Thallium
Thallium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Tl und der Ordnungszahl 81. Das weiche, graue, dem Blei sehr ähnliche Metall ist äußerst giftig.
| Eigenschaften | |||||||||||||||||||||||||
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| Allgemein | |||||||||||||||||||||||||
| Name, Symbol, Ordnungszahl | Thallium, Tl, 81 | ||||||||||||||||||||||||
| Serie | Metalle | ||||||||||||||||||||||||
| Gruppe, Periode, Block | 13 (IIIA), 6, p | ||||||||||||||||||||||||
| Aussehen | silbrig weiß | ||||||||||||||||||||||||
| Massenanteil an der Erdhülle | 3 · 10-5 % | ||||||||||||||||||||||||
| Atomar | |||||||||||||||||||||||||
| Atommasse | 204,3833 | ||||||||||||||||||||||||
| Atomradius (berechnet) | 190 (156) pm | ||||||||||||||||||||||||
| Kovalenter Radius | 148 pm | ||||||||||||||||||||||||
| van der Waals-Radius | 196 pm | ||||||||||||||||||||||||
| Elektronenkonfiguration | [Xe]4f145d106s26p1 | ||||||||||||||||||||||||
| Elektronen pro Energieniveau | 2, 8, 18, 32, 18, 3 | ||||||||||||||||||||||||
| Oxidationszustände (Oxide) | 3, 1 (leicht basisch) | ||||||||||||||||||||||||
| Normalpotential | -0,336 V (Tl+ + e- → Tl) | ||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativität | 1,62 (Pauling-Skala) | ||||||||||||||||||||||||
| Kristallstruktur | hexagonal | ||||||||||||||||||||||||
| Physikalisch | |||||||||||||||||||||||||
| Aggregatzustand | fest | ||||||||||||||||||||||||
| Modifikationen | - | ||||||||||||||||||||||||
| Dichte (Mohshärte) | 11850 kg/m3 (1,2) | ||||||||||||||||||||||||
| Magnetismus | - | ||||||||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | 577 K (304 °C) | ||||||||||||||||||||||||
| Siedepunkt | 1746 K (1473 °C) | ||||||||||||||||||||||||
| Molares Volumen | 17,22 · 10-3 m3/mol | ||||||||||||||||||||||||
| Verdampfungswärme | 164,1 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| Schmelzwärme | 4,142 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| Dampfdruck | 5,33 · 10-6 Pa bei 577 K | ||||||||||||||||||||||||
| Schallgeschwindigkeit | 818 m/s bei 293,15 K | ||||||||||||||||||||||||
| Verschiedenes | |||||||||||||||||||||||||
| Spezifische Wärmekapazität | 129 J/(kg · K) | ||||||||||||||||||||||||
| Elektrische Leitfähigkeit | 6,17 · 106 S/m | ||||||||||||||||||||||||
| Wärmeleitfähigkeit | 46,1 W/(m · K) | ||||||||||||||||||||||||
| 1. Ionisierungsenergie | 589,4 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| 2. Ionisierungsenergie | 1971 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| 3. Ionisierungsenergie | 2878 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| Isotope | |||||||||||||||||||||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Normbedingungen. | |||||||||||||||||||||||||
Geschichte
Thallium (altgriech. θαλλος = grüner Trieb oder grüner Spross, wegen seiner grünen Flammenfärbung) wurde 1861 in England von Sir William Crookes spektroskopisch im Bleikammerschlamm einer Schwefelsäurefabrik anhand der charakteristischen grünen Spektrallinie (bei 535 nm) entdeckt. Zur gleichen Zeit gelang dem Franzosen Auguste Lamy die Darstellung des Metalls auf elektrolytischem Wege.
Vorkommen
Thallium ist keineswegs ein seltenes Element. Es gibt aber nur ganz wenige Mineralien mit einem hohen Thalliumgehalt wie den Crookesit (Schweden und Russland), den Lorandit (USA) und den Hutchinsonit. Die überwiegende Menge ist als Begleitelement in kaliumhaltigen Tonen, Böden und Graniten enthalten. Zur Bedarfsdeckung ist die anfallende Menge aus der Verhüttung von Kupfer, Blei, Zink und anderen sulfidischen Erzen ausreichend.
Gewinnung und Darstellung
Metallisches Thallium wird meist durch Ausfällen mit Zink gewonnen. Die Weltproduktion ist mit 5 t Thallium pro Jahr gering.
Eigenschaften
Frische Schnittflächen dieses weichen und hämmerbaren Metalls sind hochglänzend, nach kurzer Zeit überziehen sie sich mit einem blaugrauen Oxidfilm. In feuchter Luft und Wasser bildet sich Thallium(I)-hydroxid. In Alkalilaugen ist es unlöslich.
Mit Halogenen reagiert es schon bei Zimmertemperatur. Im Gegensatz zu den leichteren Gruppenmitgliedern kommt Thallium überwiegend in der Oxidationsstufe +1 vor, aber auch +2 und +3 sind möglich. Daher kann Thallium als Begleiter in vielen verschiedenen Mineralien vorkommen.
Verwendung
- Niedrigschmelzende Gläser (zwischen 125-150 °C)
- Infrarotdurchlässige Gläser
- Gläser mit hohem Brechungsindex für Optik von Fotokopierern und Faxgeräten
- Thalliumsulfat als Rattengift (Rodentizid). Inzwischen wegen der Giftigkeit in vielen Ländern verboten
- Blei-Thallium-Legierungen für Stromrollen zum kontinuierlichen elektrolytischen Verzinken von Stahlblech
- Thalliumsulfid zur Herstellung von Fotozellen
- Detektoren für Gamma-Strahlung
- Thalliumnitrat als grüner Leuchtstoff in Seenotraketen
- Als Quecksilberlegierung (Amalgam) zur Füllung von Thermometern für niedrige Temperaturen (bis -58 °C)
Physiologie
Thallium wird gut vom Körper aufgenommen und reichert sich in der Haut, den Nägeln und den Haaren an. Dreiwertiges Thallium (Tl3+) wird im Körper zu einwertigem Thallium (Tl+) reduziert. Dort verhält es sich teilweise wie das Kalium-Ion (K+), da es die gleiche Größe wie dieses besitzt und somit über die Kaliumkanäle transportiert werden kann.
Sicherheitshinweise
Toxizität
Thallium und thaliumhaltige Verbindungen sind hochgiftig und müssen mit größter Vorsicht gehandhabt werden.
Die tödliche Dosis für Erwachsene beträgt ca 1 g. Wesentlich geringere Mengen lösen aber schon psychische oder neurologische Störungen (wie beispielsweise Lähmungen) aus, die auch dauerhaft zurückbleiben können.