الجدول الدوري والعناصر الكيميائيةالعلومالكيمياء

اكتشاف عنصر التانتالوم

في الكيمياء يعد عنصر التنتالوم أحد العناصر الكيميائية برمز Ta والرقم الذري 73 في الجدول الدوري، كما ويصنف معدن التنتالوم كأحد المعادن الانتقالية، وهو يكون على شكل مادة صلبة في درجة حرارة الغرفة.

 

اكتشاف عنصر التانتالوم

 

اسم التنتالوم مشتق من الشخصية الأسطورية اليونانية (Tantalus) الذي تم نفيه إلى منطقة الهاوية (Hades)، وهي عبارة عن منطقة الأرواح المفقودة، حيث تم وضعه حتى ذقنه في الماء، والتي تنحسر كلما حاول شربها، وتحت أغصان الفاكهة التي كانت تتراجع كلما حاول قطف ثمارها، لقد تم اختيار هذا الاسم بسبب عدم قابلية التانتالوم للذوبان في الأحماض وبالتالي عند وضعه في وسط الأحماض فإنه غير قادر على الإذابة بأي منها، كما وقد تم اكتشاف عنصر التنتالوم بواسطة الكيميائي السويدي وعالم المعادن أندرس- غوستاف إيكبيرج (Anders- Gustav Ekeberg) في عام 1802 ميلادي.

 

اكتشف الكيميائي السويدي أندرس التانتالوم في المعادن التي تم الحصول عليها من يتيربي وهي منطقة في السويد، اعتقد العديد من العلماء أنه اكتشف فقط تآصل النيوبيوم وهو عبارة عن عنصر مشابه كيميائيًا للتانتالوم، لكن لقد تمت تسوية المشكلة أخيرًا في عام 1866 ميلادي، وذلك عندما أثبت الكيميائي السويسري جان تشارلز جاليسار دي مارينياك أن عنصري التانتالوم والنيوبيوم عنصران مختلفان.

 

لقد تم إنتاج أول عينات من التانتالوم النقية نسبيًا لأول مرة في عام 1907 ميلادي، أما اليوم فإنه يتم الحصول عليه بشكل أساسي من معادن كولومبيت ((Fe ، Mn ، Mg) (Nb ، Ta) 2O6) ومعادن التانتاليت ((Fe ،Mn) (Ta ،Nb ) 2O6) ومعادن الأوكسينيت ((Y، Ca، Er ، La، Ce ، U ،Th) (Nb، Ta، Ti) 2O6).

 

معلومات عامة عن التنتالوم

 

يعد معدن التانتالوم عبارة عن معدن رمادي وثقيل، كما أنه صلب للغاية، وعندما يكون المعدن نقيًا فإنه يكون مطليا، بالإضافة إلى أنه يمكن سحبه إلى سلك ناعم، والذي يستخدم كخيط لتبخير المعادن مثل معدن الألومنيوم، في الحقيقة فإنه يكاد يكون التانتالوم محفوظ ومحصن تمامًا من أي هجوم كيميائي ضمن درجات الحرارة الأقل من 150 درجة مئوية، ولا يستطيع مهاجمته إلا حمض الهيدروفلوريك، بالإضافة إلى المحاليل الحمضية التي تحتوي على أيون الفلوريد وثالث أكسيد الكبريت الحر، أما بالنسبة للقلويات فإنها تهاجمها ببطء فقط.

 

أما بالنسبة لعنصر التانتالوم في درجات الحرارة المرتفعة فإنه يصبح أكثر تفاعلًا، حيث أن العنصر له نقطة انصهار لا يتجاوزها إلا عنصر التنجستن وعنصر الرينيوم، يستخدم عنصر التنتالوم لصنع مجموعة متنوعة ومختلفة من السبائك ذات الخصائص المرغوبة مثل التي تمتلك نقطة انصهار عالية وتمتلك قوة العالية وليونة جيدة وما إلى ذلك.

 

يمتلك التانتالوم القدرة الجيدة في درجات الحرارة العالية، وأغشية أكسيد التنتالوم تكون مستقرة ولها تصحيح جيد كما وأنها عازل للكهرباء، كثيرا ما يستخدم التانتالوم كبديل للبلاتين وهو أغلى ثمنا، كما ويستخدم لصنع مكونات للمصانع الكيماوية ومحطات الطاقة النووية والطائرات والصواريخ.

 

لا يتفاعل التانتالوم مع سوائل الجسم ويستخدم في صنع المعدات الجراحية، كما أنه لا يسبب تهيجا في الجسم ويستخدم في عمل الغرز الجراحية وكذلك الغرسات مثل المفاصل الصناعية والصفائح القحفية، كما ويتم خلط التنتالوم بالفولاذ وذلك لزيادة ليونة الفولاذ وقوته ونقطة انصهاره.

 

خامس أكسيد التانتالوم (Ta2O5) هو ​​أحد مركبات التنتالوم، وهو عبارة عن مادة عازلة ويستخدم في صنع المكثفات، كما أنه يستخدم في صنع زجاج بمؤشر انكسار عالٍ يستخدم في عدسات الكاميرا، ويعتبر المركب المكون من كربيد التانتالوم (TaC) والجرافيت من أصعب المواد المعروفة ويستخدم على حواف القطع لأدوات الآلات عالية السرعة.

 

يتطلب فصل معدن التانتالوم عن النيوبيوم عدة خطوات معقدة، حيث أنه يتم استخدام عدة طرق لإنتاج العنصر تجاريًا، بما في ذلك التحليل الكهربائي لفلوروتانتالات البوتاسيوم المنصهر أو عن طريق تقليل فلوروتانتالات البوتاسيوم مع الصوديوم، أو من خلال تفاعل كربيد التنتالوم مع أكسيد التانتالوم، ومن المعروف وجود خمسة وعشرين نظيرًا من نظائر التانتالوم المختلفة، إذ يحتوي التانتالوم الطبيعي على نظيرين.

 

توجد خامات التانتالوم في كلا من أستراليا والبرازيل وموزمبيق وتايلاند والبرتغال ونيجيريا وزائير وكندا، أنتج العلماء في لوس ألاموس مادة مركبة من كربيد التانتالوم من الجرافيت، والتي يُقال إنها تعد واحدة من أصعب المواد على الإطلاق، إذ يحتوي المركب على درجة انصهار تبلغ 3738 درجة مئوية.

 

يستخدم التانتالوم في صناعة المكثفات الإلكتروليتية وأجزاء أفران التفريغ والتي تمثل حوالي 60٪ من استخدامها، كما يستخدم المعدن على نطاق واسع لتصنيع معدات العمليات الكيميائية والمفاعلات النووية والطائرات وأجزاء الصواريخ.

المصدر
INORGANIC CHEMISTRYCATHERINE E. HOUSECROFT AND ALAN G. SHARPE, FOURTH EDITION.Inorganic Chemistry: Principles of Structure and Reactivity Subsequent Edition by James E. Huheey (Author), Ellen A. Keiter (Author), Richard L. Keiter (Author).‘Inorganic Chemistry’ by Catherine .E. Housecroft and Alan.G. Sharpe Pearson, 5th ed. 2018 ‘Basic Inorganic Chemistry’ ‘Inorganic Chemistry’, by Miessler, Fischer, and Tarr, 5th Edition, Pearson, 2014.

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى