تانتال

شرح تصویر:

تصویر طرحی انتزاعی از جمجمه انسان است که با نوارها یا صفحاتی پوشانده شده است، زیرا این عنصر در پزشکی برای ساخت اعضای مصنوعی کاربرد دارد. طرح زمینه از منظره‌ای روی یک گلدان باستانی یونانی گرفته شده که شکل اسطوره‌ای تانتالوس را نشان می‌دهد و به منشأ نام عنصر اشاره دارد.

شکل ظاهری:

تانتال فلزی براق و نقره‌ای‌رنگ و در برابر خوردگی بسیار مقاوم است.

کاربردها:

یکی از کاربردهای اصلی تانتال، تولید قطعات الکترونیکی است. لایۀ اکسیدی که روی سطح تانتال تشکیل می‌شود می‌تواند به‌عنوان یک لایه عایق (دی‌الکتریک) عمل کند. از آنجا که می‌توان از تانتال برای پوشاندن دیگر فلزات به‌صورت لایه‌ای بسیار نازک استفاده کرد، ظرفیت خازنی بالایی در حجمی کوچک قابل دستیابی است. به همین دلیل خازن‌های تانتال برای دستگاه‌های الکترونیکی قابل‌حمل از قبیل گوشی‌های همراه مناسب‌اند.

تانتال هیچ پاسخ ایمنی‌ در پستانداران برنمی‌انگیزد و به همین دلیل کاربرد وسیعی در ساختن ایمپلنت‌های جراحی دارد. به‌عنوان مثال می‌توان در پروتزهایی که جایگزین استخوان‌های صورت می‌شوند از آن استفاده کرد؛ به‌شکل ورقه‌های نازک یا سیم، عصب‌های پاره‌شده را با آن ترمیم کرد و یا با استفاده از گازهای بافته‌شدۀ تانتال عضلات شکم را به‌هم متصل کرد.

تانتال در برابر خوردگی بسیار مقاوم است و به همین دلیل در ابزارهای کار با مواد خورنده از آن استفاده می‌شود. همچنین کاربردهایی به‌عنوان الکترودِ لامپ‌های نئون، یکسوکننده‌های AC/DC و در شیشه برخی عدسی‌های خاص دارد.

آلیاژهای تانتال بسیار محکم بوده و برای پره‌های توربین، نازل موشک و دماغه هواپیماهای فراصوت به‌کار می‌روند.

نقش زیست‌شناختی:

تانتال نقش زیست‌شناختی مشخصی ندارد و غیرسمّی است.

فراوانی طبیعی:

تانتال را می‌توان گاهی، اما به‌ندرت، به‌شکل ترکیب‌نشده در طبیعت پیدا کرد. این عنصر عمدتاً در کانی کولمبیت‌ـ تانتالیت وجود دارد که دارای فلزات دیگری مانند نئوبیم نیز هست. استخراج آن در مناطق متعددی مثل استرالیا، کانادا و برزیل انجام می‌شود. جدا کردن تانتال از نئوبیم شامل چندین مرحلۀ پیچیده است. در صنعت، بخش عمده‌ای از تانتال به‌صورت فراورده جانبی استخراج قلع به‌دست می‌آید.

آندش گوستاو اِکِبرگ در سال ۱۸۰۲ میلادی در دانشگاه اوپسالا سوئد، تانتال را به‌عنوان فلزی جدید گزارش کرد. با این حال هنگامی که ویلیام وولستون کانی‌هایی را بررسی کرد که این فلز از آن‌ها استخراج شده بود، اعلام کرد که فلز همان نئوبیم است که یک سال قبل کشف شده بود. در واقع شباهت این دو فلز از نظر خواص شیمیایی موجب سردرگمی در شناسایی آن‌ها می‌شد. این عنصر اغلب همراه با هم در طبیعت پیدا می‌شوند و با توجه به شباهت زیاد شیمیایی، جدا کردن آن‌ها با استفاده از روش‌های موجود در آن زمان دشوار بود.

در نهایت در سال ۱۸۴۶ میلادی هاینریش روزه با جدا کردن تانتال از نئوبیم ثابت کرد که این دو عنصرهایی متفاوت‌اند. با این حال نمونۀ تانتال او هم کمی ناخالص بود و این ورنر فون بولتون بود که در سال ۱۹۰۳ میلادی تانتال خالص را تولید کرد.

 

شعاع اتمی ناپیوندی (Å): ۲/۲۲	شعاع کووالانسی (Å): ۱/۵۸
الکترون‌خواهی (kJ/mol): ۳۱/۰۶۸	الکترونِگاتیویته (مقیاس پاولینگ): ۱/۵

انرژی‌های یونش	اول	دوم	سوم	چهارم	پنجم	ششم	هفتم	هشتم
kJ/mol	۷۲۸/۴۲۳	-	-	-	-	-	-	-

 

حالت‌های اُکسایش معمول: ۵

ایزوتوپ‌ها:

ایزوتوپ	جرم اتمی	فراوانی طبیعی (٪)	نیمه‌عمر	شیوه واپاشی
180Ta	۱۷۹/۹۴۷	۰/۰۱۲	۱۰۱۶×۳/۶۵ سال	-
180Ta	۱۷۹/۹۴۷	۰/۰۱۲	۱۰۱۶×۴/۵ سال	-β
180Ta	۱۷۹/۹۴۷	۰/۰۱۲	۱۰۱۶×۲/۰ < سال	EC
181Ta	۱۸۰/۹۴۸	۹۹/۹۸۸	-	-

داده‌ها:

W. M. Haynes, ed., CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, 95th Edition, Internet Version 2015, accessed December 2014

Tables of Physical & Chemical Constants, Kaye & Laby Online, 16th edition, 1995. Version 1.0 (2005), accessed December 2014

J. S. Coursey, D. J. Schwab, J. J. Tsai, and R. A. Dragoset, Atomic Weights and Isotopic Compositions (version 4.1), 2015, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, accessed November 2016

خواص و کاربردها:

John Emsley, Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements, Oxford University Press, New York, 2nd Edition, 2011

Thomas Jefferson National Accelerator Facility - Office of Science Education, It’s Elemental - The Periodic Table of Elements, accessed December 2014

تاریخچه:

Elements 1-112, 114, 116 and 117 © John Emsley 2012. Elements 113, 115, 117 and 118 © Royal Society of Chemistry 2017

در اسطوره‌های یونانی شاه تانتالوس، پسر خدای یونانیِ زئوس، شخصیت بسیار شروری بود که از فرمان خدایان سرپیچی می‌کرد و خشم آنها را برمی‌انگیخت. یکی از بدترین کارهایش این بود که تصمیم گرفت پسرش را در ضیافت خدایان قربانی کند تا آنها را به‌نوعی آزمایش و تمسخر کند، اما در نهایت خودش به گرسنگی و تشنگیِ ابدی محکوم شد. برای تنبیه او را در حوضچه‌ای از آب گذاشتند که وقتی می‌خواست آب بخورد، خالی می‌شد. بالای سرش هم شاخه‌های یک درخت میوه بود که وقتی می‌خواست میوه بخورد، عقب می‌رفتند. ...

ادامه‌ی این داستان را در اینجا بخوانید.