ടാന്റലം

അണുസംഖ്യ 73 ആയ മൂലകമാണ് ടാന്റലം (മുമ്പ് ടാന്റാലിയം). Ta ആണ് ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ ഇതിന്റെ പ്രതീകം. നീലകലർന്ന ചാരനിറമുള്ളതും കാഠിന്യമുള്ളതും തിളക്കമുള്ളതും അപൂർ‌വവുമായ ഒരു സംക്രമണ ലോഹമാണിത്. ഇതിന് നാശനത്തിനെതിരെ ഉയർന്ന പ്രതിരോധമുണ്ട്. ടാന്റലൈറ്റ് എന്ന ധാതുവിൽ ഇത് പ്രകൃത്യാ കാണപ്പെടുന്നു. സ്വീഡിഷ് രസതന്ത്രജ്ഞനായ ആൻഡർസ്. ജി. എക്ബർഗ് ആണ് ഈ മൂലകം കണ്ടുപിടിച്ചത് (1802). ആവർത്തനപ്പട്ടികയിൽ ഗ്രൂപ്പ് VB യിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുള്ള ഈ മൂലകം 5d ശ്രേണിയിൽപ്പെടുന്ന ഒരു സംക്രമണ (Transition) മൂലകമാണ്. 5d3 6s2 എന്ന ഇലക്ട്രോൺ വിന്യാസംമൂലം +5 സംയോജകതയാണ് സാധാരണ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നത്. +4, +3, +2 എന്നീ സംയോജകതകളും പ്രദർശിപ്പിക്കാറുണ്ട്. ഭൗമോപരിതലത്തിലെ ആഗ്നേയശിലകളുടെ 0.00021 ശ.മാ. ടാൻടലം ആണ്. അയിരുകളിൽ, ടാൻടലം നയോബിയവുമായി ചേർന്നാണ് സ്ഥിതിചെയ്യുന്നത്. Nb +5 അയോണിനും, Ta +5 അയോണിനും ഏതാണ്ട് ഒരേ വലിപ്പമാണെന്നതാണിതിനു കാരണം.

73 ഹാഫ്നിയം ← ടാന്റലം → ടംഗ്സ്റ്റൺ Nb ↑ Ta ↓ Db ആവർത്തനപ്പട്ടിക - വികസിത ആവർത്തനപ്പട്ടിക
വിവരണം
പേര്, പ്രതീകം, അണുസംഖ്യ	ടാന്റലം, Ta, 73
കുടുംബം	സംക്രമണ ലോഹങ്ങൾ
ഗ്രൂപ്പ്, പിരീഡ്, ബ്ലോക്ക്	5, 6, d
Appearance	gray blue
സാധാരണ ആറ്റോമിക ഭാരം	180.94788(2)  g·mol−1
ഇലക്ട്രോൺ വിന്യാസം	[Xe] 4f14 5d3 6s2
ഓരോ ഷെല്ലിലേയും ഇലക്ട്രോണുകൾ	2, 8, 18, 32, 11, 2
ഭൗതികസ്വഭാവങ്ങൾ
Phase	solid
സാന്ദ്രത (near r.t.)	16.69  g·cm−3
ദ്രവണാങ്കത്തിലെ ദ്രാവക സാന്ദ്രത	15  g·cm−3
ദ്രവണാങ്കം	3290 K (3017 °C, 5463 °F)
ക്വഥനാങ്കം	5731 K (5458 °C, 9856 °F)
ദ്രവീകരണ ലീനതാപം	36.57  kJ·mol−1
ബാഷ്പീകരണ ലീനതാപം	732.8  kJ·mol−1
Heat capacity	(25 °C) 25.36  J·mol−1·K−1
Vapor pressure P(Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T(K) 3297 3597 3957 4395 4939 5634
Atomic properties
ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന	cubic body centered
ഓക്സീകരണാവസ്ഥകൾ	5, 4, 3 (mildly acidic oxide)
ഇലക്ട്രോനെഗറ്റീവിറ്റി	1.5 (Pauling scale)
Ionization energies	1st: 761 kJ/mol
	2nd: 1500 kJ/mol
Atomic radius	145  pm
Atomic radius (calc.)	200  pm
Covalent radius	138  pm
Miscellaneous
Magnetic ordering	no data
വൈദ്യുത പ്രതിരോധം	(20 °C) 131 n Ω·m
താപ ചാലകത	(300 K) 57.5  W·m−1·K−1
Thermal expansion	(25 °C) 6.3  µm·m−1·K−1
Speed of sound (thin rod)	(20 °C) 3400 m/s
Young's modulus	186  GPa
Shear modulus	69  GPa
Bulk modulus	200  GPa
Poisson ratio	0.34
Mohs hardness	6.5
Vickers hardness	873  MPa
Brinell hardness	800  MPa
CAS registry number	7440-25-7
Selected isotopes
Main article: Isotopes of ടാന്റലം iso NA half-life 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% >1.2×1015 y (not observed) ε 180Hf β- 180W IT 180Ta 181Ta 99.988% stable 182Ta syn 114.43 d β- 1.814 182W 183Ta syn 5.1 d β- 1.070 183W
അവലംബങ്ങൾ

സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ

ടാന്റലം ഇരുണ്ട നിറമുൾള്ളതും കാഠിന്യമേറിയതും സാന്ദ്രതയേറിയതുമാണ്. ഡക്ടിലിറ്റി ഗുണമുള്ള ഈ ലോഹം ഉയർന്ന താപ-വൈദ്യുത ചാലകമാണ്. അമ്ലങ്ങൾ മൂലമുണ്ടാകുന്ന നാശനത്തിനെതിരേയുള്ള മികച്ച പ്രതിരോധം ഈ മൂലകത്തിന്റെ ഒരു പ്രധാന സവിശേഷയാണ്. 150 °Cന് താഴെ ടാന്റാലിയം, സാധാരണ വളരെ ആക്രമണകാരിയായ രാജദ്രാവകത്തോട് പോലും പ്രവർത്തിക്കുന്നില്ല. ഹൈഡ്രോഫ്ലൂറിക് അമ്ലം, ഫ്ലൂറൈഡ് അയോൺ, സൾഫർ ട്രൈയോക്സൈഡ് അടങ്ങുന്ന ലായനി, പൊട്ടാസ്യം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ലായനി എന്നിവയിൽ ടാന്റലം ലയിക്കുന്നു. ഇതിന്റെ ഉയർന്ന ദ്രവണാങ്കം 3017 °C ആണ്(ക്വഥനാങ്കം 5458 °). ലോഹങ്ങളിൽ ടംഗ്സ്റ്റൺ, റീനിയം എന്നിവയ്ക്കും മറ്റ് മൂലകങ്ങളിൽ കാർബണിനും മാത്രമേ ഇതിനേക്കാൾ ഉയർന്ന ദ്രവണാങ്കമുള്ളൂ.

പൂർണമായും നീക്കം ചെയ്ത് ശുദ്ധമായ ടാന്റലം വേർതിരിക്കുന്നത്, ദ്രാവക-ദ്രാവക നിഷ്കർഷണം, വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം തുടങ്ങി അനവധി പ്രവിധികളുൾപ്പെടുന്ന ഒരു സങ്കീർണ പ്രക്രിയയാണ്. ധൂളിരൂപത്തിൽ ലഭിക്കുന്ന ലോഹം നിബിഡമായി അടുക്കി ചൂടാക്കി പിണ്ഡമാക്കുന്നു. വളരെ കട്ടിയുള്ള ഈ ലോഹം അടിച്ചു പരത്തി തകിടുകളാക്കാൻ കഴിയും. ടാൻടലത്തിന്റെ ഉരുകൽ നില (2996°c)യും, തിളനില (6100°c)യും വളരെ ഉയർന്നതാണ്. 150°c-ൽ താഴെ നിഷ്ക്രിയമായ ഈ ലോഹം ഉയർന്ന താപനിലകളിൽ രാസപ്രതിക്രിയാക്ഷമത പ്രദർശിപ്പിക്കാറുണ്ട്. ഉയർന്ന താപനിലകളിൽ ഓക്സിജനും, ഹാലജനുകളുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് +5 ഓക്സൈഡുകളും ഹാലൈഡുകളും രൂപീകരിക്കുന്നു. ഉയർന്ന ഊഷ്മാവുകളിൽ ഹൈഡ്രജൻ, നൈട്രജൻ, ഫോസ്ഫറസ്, അസ്റ്റാറ്റിൻ, ആന്റിമണി, സിലിക്കോൺ, കാർബൺ, ബോറോൺ എന്നിവയുമായി ചേർന്ന് സംയുക്തങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു. ടാന്റലം അനവധി ലോഹസങ്കരങ്ങളും രൂപീകരിക്കാറുണ്ട്. ടിന്നും കോബാൾട്ടുമായി Ta3M, കോബാൾട്ടുമായി Ta2M, നിക്കലുമായി TaM, ജർമേനിയം, ക്രോമിയം, മാൻഗനീസ്, അയൺ എന്നിവയുമായി Ta M2, അലുമിനിയം, ഇറിഡിയം, നിക്കൽ, റോഡിയം എന്നിവയുമായി Ta M3 എന്നിങ്ങനെയാണ് സങ്കരങ്ങൾ ഉണ്ടാവുന്നത്.

