ТАЛЛИЙ

ТАЛЛИЙ (лат. Thallium),
T1, хим. элемент III группы периодич. системы Менделеева, ат. н. 81, ат.
м. 204,37; на свежем разрезе серый блестящий металл; относится к редким
рассеянным элементам. В природе элемент представлен двумя стабильными изотопами
²⁰³Т1
(29,5%) и ²⁰⁵Т1 (70,5% ) и радиоактивными изотопами
²⁰⁷Т1
- ²¹⁰T1 - членами радиоактивных рядов. Искусственно получены
радиоактивные изотопы ²⁰²Х1 (Тсут),
²⁰⁴Т1
(Ti/= 4,26 года) и ²⁰⁶Т1 (Т= 4,19 мин). Т. открыт в 1861 У. Круксом в шламе сернокислотного
произ-ва спектроскопич. методом по характерной зелёной линии в спектре
(отсюда назв.: от греч. thallos - молодая, зелёная ветка). В 1862 франц.
химик К. О. Лами впервые выделил Т. и установил его металлич. природу.

Распространение в природе. Ср. содержание
Т. в земной коре (кларк) 4,5-10⁵% по массе, но благодаря крайнему
рассеянию его роль в природных процессах невелика. В природе встречаются
преим. соединения одновалентного и реже трёхвалентного Т. Как и щелочные
металлы, Т. концентрируется в верхней части земной коры -в гранитном слое
(ср. содержание 1,5-10⁴%), в осн. породах его меньше (2^-10⁵%),
а в ультраосновных лишь 1 -10^в%. Известно лишь семь
минералов Т. (напр., круксит, лорандит, врбаит и др.), все они крайне редкие.
Наибольшее геохимич. сходство Т. имеет с К, Rb, Cs, а также с Pb, Ag, Cu,
Bi (см. Рассеянные элементы, Рассеянных элементов руды). Т. легко
мигрирует в биосфере. Из природных вод он сорбируется углями, глинами,
гидроокислами марганца, накапливается при испарении воды (напр., в оз.
Сиваш до 5-10^-8 г/л).

Физические и химические свойства.
Т. мягкий металл, на воздухе легко окисляется и быстро тускнеет. Т. при
давлении 0,1 Ми/м² (1 кгс/см²)
и темп-ре ниже 233 °С имеет гексагональную плотноупакованную решётку (а=3,449бА;
с = 5,5137А), выше 233 °С - объёмноцентрированную кубическую (а =
4,841А), при высоких давлениях 3,9 Гн/м² (39000 кгс/см²)
- гранецентрированную кубическую;плотность 11,85г/см³;
атомный радиус 1,71А, ионные радиусы: Т1⁺ 1,49 А, Т1³⁺
1,05 A; Тпл 303,6 °С; Ткип 1457 °С, удельная теплоёмкость 0,130
кджДкг-К)
[0,031 кал/(г -С)] при 20-100 °С; температурный коэфф. линейного
расширения 28 -10^-6 при 20 °С и 41,5-10^-6 при 240-280
°С; теплопроводность 38,94 вт/(м -К) [0,093 калЦсм -сек °С)].
Удельное электросопротивление при 0 °С (18 •10⁶ом -см);
температурный
коэфф. электросопротивления 5,177 -10³ -3,98-10-³
(0-100 °С). Темп-ра перехода в сверхпроводящее состояние 2,39 К.
Т. диамагнитен, его удельная магнитная восприимчивость -0,249
-10-⁶ (30 °С).Конфигурация внешней электронной оболочки
атома Tl 6s² 6р¹; в соединениях имеет степень
окисления + 1 [Т1(1)] и + 3 [Tl(III)]. Т. взаимодействует
с кислородом и галогенами уже при комнатной темп-ре, с серой и фосфором
при нагревании. Хорошо растворяется в азотной, хуже в серной к-тах, не
растворяется в галогенводородных, муравьиной, щавелевой и уксусной к-тах.
Не взаимодействует с растворами щелочей; свежеперегнанная вода, не содержащая
кислорода, не действует на Т. Осн. соединения с кислородом: закись Т1и окись Т1) нитрат, сульфат,
карбонат - растворимы; хромат, бихромат, галогениды (за исключением фторида),
а также окись Т.- малорастворимы в воде. Т1(Ш) образует большое
число комплексных соединений с неорганич. и органич. лигандами. Галогениды
Т1(Ш) хорошо растворимы в воде. Наибольшее практич. значение имеют
соединения Т1(1).

