Tantal

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Hopp til: navigasjon, søk
Tantal
Ta-TableImage.png
Basisdata
NavnTantal
SymbolTa
Atomnummer73
Utseendegråblå
Plass i periodesystemet
Gruppe5
Periode6
Blokkd
Kjemisk serietransisjonsmetall
Atomegenskaper
Atomvekt180,9479 u
Empirisk atomradius145 pm
Kalkulert atomradius200 pm
Kovalent atomradius138 pm
Elektronkonfigurasjon[Xe] 4f14 5d3 6s2
Elektroner per energinivå2, 8, 18, 32, 11, 2
Oksidasjonstilstander5
Krystallstrukturkubisk romsentrert
Fysiske egenskaper
Stofftilstandfast stoff
Smeltepunkt3 017 °C
Kokepunkt5 458 °C
Molart volum10,85 · 10-6 /mol
Tetthet16 650 kg/m³
Hardhet6,5 (Mohs skala)
Fordampningsvarme743 kJ/mol
Smeltevarme33,7 kJ/mol
Damptrykk0,776 Pa ved 2 239 K
Lydfart3 400 m/s
Diverse
Elektronegativitet etter Pauling-skalaen1,5
Spesifikk varmekapasitet140 J/(kg · K)
Elektrisk ledningsevne7,61 · 106 S/m
Termisk ledningsevne57,5 W/(m · K)
Første ionisasjonspotensiale761 kJ/mol
Andre ionisasjonspotensiale1 500 kJ/mol

SI-enheter & STP er brukt, hvis ikke annet er nevnt. MV = Manglende verdi – legg gjerne inn.

Tantal er et grunnstoff med kjemisk symbol Ta og atomnummer 73. Atommassen (u) er 180,9479.


Historie[rediger | rediger kilde]

Tantal ble oppdaget i oksid-form i 1802 av den svenske kjemikeren Anders Gustaf Ekeberg. Han skilte ut tantal(V)-oksid fra finsk columbitt-malm, og oppdaget at oksidet ikke lot seg løse opp av noen syrer.

Forholdsvis rent tantal ble isolert i 1815 av Jöns Jakob Berzelius. Lenge trodde forskerne at tantal og niob var samme grunnstoff, og først i 1844 kunne den tyske kjemikeren Heinrich Rose påvise at columbitt i virkeligheten inneholdt to forskjellige grunnstoff. I 1903 ble tantal fremstilt i ren metallisk form av den tyske kjemikeren Werner von Bolton.

Tantal er oppkalt etter Tantalos, sønn av Zevs i gresk mytologi. Han ble forvist til underverdenen av gudene for drapet på sin sønn. Tantalos sto i vann til halsen, men når han prøvde å drikke, vek vannet unna. En gren med frukter hang over hodet hans, men hver gang han prøvde å plukke fruktene, blåste grenen såvidt utenfor rekkevidde. Ekebergs strev og frustrasjon med å utskille det tilsynelatende unnvikende grunnstoffet er bakgrunnen for navnevalget.

Tantalatomets elektronskall

Egenskaper[rediger | rediger kilde]

Tantal er et blågrått transisjonsmetall hvis egenskaper er svært lik niobs. Det er meget korrosjonsbestandig ved romtemperatur på grunn av et passiviserende oksidsjikt som raskt dannes. Ved høyere temperaturer reagerer det med de fleste ikke-metaller, som oksygen, halogener og karbon. Det løses ikke opp av kongevann, men i flussyre vil tantal løse seg opp. Med 3 017 °C har tantal et av de høyeste smeltepunktene av grunnstoffene (etter wolfram, karbon og rhenium). Det trengs bare små mengder av karbon eller hydrogen i metallet for at smeltetemperaturen skal stige betydelig. Tantalkarbid (TaC) har smeltepunkt 3 880 °C, noe som er et av de høyeste smeltepunktene man kjenner i kjemien. Rent tantal er formbart og bøybart, men det blir sprøtt og lite formbart hvis det inneholder små mengder forurensinger av karbon eller hydrogen. I pulverform er tantal lettantennelig.

Tantal blir superledende ved temperaturer under 4,3 K.

Isotoper[rediger | rediger kilde]

Naturlig forekommende tantal består av to isotoper: 180mTa (0,012%) og 181Ta (99,988%). 181Ta er stabil, mens 180mTa er ustabil med halveringstid på over 1015 år. I tillegg finnes 34 kjente kunstig fremstilte isotoper som alle er ustabile (og dermed radioaktive). De mest stabile av disse er 179Ta med halveringstid på 1,82 år, 182Ta med halveringstid 114,431 døgn, 183Ta med halveringstid 5,1 døgn, og 177Ta med halveringstd 2,3565 døgn. Alle de resterende isotopene har halveringstider under 1 døgn, og de fleste av dem under 1 time.[1]

CAS-nummer: 7440-25-7

Forekomst[rediger | rediger kilde]

Rent tantal

Tantal forekommer ikke i ren form naturlig, men finnes i forskjellige mineraler som columbitt (columbitt som er rik på tantal kalles ofte tantalitt) og euxenitt. Tantal er et sjeldent grunnstoff, og utgjør omkring 1,7 ppm av jordskorpen. Det forekommer alltid sammen med niob, og adskillelsen av disse to er en komplisert prosess. Dette bidrar sammen med tantals sjeldenhet, til at prisen er høy

De største forekomstene ligger i Brasil, Australia og Afrika (Den demokratiske republikken Kongo, Etiopia og Mosambik). Årlig produseres det omkring 2 300 tonn rent tantal på verdensbasis. De største produsentene av tantal-malmen coltan i 2007 var Australia med 850 tonn og Brasil med 250 tonn.

Anvendelse[rediger | rediger kilde]

I 2007 ble 60% av tantal-produksjonen brukt av elektronikkindustrien til å produsere små kondensatorer med høy kapasitans. Disse kondensatorene benyttes i moderne mikroelektronikk i for eksempel mobiltelefoner og bærbare datamaskiner.[2] Siden tantal ikke er giftig og ikke reagerer med hverken kroppsvev eller kroppsvæsker, brukes det innen kirurgien til proteser, stifter og skruer samt til medisinske instrumenter. Det kan også brukes som kontrastmiddel ved røntgenfotografering, men den høye prisen forhindrer utstrakt bruk.

Tantal brukes i forskjellige legeringer for å øke korrosjonsbestandigheten. Disse legeringene brukes i kjemisk industri og til laboratoriums-utstyr. Såkalte superlegeringer som brukes i jetmotorer og gassturbiner inneholder opptil 9% tantal.

Referanser[rediger | rediger kilde]