Tallio Tl

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INFORMAZIONI GENERALI SULL'ELEMENTO

Il tallio è l'elemento chimico di numero atomico 81. Il suo simbolo è Tl.
Somiglia allo stagno, ma scurisce per ossidazione quando è esposto all'aria.
Il tallio è molto tossico ed in passato ha trovato uso in topicidi e insetticidi, ma vista la sua tossicità, il suo uso in prodotti di largo consumo è stato bandito. Col tallio si realizzano anche rivelatori di luce infrarossa.
È un metallo tenero e malleabile, che può essere tagliato anche da un coltello. Esposto all'aria, la sua superficie lucente si ossida assumendo una tinta grigio-blu simile a quella del piombo. In presenza di acqua, si forma, invece, uno strato di idruro di tallio.

CARATTERISTICHE FISICHE E CHIMICHE

Simbolo elemento Tl
Numero atomico 81
Massa atomica relativa 204.383
Temperatura di fusione 303.5 °C
Temperatura di ebollizione 1457 °C
Sato di aggregazione Solido
Densità (20°C) 11.85 g/cm3
Numero di ossidazione 1, 3
Elettronegatività 1.44
Energia di prima ionizzazione 589,4 kJ/mol
Raggio atomico 170 pm
Configurazione elettronica [Xe]4f145d106s26p1
Energia di ionizzazione [eV] 6.1082 eV
Conducibilità elettrica 6,17 · 106 /m ohm
Percentuale nella composizione della massa terrestre 3 x 10-5%
Composizione isotopica Tl-203 29,524%
Tl-205 70,476%


CENNI STORICI



Sir William Crookes (17 giugno 1832 - 4 aprile 1919) è stato un chimico e fisico britannico che ha partecipato al Royal College of Chemistry di Londra, dove ha lavorato e studiato la spettroscopia.
Era un pioniere del tubi catodici e l’inventore del tubo di Crookes. Fu anche meteorologo e docente.

Ascesa come chimico di primo piano
Dal 1850 al 1854 ricoprì il ruolo di assistente nel collegio e, ben presto, intraprese un'opera originale, non in chimica organica, ma su nuovi composti di selenio. Questi sono stati oggetto dei suoi primi scritti pubblicati nel 1851.
Lasciando il Royal College, divenne sovrintendente del dipartimento meteorologico al Radcliffe Observatory di Oxford nel 1854, e nel 1855 è stato nominato docente di chimica presso il Diocesano Training College Chester.

Si sposò e visse a Londra e si dedicò prevalentemente al lavoro indipendente. La vita di Crookes fu una ininterrotta attività scientifica: l'ampiezza dei suoi interessi, che vanno oltre la scienza pura e applicata, i problemi economici e pratici, e la ricerca psichica, fatto di lui un personaggio noto, e ha ricevuto molti riconoscimenti pubblici e accademici.
Nel 1859 ha fondato il Chemical News, una rivista scientifica che ha curato per molti anni e condotto su linee molto meno formale del solito con le riviste delle società scientifiche.
Crookes fu nominato cavaliere nel 1897, e nel 1910 ha ricevuto l' Order of Merit .

Scoperte
Nel 1861, Crookes ha scoperto un elemento precedentemente sconosciuto con una linea di colore verde di emissione nel suo spettro e denominato tallio, dal greco “thallos”, “germoglio verde”.
Crookes aveva anche identificato il primo campione noto di elio nel 1895. È l'inventore del radiometro Crookes. Ha inoltre sviluppato i tubi di Crookes , studiando i raggi catodici.
Ha anche ideato uno dei primi strumenti per lo studio della radioattività nucleare, il spinthariscope.

Fisica
Crookes ha studiato le proprietà dei raggi catodici . Egli credeva di aver scoperto un quarto stato della materia, che chiamò "materia radiante", ma la sua concezione teorica è stata dimostrata come una teoria a dir poco confusa.
Credeva che i raggi consistessero in flussi di particelle di grandezza molecolare ordinaria.
Fu Sir Thomson a scoprire la loro natura subatomica e a dimostrare che i raggi catodici sono costituiti da flussi negativi di elettroni, cioè di particelle elettrizzate negativamente la cui massa è solo 1/1840 dell'atomo.
Tuttavia, il lavoro sperimentale di Crookes in questo campo è il fondamento delle scoperte che alla fine cambiato l'intera chimica e fisica.
Nel 1903, Crookes rivolse la sua attenzione al fenomeno di recente scoperta della radioattività , ottenendo la separazione da uranio del suo prodotto di trasformazione attiva, l'uranio-X (poi stabilita a protactinium ).