ടാൻടലം വായുവുമായി സമ്പർക്കത്തിലാവുമ്പോൾ ടാൻടലം ഓക്സൈഡിന്റെ കട്ടിയുള്ളതും അതാര്യവുമായ ഒരു ആവരണം രൂപീകൃതമാവുന്നതിനാൽ ലോഹം ദ്രവിക്കുന്നതു തടയുന്നു. ഗാഢ സൾഫ്യൂറിക് അമ്ലം, ഹൈഡ്രോഫ്ലൂറിക് അമ്ലം, ഫ്ളൂറൈഡ് അയോണുകളടങ്ങുന്ന മറ്റ് അമ്ലങ്ങൾ എന്നിവ ഒഴികെ മറ്റെല്ലാ അമ്ലങ്ങൾക്കുമെതിരെ ടാൻടലം പ്രതിരോധക്ഷമത പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നുണ്ട്. കാഥോഡിക വൈദ്യുത വിശ്ലേഷണം വഴി സാധാരണ ഊഷ്മാവിൽ തന്നെ ഹൈഡ്രജൻ അവശോഷണം ചെയ്യുന്നു. ഹൈഡ്രജൻ അന്തരീക്ഷത്തിൽ 350°c-ൽ ടാൻടലം ഹൈഡ്രൈഡ് ഉണ്ടാവുന്നു. താഴ്ന്ന ഉരുകൽ നിലയുള്ള ദ്രവലോഹങ്ങളുമായി ഓക്സിജന്റെയും നൈട്രജന്റെയും അഭാവത്തിൽ പ്രതിപ്രവർത്തിക്കാറില്ല. 1000°c-ൽ താഴെ ദ്രവബിസ്മത്ത്, ലെഡ്, ലിഥിയം എന്നിവയുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നില്ല. 1200°c-ൽ വെള്ളിയും കാൽസിയവുമായി ചെറിയതോതിൽ രാസപ്രവർത്തനം നടക്കുന്നു. ദ്രവഗാലിയവുമായി 650°c-ന് മുകളിൽ പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു.

ഉപയോഗങ്ങൾ

പൊടിച്ച രൂപത്തിലുള്ള ടാന്റലത്തിന്റെ മുഖ്യ ഉപയോഗം ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളുടെ ഭാഗങ്ങളിലാണ്. പ്രധാനമായും കപ്പാസിറ്ററുകളിലും ശക്തികൂടിയ പ്രതിരോധകങ്ങളിലുമാണിത്. ഉയർന്ന ദ്രവണാങ്കമുള്ള ലോഹസങ്കരങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ ടാന്റലം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇത്തരം ലോഹസങ്കരങ്ങൾ ബലമേറിയതും മികച്ച ഡക്ടിലിറ്റി ഉള്ളവയുമായിരിക്കും. ശരീരദ്രവങ്ങളുമായി പ്രവർത്തിക്കാത്ത ലോഹമായതിനാൽ ശസ്ത്രക്രീയാ ഉപകരണങ്ങളുടേയും കൃത്രിമ ശരീര ഭാഗങ്ങളുടേയും നിർമ്മാണത്തിൽ ടാന്റലം ഉപയോഗികാറുണ്ട്.

