атмосферу этого газа; при этом благодаря высокой температуре образуется некоторое количество и закиси, так как в нее при красном калении окись способна превращаться вполне почти. Темно-красный порошок окиси получается также, если пропускать ток от нескольких элементов Бунзена через подкисленную воду, употребляя металлический Т. в виде положительного полюса. Окись нерастворима в воде и щелочах и, подобно глинозему, есть основание слабое. Соли окиси бесцветны, если содержат неокрашенную кислоту, и малопостоянны; они не только разлагаются водой, осаждая гидрат окиси или превращаясь в основные соли, но легко переходят, выделяя кислород (или хлор), и в соли закиси. Эти последние, с другой стороны, могут служить исходным материалом для получения солей высшего типа путем окисления при невысоких температурах. Сульфат Tl₂(SO₄)₃∙7H₂ O, бесцветные таблички, может быть выкристаллизован из той жидкости, которая получается при кипячении раствора Tl ₂SO₄ в разведенной серной кислоте с двуокисью свинца или перекисью бария. Та же самая соль получается и при испарении раствора окиси в теплой разбавленной серной кислоте, как из раствора ее в азотной кислоте (уд. в. 1,4) может быть выкристаллизован нитрат Тl(NО ₃)₃ ∙8Н ₂O. Треххлористый Т., ТlСl ₃, получается при взаимодействии хлора с ТlСl — под водой, причем образуется раствор, из которого под колоколом воздушного насоса выделяются расплывчатые призмы состава ТlCl ₃ ∙Н ₂ O. Если нагреть смесь спиртовых растворов ТlСl ₃ и аммиака, то получается белый кристаллический осадок состава Tl(NH ₃)₃Cl₃, который водою разлагается на нашатырь и окись Т. фиолетового цвета: 2Tl(NH₃)₃Cl₃ + 3H₂O = Tl₂O₃ + 6NH₄Cl. Вообще же соли высшего типа вследствие малого их постоянства изучены в значительно меньшей степени, чем закисные соли. Если в щелочной раствор Т. или содержащий уксусную кислоту пропускать сероводород, то осаждается черный сернистый Т. Tl₂ S, который представляет микроскопические тетраэдры, если раствор содержал следы свободной серной кислоты. Сернистый Т. нерастворим в воде, щелочах, сернистом аммонии и цианистом калии; трудно растворим в уксусной кислоте и легко в минеральных. При сплавлении Т. с избытком серы получается трехсернистый Т., Tl ₂S₃, черная масса, похожая на вар; при 12°С он тверд и ломок (раковистый излом), при летней температуре мягок и пластичен. Трехсернистый Т. есть тиоангидрид; известно соединение его с сернистым калием, KTlS ₂ — красный кристаллический порошок, нерастворимый в воде и разлагаемый кислотами. В природе Т. встречается в различных колчеданах и в некоторых слюдах, содержащих литий; минерал крукезит, найденный Норденшильдом (1868 г.) в Швеции и так названный в честь Крукса (crookesite, Crookes), содержит Т. до 17% — это селенистые Т., медь и серебро: 2,5Tl ₂Se+21Cu₂Se+Ag₂ Se. Когда колчеданы подвергаются обжиганию с целью превратить сернистый газ в свинцовых камерах в серную кислоту, то в трубах, проводящих SO ₂, осаждаются в виде пыли различные вещества, которые попадают и в самые камеры (см. Селен). Исследуя осадки такого сорта из Тилькероде на Гарце, Крукс нашел (1861 г.) вместе с селеном новый элемент, дающий по внесении в пламя газовой лампы характерный спектр, содержащий одну яркую зеленую линию, откуда и произошло название таллий (τάλλος — зеленая ветка). Затем Лами (1862 г.), который открыл Т. независимо от Крукса, произвел более подробные исследования нового элемента и установил его металлическую натуру (сначала полагали, что Т. есть неметалл из группы серы). Из содержащих селен отбросов камерного производства Т. извлекается путем кипячения с разведенной серной кислотой и осаждается из сгущенной фильтрованной жидкости цинком. Для очищения его еще раз растворяют в серной кислоте и осаждают йодистым калием в виде TlJ, который при выпаривании с серной кислотой дает чистый сульфат Т., а из него получают электролизом чистый Т. При анализе Т. примыкает к группе железа, так как он сероводородом из кислых растворов не осаждается, средние же растворы с сернистым аммонием дают сернистый Т., Tl ₂ S, в осадке. Растворив его вместе с другими сульфидами и окисями 3-ей группы в азотной кислоте и нейтрализовав кипящий раствор содой, охлаждают жидкость и прибавляют платинохлористоводородной кислоты, при чем осаждается труднорастворимый хлороплатинат таллия. С. С. Колотов. Δ .