Получение. В пром. масштабах технич.
Т. получают попутно при переработке сульфидных руд цветных металлов и железа.
Его извлекают из полупродуктов свинцового, цинкового и медного произ-в.
Выбор способа переработки сырья зависит от его состава. Напр., для извлечения
Т. и др. ценных компонентов из пылей свинцового произ-ва проводится сульфатизация
материала в кипящем слое при 300-350 °С. Полученную сульфатную массу выщелачивают
водой, и из раствора экстрагируют Т. 50%-ным раствором три бути л фосфата
в керосине, содержащим иод, а затем реэкстрагируют серной к-той (300 г/л)
с
добавкой 3%-ной перекиси водорода. Из реэкстрактов металл выделяют
цементацией на цинковых листах. После переплавки под слоем едкого натра
получают Т. чистотой 99,99%. Для более глубокой очистки металла применяют
электролитич. рафинирование и кристаллизац. очистку.

Применение. В технике Т. применяется
гл. обр. в виде соединений. Монокристаллы твёрдых растворов галогенидов
TIBr - ТП и Т1С1 - TIBr (известные в технике как КРС-5 и КРС-6) используют
для изготовления оптич. деталей в приборах инфракрасной техники; кристаллы
Т1С1 и Т1С1-TIBr- в качестве радиаторов счётчиков Черенкова. Т1входит в состав нек-рых оптич. стёкол; сульфиды, оксисульфиды, селениды,
теллуриды - компоненты полупроводниковых материалов, использующихся при
изготовлении фотосопротивлений, полупроводниковых выпрямителей, видиконов.
Водный раствор смеси муравьино- и малоновокислого Т. (тяжёлая жидкость
Клеричи) широко применяют для разделения минералов по плотности.
Амальгама Т., затвердевающая при -59 °С, применяется в низкотемпературных
термометрах. Металлич. Т. используют для получения подшипниковых и легкоплавких
сплавов, а также в кислородомерах для определения кислорода в воде. ²⁰⁴Т1
в качестве источника |3-излучений применяют в радиоизотопных приборах.
Т. И. Дарвойд.

Таллий в организме. Т, постоянно
присутствует в тканях растений и животных. В почвах его ср. сосоставляет 10⁵%, в мор. воде 10^-9 в организмах
животных 4 -10⁵%. У млекопитающих Т. хорошо всасывается из
желудочно-кишечного тракта, накапливаясь гл. обр. в селезёнке и мышцах.
У человека ежесуточное поступление Т. с продуктами питания и водой составляет
ок. 1,6 мкг, с воздухом -0,05 мкг. Биол. роль Т. в организме
не выяснена. Умеренно токсичен для растений и высоко токсичен для млекопитающих
и человека.

Отравления Т. и его соединениями
возможны при их получении и практич. использовании. Т. проникает в организм
через органы дыхания, неповреждённую кожу и пищеварпт. тракт. Выводится
из организма в течение длит, времени, преим. с мочой и калом. Острые, подострые
и хронич. отравления имеют сходную клинич. картину, различаясь выраженностью
и быстротой возникновения симптомов. В острых случаях через 1-2 сут
появляются
признаки поражения желудочно-кишечного тракта (тошнота, рвота, боли в животе,
понос, запор) и дыхат. путей. Через 2-3 нед
наблюдаются выпадение
волос, явления авитаминоза (сглаживание слизистой оболочки языка, трещины
в углах рта и т. д.). В тяжёлых случаях могут развиться полиневриты, психпч.
расстройства, поражения зрения и др. Профилактика профессиональных отравлений:
механизация производств, процессов, герметизация оборудования, вентиляция,
использование средств индивидуальной защиты.
Л. П. Шабалина.

Лит.: Химия и технология редких
и рассеянных элементов, под ред. К. А. Большакова, т. 1,
[М., 1965]; Зеликм а н А. H., М е е р с о н Г. А., Металлургия редких металлов,
М., 1973; Таллий и его применение в современной технике, М., 1968; Т и
x ова Г. С., Д а р в о и д Т. И., Рекомендации по промышленной санитарии
и технике безопасности при работе с таллием и его соединениями, в сб.:
Редкие металлы, в. 2, М., 1964; В о w е п H. Y. М., Trace elements in biochemistry,
L.-N. Y., 1966.

Израэльсон 3. И., Могилевская О.
Я., Суворов С. В., Вопросы гигиены труда и профессиональной патологии
при работе с редкими металлами, М., 1973.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я