Química

Tântalo


Química do tântalo

Tântalo – símbolo químico Ta, número atômico 73 – é um elemento químico cinza, brilhante, duro, em sua forma pura, dúctil, cristalizando em uma rede cúbica de corpo centrado, resistente à passivação, do grupo dos metais de transição (grupo 5, grupo vanádio).

Visão geral: dados gerais sobre tântalo

Descrição:TântaloSímbolo:TaNúmero atômico:73Massa atômica:180,94788 (2) ePosição da tabela periódica:6º período, 5º grupo, bloco d, elementos de transição.Associação ao grupo:Grupo vanádio.Descoberta:1802 – Anders Gustaf Ekeberg.Significado do nome:Tântalo da mitologia grega.Nome inglês:TântaloNúmero CAS:7440-25-7Chave InChI:GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N

O átomo de tântalo

O átomo de Ta – e portanto o elemento químico tântalo – é claramente definido pelos 73 prótons carregados positivamente no núcleo atômico. O mesmo número de elétrons garante o equilíbrio elétrico no átomo de tântalo sem carga.

Os blocos de construção nuclear dos nêutrons garantem que haja diferenças entre os núcleos atômicos. Esses tipos de átomos estão sob o termo Isótopos de tântalo ou nuclídeos de tântalo (dados de isótopos: veja lá).

Os depósitos de tântalo terrestre consistem em uma mistura de isótopos com dois nuclídeos diferentes; a massa atômica relativa é, portanto, dada como 180,94788 (2) u.

Configuração de elétron

símbolo OZ forma curta 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 6f
Ta 73 [Xe] 4f14º 5d3 6s2 2 2 2 10 2 10 2 3 2

Energias de ionização

A tabela a seguir lista as energias de ligação ou as energias de ionização IE de tântalo, ou seja, a energia necessária em elétron-volts (eV) para separar um elétron específico de um átomo de Ta.

1. IE: 7,54957 eV 2. IE: eV 3. IE: eV 4. IE: eV 5. IE: eV 6. IE: eV

Energia de ligação de elétrons

A tabela a seguir lista as energias de ligação de elétrons dos elétrons de tântalo individuais nos respectivos orbitais. Os valores são dados em elétron-volts (eV).

K LI LII LIII
1s 2s 2p1/2 2p3/2
67416 11682 11136 9881

MI MII MIII MIV MV
3s 3p1/2 3p3/2 3d3/2 3d5/2
2708 2469 2194 1793 1735
NI NII NIII NIV NV NVI NVII
4s 4p1/2 4p3/2 4d3/2 4d5/2 4f5/2 4f7/2
563,4 463,4 400,9 237,9 226,4 23,5 21,6
OI OII OIII OIV OV
5s 5p1/2 5p3/2 5d3/2 5d5/2
69,7 42,2 32,7

Dados adicionais

Raio atômico:200 pm (calculado)
145 pm (empírico, de acordo com Slater)
Raios covalentes:170 (20) (após Cordero et al.)
146 pm (em ligações simples, após Pyykkö et al.)
126 pm (em ligações duplas, após Pyykkö et al.)
119 pm (em ligações triplas, após Pyykkö et al.)
Raio de Van der Waals:200 pmVolume molar:10,85 cm3 mol-1Rendimento de fluorescência:ωK: 0,952; ωL1: 0,144; ωL2: 0,28; ωL3: 0,251Transições Coster-Kronig:F.12: 0,118; F.13: 0,328; F.23: 0,134Símbolo do termo:4F3/2

Raio iônico

Raios iônicos dos cátions Ta (III), Ta (IV) e Ta (V) em pm:

íon KoZ EU.efetivamente EU.cristal Observações
Ta3+
Ta4+
Ta5+


72
68
64
86
82
78

Linhas espectrais de tântalo

A figura a seguir mostra um espectro de emissão de tântalo com as linhas espectrais características na faixa de comprimento de onda visível entre 400 e 700 nm:

Linhas espectrais de tântalo

Dados químicos

Potenciais padrão

Potencial normal de tântalo:

E.0 (V) Nboi Nome Ox. Boi. e Vermelho. Nome vermelho. Nboi
-0,750 + V Óxido de tântalo (V) Ta2O5 + 10 H.+ + 10 e 2 Ta (s) + 5 H.2O Tântalo 0
-0,6 + III Catião tântalo (III) Ta3+ + 3 e Ta (s) Tântalo 0
-0,45 + V Dianião de heptafluoreto de tântalo TaF2- + 5 e Ta + 7 F Tântalo 0

Propriedades materiais e físicas do tântalo

A visão geral a seguir lista alguns dados físicos e propriedades do material do α-tântalo metálico puro.

Ponto de fusão:3017 ° CEntalpia de fusão (molar):36,57 kJ mol-1ponto de ebulição:5455 ° CEntalpia de evaporação:753 kJ mol-1Capacidade de calor:25,36 J mol-1 K-1 (molar)
0,14 J g-1 K-1 (específico)
Temperatura de Debye:246 KCondutividade térmica:57,5 W w-1 K-1Expansão térmica:6,3 μm m-1 K-1 a 25 ° C Condutividade elétrica:7,61 × 10 A V-1 m-1Resistência elétrica:131 nΩ m a 20 ° Cdensidade:16,69 g cm-3 a 20 ° C
15 g cm-3 (líquido, no ponto de fusão)
Módulos de elasticidade:185,7 GPa (Módulo Jovem)Módulo de compressão (isotérmico):200 GPa 300 KCompressibilidade (isotérmica):0,0050 GPa-1 300 KNúmero de Poisson:0,34 (coeficiente de Poisson, adimensional)Estrutura de cristal:cúbico centrado no corpo – bccConstantes de rede:a = 330,58 pmGrupo de espaço:lm3m – No. 229Dureza:de acordo com Mohs: 6,5
de acordo com Vickers: 0,873 GPa
Brinell: 0,8 GPa
de acordo com Brinell (novo): 0,441 – 1,224 GPa (recozido)
magnetismo:paramagnéticoSuscetibilidade magnética:1,8 x 10-4 cm3 mol-1Velocidade do som:3400 m s-1 a 20 ° CEntalpia de formação padrão:0,0 kJ mol-1 (Sólido, cristal)
782,0 kJ mol-1 (gasoso)
Entalpia livre de Gibbs:739,3 kJ mol-1 (gasoso)Entropia molar padrão:41,5 J mol-1 K-1 (Sólido, cristal)
185,2 J mol-1 K-1 (gasoso)

Além da modificação α, o β-tântalo metaestável também é conhecido, que possui uma estrutura cristalina tetragonal com os parâmetros de rede a = 1019,4 pm ec = 531,3 pm (grupo espacial P42 / mnm) e é formado durante a eletrólise do fluoreto de tântalo.

Ofertas de informação externa



Itens do grupo – informação

Metais de transição
Grupos de metais de transição 3-12; Metais de transição internos. Universidade de Marburg – Formato: PDF

Grupo vanádio
Materiais de aula: química dos metais. Universidade de Friburgo



Conexões individuais



Reação química



Síntese, fabricação, produção



mineralogia


Categoria: elementos químicos

Atualizado em 15/05/2020.



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