Определение слова «Таллий» по БСЭ:
Таллий (лат. Thallium)
Tl, химический элемент III группы периодической системы Менделеева, атомный номер 81, атомная масса 204,37; на свежем разрезе серый блестящий металл; относится к редким рассеянным элементам. В природе элемент представлен двумя стабильными изотопами ²⁰³Tl (29,5%) и ²⁰⁵Tl (70,5%) и радиоактивными изотопами ²⁰⁷Tl- ²¹⁰Tl - членами радиоактивных рядов. Искусственно получены радиоактивные изотопы ²⁰²Tl (T_1/2 = 12,5 сут), ²⁰⁴Tl (T_1/2 = 4,26 года) и ²⁰⁶Tl (T_1/2 = 4,19 мин). Т. открыт в 1861 У. Круксом в шламе сернокислотного производства спектроскопическим методом по характерной зелёной линии в спектре
(отсюда название: от греч. thallуs - молодая, зелёная ветка). В 1862 французский химик К. О. Лами впервые выделил Т. и установил его металлическую природу.
Распространение в природе. Среднее содержание Т. в земной коре (кларк) 4,5·10⁻⁵% по массе, но благодаря крайнему рассеянию его роль в природных процессах невелика. В природе встречаются преимущественно соединения одновалентного и реже трёхвалентного Т. Как и щелочные металлы, Т. концентрируется в верхней части земной коры - в гранитном слое (среднее содержание 1,5·10⁻⁴%), в основных породах его меньше (2·10⁻⁵%), а в ультраосновных лишь 1·10⁻⁶%.
Известно лишь семь минералов Т. (например, круксит, лорандит, врбаит и др.), все они крайне редкие. Наибольшее геохимическое сходство Т. имеет с К, Rb, Cs, а также с Pb, Ag, Cu, Bi (см. Рассеянные элементы, Рассеянных элементов руды). Т. легко мигрирует в биосфере. Из природных вод он сорбируется углями, глинами, гидроокислами марганца, накапливается при испарении воды (например, в озере Сиваш до 5·10⁻⁸ г/л).
Физические и химические свойства. Т. мягкий металл, на воздухе легко окисляется и быстро тускнеет. Т. при давлении 0,1 Мн/мІ (1 кгс/смІ) и температуре ниже 233°C имеет гексагональную плотноупакованную решётку (а = 3,4496 Е; c = 5,5137 Е),
выше 233°C - объёмноцентрированную кубическую (а = 4,841 Е), при высоких давлениях 3,9 Гн/мІ (39000 кгс/смІ) - гранецентрированную кубическую; плотность 11,85г/смі; атомный радиус 1,71
Е, ионные радиусы: Tl⁺ 1,49 Е, Tl³⁺ 1,05 Е; t_пл 303,6°C; t_кип 1457°C, удельная теплоёмкость 0,130 кджl (кг·K) [0,031 кал/г·С)} при 20-100°C; температурный коэффициент линейного расширения 28·10⁻⁶ при 20°C и 41,5·10⁻⁶ при 240-280°C; теплопроводность 38,94 вт/(м·К) [0,093 кал/(см ·сек ·°C)].
Удельное электросопротивление при 0°C (18·10⁻⁶ом ·см); температурный коэффициент электросопротивления 5,177·10⁻³ - 3,98 ·10⁻³ (0-100°C).
Температура перехода в сверхпроводящее состояние 2,39 К. Т. диамагнитен, его удельная магнитная восприимчивость -0,249·10⁻⁶ (30°C).
Конфигурация внешней электронной оболочки атома Tl 6sІ6p¹; в соединениях имеет степень окисления +1 [Tl (I)] и + 3 [Tl (III)]. Т. взаимодействует с кислородом и галогенами уже при комнатной температуре, с серой и фосфором при нагревании. Хорошо растворяется в азотной, хуже в серной кислотах, не растворяется в галогенводородных, муравьиной, щавелевой и уксусной кислотах. Не взаимодействует с растворами щелочей; свежеперегнанная вода, не содержащая кислорода, не действует на Т. Основные соединения с кислородом: закись Tl₂O и окись Tl₂O₃.
