Tantalo

Tantalo estas kemia elemento en la perioda tabelo kiu havas la simbolon Ta kaj la atomnumeron 73. Ĝi estas grundomalabunda, malmola, blugriza transirmetalo, kiu estas tre senrustema. Ĝi estas unu el la metaloj kun la plej alta fandopunkto. Ĝi troviĝas en ercoj kiel koltano kaj tantalito.

Ĉi tiu artikolo temas pri la ĥemia elemento Tantalo. Por aliaj signifoj vidu la artikolon Tantalo (apartigilo).

Niobo ↑ Ta ↓ Dubnio Hafnio ← tantalo → Volframo • [54Xe] 6s2 4f14 5d3 181 Ta 73 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • ↓Perioda tabelo de elementoj↓
ĥemia elemento • brulema pulvoro • lithophile
metalo
Ĝeneralaj informoj
Nomo (latine), simbolo, numero	tantalo (tantalum), Ta, 73
CAS-numero	7440-25-7
Loko en perioda tabelo	13-a grupo, 6-a periodo, bloko d
Karakteriza grupo	Transiraj metaloj
abundeco en terkrusto	0,0002[1] %
Nombro de naturaj izotopoj	2
Aspekto	blugriza
Atomaj ecoj
Kovalenta radiuso	138 pm
Elektrona konfiguracio	[54Xe] 6s2 4f14 5d3
Elektronoj en ĉiu energia ŝelo	2, 8, 18, 32, 11, 2
Oksidiĝa nombro	5, 4, 3
Fizikaj ecoj
Materia stato	solida
Kristala strukturo	korpocentrite kuba
Denseco	16,69 g/cm3
Malmoleco	6,5 (Mohs-skalo)
Magneta konduto	paramagneta (${\displaystyle \chi _{m}}$ = 1,8 · 10−4)
Degelpunkto	3017 °C (3290 K)
Bolpunkto	5458 °C (5731 K)
Molvolumeno	10,85 · 10−6 m3/mol
Boliga varmo	753 kJ/mol
Premo de satura vaporo	(3957 K) 100 Pa
Rapido de sono	(293,15 K) 3400 m/s
Specifa varmokapacito	25,36 J/(kg · K)
Elektra konduktivo	(20 °C) 7,63.106
Elektra rezistivo	(20 °C) 13,1.10-8 Ω · m
Termika konduktivo	57 W/(m · K)
Diversaj
Redoksa potencialo	(½ Ta2O5 + 5 H+ + 5 e− → Ta + 2½ H2O) -0,81 V
Elektronegativeco	1.5 (Pauling-skalo)
Joniga energio	1-a 761 kJ/mol 2-a 1500 kJ/mol
Se ne estas indikite alie, estas uzitaj unuoj de SI kaj SVP.

Tantalo estas uzata en kirurgiaj iloj kaj enplantaĵoj, ĉar ĝi ne reakcias kun korpaj fluidoj.Ĝi estas uzata en elektroniko por fabrikado de kondensatoroj, kiuj havas la plej altan kapacitancon je unuo de volumeno.

Historio

Tantalon malkovris Anders Gustaf Ekeberg en Svedio en 1802 en du mineralaj specimenoj, unu el Svedio kaj la alia el Finnlando.^[2][3] En 1809, la angla kemiisto William Hyde Wollaston komparis la oksidojn de kolumbio kaj tantalo, koltaniton kaj tantaliton. Li konsideris ilin identaj kaj retenis la nomon tantalo.^[4] En 1846, la germana kemiisto Heinrich Rose kontestis ĉi tiun konkludon. Rose sugestis, ke la tantalaj specimenoj enhavis du pliajn elementojn, kiujn li nomis: niobio (de Niobe) kaj kolumbio (de Pelops).^[5][6] La ​​tiel nomata "kolumbio"-elemento poste estis identigita kiel miksaĵo de tantalo kaj niobio.

