Տանտալ

Տանտալ (լատ.՝ Tantalum) քիմիական տարր է որի նշանն է Ta, պարբերական համակարգի 6-րդ պարբերության 5-րդ խմբի քիմիական տարր։ Կարգահամարը՝ 73, ատոմական զանգվածը՝ 180,948։ d տարր է, ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն է 5s2 5p6 5d3 6s2, К, L, M և N թաղանթները լրացված են։ Տանտալը կապտավուն (կապարային) երանգով, մոխրագույն, դժվարահալ և ծանր մետաղ է։


== Պատմություն ==
Տանտալը հայտնաբերել է շվեդ, քիմիկոս Ա․ Էկերբերգը (1802) և անվանել հին հունական դիցաբանության հերոս Տանտալոսի անունով։ Նա ստացավ տանտալի օքսիդը, բայց մետաղը չկարողացավ անջատել։ Մինչև 1844 թվականը, երբ գերմանացի քիմիկոս Տ․ Ռոզեն ցույց տվեց տանտալի և նիոբիումի տարբերությունը, տանտալի գոյությունը կասկածի տակ էր։
Հատկությունների նմանության պատճառով նույնացվում էր նիոբիումի հետ։ Մետաղական տանտալը (ոչ մաքուր փոշի) անջատել է Յա Բերցելիուսը։ Ձուլածո մետաղն ստացել է գերմանացի քիմիկոս Վ․ Բոլտոնը (1903)։


== Բնության մեջ ==
Տանտալը հազվագյուտ տարր է, պարունակությունը երկրակեղևում 2,0•10−4 % (ըստ զանգվածի)։ Հայտնի են նրա 17 սեփական և տանտալ պարունակող այլ 60 միներալներ, որոնք բոլորը նիոբիում են պարունակում։
Գրանիտների և նստվածքային թաղանթների բնորոշ տարրերից է (պարունակվում է մինչև 3,5•10−4 %), ուղեկցում է նիոբիումին, ցրված է մագմային ապարներում և կենսոլորտում։ Պարունակությունը ջրոլորտում և օրգանիզմներում հաստատված չէ։


=== Հանքավայրեր ===
Ամենամեծ հանքավայրերը գտնվում են՝ Ֆրանսիայում, Եգիպտոսում, Թայլանդում, Չինաստանում։ Հանքավայրեր կան նաև Ավստրալիայում, Մոզամբիկում, Նիգերիայում, Կանադայում, Բրազիլիայում։
Տանտալի համաշխարհային խոշոր հանքավայրեր տեղակայված են Ավստրալիայում, Արևմտյան Ավստրալիա նահանգում՝ Պերթից 250 կմ հարավ։


== Ֆիզիկական հատկություններ ==
Տանտալը կապտավուն (կապարային) երանգով, մոխրագույն, դժվարահալ և ծանր մետաղ է․ հալման ջերմաստիճանը՝ 2014 °C, եռմանը՝ ~ 5500 °C, խտությունը՝ 16650 կգ/մ3։ Հատկությունները կախված են մաքրության աստիճանից։
Մաքուր տանտալը պլաստիկ է, –196 °C-ից ցածր՝ փխրուն։ Պարամագնիսական է։


== Քիմիական հատկություններ ==
Քիմիական հատկություններով նման է նիոբիումին։ Սովորական պայմաններում քիմիապես չափազանց պասսիվ է (օդում պատվում է օքսիդի նուրբ, պաշտպանիչ շերտով)։ Չափազանց կոռոզիակայուն մետաղ է։
Միացություններում գերազանցապես հնգարժեք է (հայտնի են նաև -1-ից +4 օքսիդացման աստիճանները)։ Չի լուծվում օրգանական և անօրգանական թթուներում և նրանց խառնուրդներում, լուծվում է միայն ֆտորաջրածնական թթվում և նրա ու ազոտական թթվի խառնուրդում, տաքացնելիս՝ նաև ալկալիներում։ 250 °C-ում կլանում է ջրածին՝ առաջացնելով պինդ լուծույթներ, 500 °C-ում՝ հիդրիդներ։
Ձուլածո տանտալը օդում սկսում է օքսիդանալ 280 °C-ից բարձր տաքացնելիս։ Միակ կայուն օքսիդը՝ Ta2O5-ը թթվային է։ Հայտնի են տանտալական թթուների աղերը՝ хМ2O•уТа2O5•Н20O (M-ը ալկալիական մետաղ է)։
Նատրիումի և կալիումի մետատանտալատները սեգնետաէլեկարիկներ են։ Տանտալիտ-կոլումբիտ միներալը երկաթի և մանգանի մետատանտալատ-մետանիոբատն է՝ (Fe, Мn) [(Та, Nb)O3]2։
Ֆտորի հետ միանում է սովորական, մյուս հալոգենների հետ՝ բարձր ջերմաստիճաններում, ստացվում են հալոգենիդներ, գերազանցապես՝ (TaX5)։
Տաքացնելիս միանում է հալկոգենների, ազոտի, ֆոսֆորի, ածխածնի, սիլիցիումի, բորի հետ՝ առաջացնելով ստեխիոմետրիական միացություններ (TaS2, TaN, TaN2, TaC և այլն) և պինդ լուծույթներ։
Բարձր ջերմաստիճաններում տանտալը փոխազդում է ծծմբի, ազոտի և ածխածնի օքսիդների հետ։ ակայուն է բազմաթիվ հեղուկ մետաղների (Na, К, Ii, Pb, Bi և այլն) և համաձուլվածքների նկատմամբ։ Պարբերական համակարգի III, IV և VIII խմբերի d տարրերի հետ առաջացնում է ներմետաղական միացություններ։
Տանտլային հանքանյութերն աղքատ են տանտալով և հազվադեպ։ Մշակվում են մինչև մի քանի հարյուրերորդական տոկոս (TaNb)2O5 պարունակող հանքանյութերը և անագային խտանյութերի վերականգնող հալման խարամները։