Закись Т. и соли Tl (I) нитрат, сульфат, карбонат - растворимы; хромат, бихромат, галогениды (за исключением фторида), а также окись Т. - малорастворимы в воде. Tl (III) образует большое число комплексных соединений с неорганическими и органическими лигандами. Галогениды Tl (III) хорошо растворимы в воде. Наибольшее практическое значение имеют соединения Tl (I).
Получение. В промышленных масштабах технический Т. получают попутно при переработке сульфидных руд цветных металлов и железа. Его извлекают из полупродуктов свинцового, цинкового и медного производств. Выбор способа переработки сырья зависит от его состава. Например, для извлечения Т. и др. ценных компонентов из пылей свинцового производства проводится сульфатизация материала в кипящем слое при 300-350°C. Полученную сульфатную массу выщелачивают водой, и из раствора экстрагируют Т. 50%-ным раствором трибутилфосфата в керосине, содержащим йод, а затем реэкстрагируют серной кислотой (300 г/л) с добавкой 3%-ной перекиси водорода. Из реэкстрактов металл выделяют цементацией на цинковых листах. После переплавки под слоем едкого натра получают Т. чистотой 99,99%. Для более глубокой очистки металла применяют электролитические рафинирование и кристаллизационную очистку.
Применение. В технике Т. применяется, главным образом, в виде соединений. Монокристаллы твёрдых растворов галогенидов TIBr - TlI и TlCl - TlBr (известные в технике как КРС-5 и КРС-6) используют для изготовления оптических деталей в приборах инфракрасной техники; кристаллы TlCl и TlCl-TlBr - в качестве радиаторов счётчиков Черенкова. Tl₂O входит в состав некоторых оптических стекол; сульфиды, оксисульфиды, селениды, теллуриды - компоненты полупроводниковых материалов, использующихся при изготовлении фотосопротивлений, полупроводниковых выпрямителей, видиконов. Водный раствор смеси муравьино- и малоновокислого Т. (тяжёлая жидкость Клеричи) широко применяют для разделения минералов по плотности. Амальгама Т., затвердевающая при -59°C, применяется в низкотемпературных термометрах. Металлический Т. используют для получения подшипниковых и легкоплавких сплавов, а также в кислородомерах для определения кислорода в воде.
²⁰⁴Tl в качестве источника β-излучении применяют в радиоизотопных приборах.
Т. И. Дарвойд.
Таллий в организме. Т. постоянно присутствует в тканях растений и животных. В почвах его среднее содержание составляет 10⁻⁵%, в морской воде 10⁻⁹%, в организмах животных 4·10⁻⁵%. У млекопитающих Т. хорошо всасывается из желудочно-кишечного тракта, накапливаясь главным образом в селезёнке и мышцах. У человека ежесуточное поступление Т. с продуктами питания и водой составляет около 1,6 мкг, с воздухом - 0,05 мкг. Биологическая роль Т. в организме не выяснена. Умеренно токсичен для растений и высоко токсичен для млекопитающих и человека.
Отравления Т. и его соединениями возможны при их получении и практическом использовании. Т. проникает в организм через органы дыхания, неповрежденную кожу и пищеварительный тракт. Выводится из организма в течение длительного времени, преимущественно с мочой и калом. Острые, подострые и хронические отравления имеют сходную клиническую картину, различаясь выраженностью и быстротой возникновения симптомов. В острых случаях через 1-2 сут появляются признаки поражения желудочно-кишечного тракта (тошнота, рвота, боли в животе, понос, запор) и дыхательных путей. Через 2-3 нед наблюдаются выпадение волос, явления авитаминоза (сглаживание слизистой оболочки языка, трещины в углах рта и т. д.). В тяжёлых случаях могут развиться полиневриты, психические расстройства, поражения зрения и др. Профилактика профессиональных отравлений: механизация производственных процессов, герметизация оборудования, вентиляция, использование средств индивидуальной защиты.
Л. П. Шабалика.
Лит.: Химия и технология редких и рассеянных элементов, под ред. К. А. Большакова, т. 1, [М., 1965]; 3еликман А. Н., Меерсон Г. А., Металлургия редких металлов, М., 1973; Таллий и его применение в современной технике, М., 1968; Тихова Г. С., Дарвойд Т. И., Рекомендации по промышленной санитарии и технике безопасности при работе с таллием и его соединениями, в сборнике: Редкие металлы, в. 2, М., 1964; Воwen Н. Y. М., Trace elements in biochemistry, L.-N. Y., 1966.
Израэльсон З. И., Могилевская О. Я., Суворов С. В. Вопросы гигиены труда и профессиональной патологии при работе с редкими металлами, М., 1973.

Таллеро    Таллий    Таллин