ടാന്റലം ലോഹത്തിന് പലവിധ ഉപയോഗങ്ങൾ കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്. റേഡിയോ, പുകമാപിനികൾ, ഹൃദയപേസ്മേക്കറുകൾ തുടങ്ങിയ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളിൽ ടാൻടലം കൊണ്ട് നിർമ്മിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററുകളാണ് ഉപയോഗിച്ചു വരുന്നത്. ടാന്റലം ഓക്സൈഡിന്റെ വളരെ നേർത്ത പാളി കപ്പാസിറ്ററുകളിൽ വിദ്യുത്രോധകങ്ങളായി വർത്തിക്കുന്നു. രാസപ്രക്രിയകൾക്കുള്ള അമ്ലരോധ ഉപകരണങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിന് ടാന്റലം ആണ് ഉപയോഗിച്ചു വരുന്നത്. ടാന്റലം-ലിഥിയം ഓക്സൈഡ് (LiTa O3) ലേസർ രശ്മികളുടെ മോഡുലനത്തിന് ഉപയോഗിക്കുന്നു. ടാന്റലം കാർബൈഡാകട്ടെ കട്ടിയുള്ള ലോഹങ്ങളും മറ്റും മുറിക്കാനുള്ള ഉപകരണങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിനാണ് ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നത്. ശരീരദ്രാവകങ്ങളുമായും ശരീര കലകളുമായും പ്രതിപ്രവർത്തിക്കാത്തതിനാൽ ശസ്ത്രക്രിയ കഴിഞ്ഞുള്ള മുറിവുകൾ തയ്ക്കുന്നതിന് ടാന്റലം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഒടിഞ്ഞ എല്ലുകൾ ചേർത്തുവയ്ക്കാനായി ടാന്റലം കമ്പികളും സ്ക്രൂകളും മറ്റും വിപുലമായതോതിൽ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്. തലയോട്ടിയിലും മറ്റു ശരീരഭാഗങ്ങളിലും ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്ന ടാന്റലം വലുതായി തിരസ്കരിക്കപ്പെടുന്നില്ല.

ചരിത്രം

ആൻഡെർസ് എക്ബെർഗ് ആണ് ആദ്യമായി ടാന്റലം കണ്ടെത്തിയത്. 1802ൽ സ്വീഡനിൽ‌വച്ചായിരുന്നു അത്. 1802ൽ ജോൻസ് ബെർസീലിയസ് ആദ്യമായി ഈ ലോഹം വേർതിരിച്ചെടുത്തു. 1844 വരെ പല രസതന്ത്രജ്ഞരും കരുതിയിരുന്നത് ടാന്റലവും നയോബിയവും ഒരേ മൂലകമാണെന്നാണ്. ആദ്യകാല ഗവേഷകർക്ക് അശുദ്ധരൂപത്തുലുള്ള ലോഹമേ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിഞ്ഞിരുന്നുള്ളൂ. 1903ൽ വെർനർ വോൺ ബോൾട്ടൻ ആണ് ആദ്യമായി താരതമ്യേന ശുദ്ധവും ഡക്ടൈലുമായ ടാന്റലം വേർതിരിച്ചെടുത്തത്. ടംഗ്സ്റ്റൺ ആ സ്ഥാനം നേടും വരെ ബൾബ് ഫിലമെന്റായി ടാന്റലം ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു.

സാന്നിദ്ധ്യം

ടാന്റലം പ്രധാനമായും കാണപ്പെടുന്നത് ടാന്റലൈറ്റ് [(Fe, Mn) Ta₂O₆], മൈക്രോലൈറ്റ്, യൂക്സുനൈറ്റ് എന്നീ ധാതുക്കളിലാണ് (മറ്റ് ധാതുക്കൾ: സമർസ്കൈറ്റ്, ഫെർഗുസോണൈറ്റ്)

ടാന്റാലിയം അയിര് ഖനനം ചെയ്യപ്പെടുന്നത് എത്യോപ്യ, ഓസ്ട്രേലിയ, ബ്രസീൽ, ഈജിപ്റ്റ്, കാനഡ, ഡെമോക്രാറ്റിക് റിപ്പബ്ലിക് ഓഫ് കോംഗോ, മൊസാംബിക്, നൈജീരിയ, നമീബിയ, പോർചുഗൽ, മലേഷ്യ, തായ്‌ലാന്റ് എന്നീ രാജ്യങ്ങളിലാണ്.