ومن بين العناصر التي تظهر في الجدول الدوري التنتالوم، المعروف بأنه معدن انتقالي نادر من مجموعة اللانثانيدات. منذ ذلك الحين، أظهر خصائص خاصة جدًا، مثل درجة نقاوته العالية وقصوره الفسيولوجي. تعتبر مكوناته ضرورية لتصنيع جميع أنواع الأجهزة الإلكترونية والمعدات الجراحية وغيرها.
ما هو التنتالوم؟
وهو معدن يسمى التنتالوم ويعرف أيضًا باسم الذهب الأزرق، بسبب اللون الرمادي المزرق اللامع الذي يظهره في حالته المؤكسدة. إنه ذو هيكل صلب مقاوم للتآكل، ليونة عالية، نقطة انصهار عالية وموصل ممتاز للكهرباء.
رمز التنتالوم
تا تانتاليو هو الاسم الذي أطلقته عليه الأكاديمية الملكية الإسبانية، وهذه الكلمة تأتي من تانتالوس اليوناني، وهو شخصية تمثل الأساطير اليونانية محكوم عليها بعدم الأكل أو الشرب. ولهذا السبب، يُعرف هذا المعدن باسم التنتالوم.
خصائص التنتالوم
يتميز هذا المعدن بحالة أكسدة عالية في المجموعة +5، على الرغم من وجوده أيضًا في نقاط الأكسدة 4 و3 و2. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يقدم سلسلة أخرى من الخصائص:
- الحالة : صلبة وصعبة وثقيلة.
- اللون : رمادي مزرق مشرق.
- الذوبان : يذوب في حمض الهيدروفلوريك والانصهار القلوي.
- السمية : إنها ليست سامة ولا تشكل أي خطر على الصحة لأنها خاملة إذا لم يتم تناولها.
- التفاعلية : يتفاعل ساخناً مع الهاليدات والأكسجين، ويتفاعل مباشرة مع الكبريت والسيلينيوم والبورون والكربون والتيلوريوم عند درجة حرارة عالية.
- النشاط الإشعاعي : بسبب محتواه العالي من اليورانيوم والثوريوم، فهو يعتبر من العناصر المشعة.
- الهيكل : بلوري، مكعب مركزي.
- التركيب : يحتوي على 74 إلكترونًا و107 نيوترونًا و74 بروتونًا.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية للتنتالوم
- العدد الذري : 73
- الفترة : 5
- كتلة : د
- المجموعة : 5
- فالنسيا: 2، 3، 4، 5
- نصف القطر التساهمي (Å): 138 م
- التكوين الإلكتروني: [Xe]4f14 5d3 6s2
- الكتلة الذرية (جم/مول): 180، 948 جم/مول
- الكثافة: 16650 كجم/م3
- نقطة الغليان: 5425 درجة مئوية
- نقطة الانصهار: 2996 درجة مئوية
- نصف القطر الذري: 1.46 Å
- نصف القطر الأيوني: 0.73 Å
- الإلكترونات لكل قذيفة: 2، 8، 18، 32، 11، 2
- السالبية الكهربية: 1.5
- حالة الأكسدة: 5 حمضية قليلاً
- أكسيد: حمضي قليلا.
- جهد التأين الأول فولت: 761 كيلوجول/مول
- الحرارة النوعية: 140 جول / (ك.كجم)
- الموصلية الحرارية: 57.5 وات/(كم)
- الموصلية الكهربائية: 7.61 × 106 م -1 ·Ω -1
أصل التنتالوم
تم اكتشاف التنتالوم لأول مرة في مناجم يتربي في السويد وكيميتو في فنلندا عام 1802، واكتشفه الكيميائي أندرس جي إيكربيرج. ومع ذلك، لم يتم تحديده على أنه عنصر مختلف عن نيوبو حتى عام 1844، حيث اعتقد العلماء في البداية أنهما نفس المعدن لأن لديهما خصائص معينة مشتركة.