SPINTHARISCOPE
Uno Spinthariscope è un dispositivo per osservare singole disintegrazioni nucleari causate dall’interazione delle radiazioni ionizzanti con del fosforo.
Crookes nel 1903 osservando l' apparentemente uniforme fluorescenza su uno schermo di solfuro di zinco creato dalle emissioni radioattive (per lo più radiazioni alfa ) di un campione di radio, ha versato parte del campione radio e, grazie alla sua estrema rarità e al suo costo elevato, non vedeva l'ora di provare a recuperarlo.

Dopo aver ispezionato il solfuro di zinco al microscopio, notò separati lampi di luce creati dalle singole particelle alfa che creavano delle collisioni con lo schermo. Crookes ha preso la sua scoperta come un ulteriore passo avanti e ha inventato un dispositivo specificamente destinato a visualizzare questi scintillii. Consisteva in un piccolo schermo rivestito con solfuro di zinco fissato all'estremità di un tubo, con una piccola quantità di sale di radio sospesa a breve distanza dallo schermo e una lente sull'altra estremità del tubo per la visualizzazione della schermata. Crookes chiamò il suo dispositivo 'spintharis', la parola greca che significa "una scintilla".



RADIOMETRO
Il radiometro è costituito da un bulbo di vetro da cui l'aria è stata in gran parte rimossa per formare un vuoto parziale. All'interno del bulbo, su una sede a basso attrito, c'è un rotore con diverse piastrine (di solito quattro) di metallo leggero poste in verticale. Le piastrine sono lucidate a specchio di bianco su un lato e nere sull'altro. Se esposto alla luce del sole, luce artificiale o radiazioni infrarosse (anche il calore di una mano posta vicino può essere sufficiente), le piastrine cominciano a ruotare senza nessun apparente motore che le spinga. Raffreddando il radiometro, si ha una rotazione opposta.
La "radiazione" a cui fa riferimento il nome è la radiazione elettromagnetica. Un radiometro di Crookes, coerentemente con il suffisso -metro presente nel nome, fornisce, infatti, una misura dell'intensità della radiazione elettromagnetica.




APPLICAZIONI DELL'ELEMENTO

Il solfato di tallio, inodore e insapore, è usato come veleno per i topi e per le formiche. In molte nazioni è stato vietato per via della sua pericolosità.
Tra gli altri usi troviamo:
Si utilizza per la produzione:
201-Tl, radioattivo, è usato a fini diagnostici in medicina nucleare, in particolare nei test sotto sforzo per pazienti affetti da disturbi coronarici.
È inoltre coinvolto nelle ricerche per lo sviluppo di materiali super-conduttori ad alta temperatura per applicazioni quali la risonanza magnetica nucleare, la propulsione magnetica, la generazione e la trasmissione di corrente elettrica.




DISPONIBILITA' DELL'ELEMENTO

Benché il tallio sia piuttosto abbondante nella crosta terrestre, è quasi sempre associato a sali di potassio in argille, fanghi e graniti che ne rendono l'estrazione e la purificazione svantaggiosa.
Il tallio si estrae dalla crooksite, dalla hutchinsonite e dalla lorandite; è contenuto anche nella pirite e si ricava come sottoprodotto della produzione di acido solforico quando il minerale viene arrostito.
Un altro metodo per ottenerlo è la fusione di minerali ricchi di zinco e piombo. Esistono in natura minerali di tallio, in cui una percentuale di tallio è associata ad altri elementi quali l'antimonio, l'arsenico, il rame, il piombo e l'argento, ma sono rari e, pertanto, non rappresentano la principale fonte di produzione di questo elemento.
Anche i noduli di manganese che si trovano sul fondale oceanico contengono tallio, ma la loro estrazione è sconveniente e di enorme impatto sull'ambiente marino.




EFFETTI DELL'ELEMENTO SULLA SALUTE...

Il tallio e i suoi composti sono molto tossici, vanno pertanto maneggiati con estrema cura.
La sua tossicità deriva dalla sua capacità di sostituirsi ai cationi dei metalli alcalini (principalmente sodio e potassio) presenti nell'organismo. Questa sostituzione scombina molti dei normali processi cellulari. Tra gli effetti dell'avvelenamento da tallio rientrano la perdita dei capelli ed il danneggiamento dei nervi periferici. Il tallio è anche un sospetto cancerogeno: proprio a causa della sua tossicità, l'uso di sali di tallio come topicida è stato bandito in molte nazioni.
Fu spesso usato in passato per perpetrare omicidi, fino a quando non ne vennero compresi gli effetti e non ne venne individuato un antidoto, il Blu di Prussia.
Il contatto con la pelle è pericoloso e, per evitare danni da inalazione, la fusione del tallio deve essere condotta in ambienti sufficientemente ventilati.



SPETTRI ATOMICI DELL'ELEMENTO

Spettro atomico di assorbimento del tallio:



Spettro atomico di emissione del tallio:


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