Fizikaj ecoj

Tantalo estas malhela (bluet-griza),^[7] densa, muldebla, tre malmola, facile maŝinebla, kaj havas bonegan varmo- kaj elektran konduktivecon. La metalo estas tre rezistema al acida korodo. Tantalo estas preskaŭ tute netuŝita de la normale koroda akvo regia je temperaturoj sub 150 °C. Ĝi estas solvebla en hidrofluora acido aŭ acidaj solvaĵoj enhavantaj fluoridajn jonojn kaj sulfurtrioksidon, kaj en fandita kalia hidroksido. Tantalo havas altan fandopunkton de 3017 °C (bolpunkto 5458 °C), due nur post la metalaj volframo, renio kaj osmio, kaj karbono.

Komponaĵoj

• Tantala pentoksido (Ta2O₅) estas la plej grava tantala kombinaĵo.
• Tantala karbido (TaC) estas malmola ceramikaĵo uzata en tranĉiloj.
• Tantala(III) nitrido estas uzata kiel maldika filmizolilo en iuj mikroelektronikaj fabrikadprocezoj.^[8]
• Tantala sulfido (TaS₂) estas tavoligita duonkonduktaĵo.^[9]

Aplikoj

Elektronikaj produktoj

La ĉefa uzo de tantala metalpulvoro estas en la produktado de elektronikaj komponantoj, ĉefe kondensatoroj kaj kelkaj altpotencaj rezistiloj.^[10] Tantalaj elektrolizaj kondensatoroj utiligas la fakton, ke tantalo facile formas protektan oksidan tavolon. Tantala pulvoro estas premita en granulaĵojn kaj uzata kiel unu "plato" de la kondensatoro, kun la oksido kiel la dielektriko kaj la elektrolito aŭ konduktiva solido kiel la alia "plato". Ĉar la dielektrika tavolo povas esti tre maldika, alta kapacitanco povas esti atingita en malgranda volumeno. Pro siaj grandecaj kaj pezaj avantaĝoj, tantalaj kondensatoroj havas vastan gamon da aplikoj en areoj kiel porteblaj telefonoj, personaj komputiloj, aŭtomobila elektroniko kaj fotiloj.^[11]

Alojoj

Tantalo ankaŭ estas uzata por produkti diversajn alojojn kun alta fandopunkto, alta forto kaj duktileco. Tantalono ankaŭ estas uzata por fari karbidajn ilojn por metalprilabora ekipaĵo post alojado kun aliaj metaloj, same kiel alttemperaturajn alojojn por la produktado de jetmotorpartoj, kemia ekipaĵo, nukleaj reaktoroj, misilpartoj, varmointerŝanĝiloj, tankoj kaj ujoj.^[11][12][13] Pro sia duktileco, tantalo povas esti tirita en maldikajn dratojn por la vaporiĝo de metaloj kiel aluminio.

Kirurgiaj uzoj

Tantalo estas vaste uzata en kirurgiaj proceduroj. Ĝia alta malmoleco kaj duktileco igas ĝin utila por fabrikado de akraj kaj daŭremaj kirurgiaj instrumentoj kaj monofilamentaj suturoj. Tantalo ankaŭ havas la kapablon formi daŭremajn strukturajn ligojn kun malmolaj histoj, igante ĝin aparte utila por ostaj kaj dentaj enplantaĵoj.^[14][15] Tantalaj tegaĵoj estas pli kaj pli uzataj en la fabrikado de kompleksaj tantalo-kovritaj titanaj kirurgiaj enplantaĵoj, pro sia kapablo formi fortajn, biostabilajn ligojn kun malmolaj histoj.^[16] Ĉar tantalo estas nefera, nemagneta metalo, la uzo de tantalaj enplantaĵoj en daŭremaj kirurgiaj enplantaĵoj havas la aldonan avantaĝon, ke pacientoj spertantaj magnetan resonancan bildigon (MRB) povas ricevi tantalajn enplantaĵojn.^[17]

Vidu ankaŭ

• Kategorio Tantalo en la Vikimedia Komunejo (Multrimedaj datumoj)
• Tantalo en ReVo

• Izotopoj de tantalo