كان الباحثون جان تشارلز جاليسار دي ماريجناك في عام 1886 ورو في عام 1944 هم من أكدوا الاختلافات بين أحماض التانتاليك والنيوبيك. وبعد العديد من المحاولات الفاشلة، بحلول عام 1922، كان من الممكن الحصول على درجة نقاء التنتالوم بنسبة 99.9٪.
ما هو التنتالوم المستخدمة ل؟
يتمتع هذا العنصر الكيميائي بقدرة توصيل كهربائية عالية، ولهذا السبب يتم تصنيع مكثفات التنتالوم كبدائل لمكثفات الألومنيوم. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام سبائك هذا المعدن ذات نقاط انصهار عالية والتنتالوم الحديدي في مختلف المجالات الصناعية. ثم اكتشف استخداماته الأخرى:
- المعدات الإلكترونية: في إنتاج الهواتف المحمولة والأقراص الصلبة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والمعالجات الدقيقة وتلفزيونات البلازما.
- الطب: يستخدم في صناعة أجزاء جهاز تنظيم ضربات القلب، والأدوات الجراحية، وأجزاء أجهزة تقويم الأسنان.
- المجال النووي: في مكونات الصواريخ والمفاعلات النووية والأفران الفراغية.
- الطيران: في صناعة التوربينات والملاحة عبر الأقمار الصناعية وأجهزة التحكم عن بعد وأدوات الطيران.
بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامه لرقائق تنشيط الوسادة الهوائية للسيارة، والدروع الحرارية، وأدوات القطع، وأسنان الحفار، ولقم الثقب، وعدسات الكاميرا، وطباعة الأجزاء البيومترية. ولذلك فهي واحدة من أشباه الفلزات الأكثر طلبًا في السوق العالمية.
أين يوجد التنتالوم؟
فنزويلا هي الدولة التي تمتلك أكبر احتياطيات من التنتالوم وثاني أكبر منتج بحوالي 60٪. أكبر استغلال لهذا المعدن هو جمهورية الكونغو الديمقراطية، والتي تغطي 80٪ من الاحتياطيات العالمية المقدرة. وتشمل البلدان الأخرى التي لديها رواسب وتنتج كميات أقل من الذهب الأزرق البرازيل وتايلاند وأستراليا وبوليفيا وكندا والصين وأفريقيا والمملكة العربية السعودية.
كيف يتم استخراج التنتالوم؟
يتم إنتاج التنتالوم في الحفر المفتوحة، في الصخور الصلبة من الجرانيت والبيغماتيت والكربونيت، وتقع معظم المناجم على ضفاف الأنهار والبراكين النشطة أو غير النشطة أو المنقرضة. لا يوجد هذا العنصر في الطبيعة فحسب، بل يوجد أيضًا في التانتاليت، وهو ما يشير إلى أي معدن يحتوي على التنتالوم. تمامًا مثل الكولتان، وهو خليط من التنتالوم والكولومبيت. بالإضافة إلى ذلك، النيوبيوم موجود بشكل جوهري.
وتتم المرحلة الأولى من استخراجه داخل المنجم أو بالقرب منه من أجل الاستفادة بشكل أفضل من مورد أكسيد التنتالوم. من خلال الإجراءات الكهروستاتيكية والكهرومغناطيسية. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام الفلوروتيتانات مع تقليل مذيبات الصوديوم والبوتاسيوم وحمض الهيدروكلوريك أو التبادل الأيوني.
في الختام، يعد الذهب الأزرق أو التنتالوم أحد العناصر الكيميائية الأكثر طلبًا في سوق التكنولوجيا الإلكترونية نظرًا لقدرته على إنشاء مكثفات إلكتروليتية. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأنه معدن خامل، فإنه يستخدم في تصنيع المعدات الجراحية ومعدات طب الأسنان.