== Թունաբանություն ==
Առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիան - 5մգ/մ³:


== Ստացում ==
Տանտալի արտադրության հիմնական հումքը մոտ 8 % Ta2O5 և > 60% Nb2O5 պարունակող լո– պարիտային խտանյութերն են։
Տանտալային խտանյութերը նախ հարստացնում են (մինչև 40-65 % Та2Об), ապա քայքայում թթուներով (լոպարիտայինը քլորացնում են), տանտալի և նիոբիումի միացությունները բաժանում են լուծահանմամբ (քլորիդները՝ ռեկտիֆիկացմամբ, ֆտորիդները՝ կոտորակային բյուրեղացմամբ և վերականգնում ածխածնով, նատրիումով կամ էլեկտրոլիզով (Ta2O5 և K2TaF7 պարունակող հալույթը)։
Ձուլածո մետաղն ստանում են հալելով էլեկտրաաղեղային, էլեկտրոնաճառագայթային կամ պլազմային հալմամբ, նաև փոշեմետալուրգիական եղանակներով, մշակում են մամլմամբ։ Տանտալը հեշտ զոդվող մետաղ է։ Արտադրվող տանտալի 60-75 %-ն օգտագործվում է էլեկտրավակուումային տեխնիկայում (պատրաստում են գազակլանիչներ, անոդներ, ցանցեր և այլն)։


== Իզոտոպներ ==
Բնական տանտալը բաղկացած է 181Та (99,99 %) կայուն և 180Та (0,012 %, T½ > 1012 տարի) ռադիոակտիվ իզոտոպներից։
Ստացված 13 արհեստական (172-186) ռադիոակտիվ իզոտոպներից օգտագործվում է միայն 182Та (β, γ, T1/2 = 1 15,1 օր), որպես ռադիոակտիվ ինդիկատոր։


== Կիրառություն ==
Տանտալը օգտագործվում է էլեկտրատեխնիկայում (ջեռուցիչներ, էկրաններ, կոնտակտներ) և քիմիական արդյունաբերության մեջ։ Նրանից պատրաստում են քիմիական սարքավորումների մասեր, լաբորատոր անոթներ, կշռաքարեր, արհեստական մետաքսաթելի ֆիլիերներ և այլն։
Տանտալը կոռոզիակայուն և բարձրամուր պողպատները և հատուկ համաձուլվածքները լիգիրացնող հավելանյութ է։
Տանտալի համաձուլվածքները վոլֆրամի, մոլիբդենի, ռենիումի, հաֆնիումի և ցիրկոնիումի հետ ունեն չափազանց արժեքավոր հատկություններ և օգտագործվում են հրթիռային ելքափողեր, ճշգրիտ զսպանակներ, կոնդենսատորներ ևն պատրաստելու համար։
Տանտալի թերթերը և լարերն օգտագործվում են վիրաբուժության մեջ՝ ոսկրերը և նյարդաթելերն ամրացնելու, նաև կարեր դնելու համար։ Տանտալի միացություններն օգտագործվում են ռադիոտեխնիկայում և որպես կատալիզատորներ։


== Տես նաև ==
Պարբերական աղյուսակ
Կոլումբիտ


== Ծանոթագրություններ ==


== Արտաքին հղումներ ==
Տանտալը քիմիական տարրերի հայտնի գրադարանում