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Ta 73

Tantalum (Ta)

transition-metal
Période: 6 Groupe: 5 Bloc: d

Solid

Masse atomique relative standard

180,94788 u

Configuration électronique

[Xe] 6s2 4f14 5d3

Point de fusion

3016,85 °C

Point d’ébullition

5457,85 °C

Masse volumique

1,64e+4 kg/m³

États d’oxydation

−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5

Électronégativité (Pauling)

1,5

Énergie d’ionisation (1re)

7,549571 eV

Année de découverte

1802

Rayon atomique

145 pm

Détails

Origine du nom From king Tantalus of Greek mythology, father of Niobe.
Pays de découverte Sweden
Découvreurs Anders Ekeberg

Tantalum is a dense, refractory transition metal in group 5, closely associated geologically and chemically with niobium. It is noted for exceptional resistance to corrosion, a very high melting point, and the stable, high-permittivity oxide film that forms on its surface. Most natural tantalum is ¹⁸¹Ta, with a small contribution from the long-lived nuclear isomer ¹⁸⁰ᵐTa. Its chemistry is dominated by the +5 oxidation state.

Tantalum is a gray, heavy, and very hard metal. When pure, it is ductile and can be drawn into fine wire, which is used as a filament for evaporating metals such as aluminum. Tantalum is almost completely immune to chemical attack at temperatures below 150°C, and is attacked only by hydrofluoric acid, acidic solutions containing the fluoride ion, and free sulfur trioxide. Alkalis attack it only slowly. At high temperatures, tantalum becomes much more reactive. The element has a melting point exceeded only by tungsten and rhenium. Tantalum is used to make a variety of alloys with desirable properties such as high melting point, high strength, good ductility, etc. Tantalum has a good "gettering" ability at high temperatures, and tantalum oxide films are stable and have good rectifying and dielectric properties.

The name derives from the Greek mythological character Tantalus who was banished to Hades, the region of lost souls where he was placed up to his chin in water, which receded whenever he tried to drink it, and under branches of fruit, which drew back whenever he tried to pick their fruit. This name was selected because of the insolubility of tantalum in acids; thus, when placed in the midst of acids, it is incapable of taking any of them up. Tantalum was discovered by the Swedish chemist and mineralogist Anders- Gustav Ekeberg in 1802.

Tantalum was discovered by Anders Gustaf Ekenberg, a Swedish chemist, in 1802 in minerals obtained from Ytterby, Sweden. Many scientists believed that he had only discovered an allotrope of niobium, an element that is chemically similar to tantalum. The issue was finally settled in 1866 when, Jean Charles Galissard de Marignac, a Swiss chemist, proved that tantalum and niobium were two distinct elements. The first relatively pure samples of tantalum were first produced in 1907. Today, tantalum is primarily obtained from the minerals columbite ((Fe, Mn, Mg)(Nb, Ta)2O6), tantalite ((Fe, Mn)(Ta, Nb)2O6) and euxenite ((Y, Ca, Er, La, Ce, U, Th)(Nb, Ta, Ti)2O6).

Named after Tantalos, a Greek a mythological character, father of Niobe. Discovered in 1802 by Ekeberg, but many chemists thought niobium and tantalum were identical elements until Rowe in 1844, and Marignac, in 1866, showed that niobic and tantalic acids were two different acids. The early investigators only isolated the impure metal. The first relatively pure ductile tantalum was produced by von Bolton in 1903. Tantalum occurs principally in the mineral columbite-tantalite.

Images

Propriétés

Propriétés chimiques

Électronégativité (Pauling)
1,5 Comparer : Électronégativité (Pauling) de tous les éléments →
Électronégativité (Allen)
1,34
Affinité électronique
0,322 eV
Énergie d’ionisation (1re)
7,549571 eV Comparer : Énergie d’ionisation (1re) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (2e)
16,200056 eV Comparer : Énergie d’ionisation (2e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (3e)
23,10008 eV Comparer : Énergie d’ionisation (3e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (4e)
35,00012 eV Comparer : Énergie d’ionisation (4e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (5e)
48,272166 eV Comparer : Énergie d’ionisation (5e) de tous les éléments →
États d’oxydation
−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 Comparer : États d’oxydation de tous les éléments →
Électrons de valence
5 Comparer : Électrons de valence de tous les éléments →
Configuration électronique
[Xe] 6s2 4f14 5d3

Propriétés thermodynamiques

Enthalpie de fusion
0,37902265 eV Comparer : Enthalpie de fusion de tous les éléments →
Enthalpie de vaporisation
7,804322 eV Comparer : Enthalpie de vaporisation de tous les éléments →
Enthalpie de sublimation
8,104887 eV
Enthalpie d’atomisation
8,104887 eV
Enthalpie d’atomisation
8,104887 eV

Propriétés nucléaires

Protons
73 Comparer : Protons de tous les éléments →
Neutrons
108 Comparer : Neutrons de tous les éléments →
Isotopes connus
40 Comparer : Isotopes connus de tous les éléments →
Isotopes stables
1 Comparer : Isotopes stables de tous les éléments →
Isotope le plus stable
Ta-181
Année de découverte
1802

Abondance

Abondance (croûte terrestre)
2 mg/kg Comparer : Abondance (croûte terrestre) de tous les éléments →
Abondance (océan)
2 × 10−6 mg/L Comparer : Abondance (océan) de tous les éléments →

Structure cristalline

Paramètre de maille a
331 pm

Structure électronique

Électrons par couche
2, 8, 18, 32, 11, 2 Comparer : Électrons par couche de tous les éléments →

Identifiants

Numéro CAS
7440-25-7 Comparer : Numéro CAS de tous les éléments →
Symbole de terme
4F3/2
InChI
InChI=1S/Ta
Clé InChI
GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N

Configuration électronique Mesuré

Charge ionique
Protons 73
Électrons 73
Charge Neutre
Configuration Ta: 4f¹⁴ 5d³ 6s²
Configuration électronique
Mesuré
[Xe] 4f¹⁴ 5d³ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d³ 6s²
Diagramme d’orbitales
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
10/10
4p
6/6
5s
2/2
4d
10/10
5p
6/6
6s
2/2
4f
14/14
5d
3/10 3↑
Nombre total d’électrons: 73 Non appariés: 3 ?

Modèle atomique

Protons 73
Neutrons 108
Électrons 73
Nombre de masse 181
Stabilité Stable

Les isotopes diffèrent par leur nombre de neutrons, leur masse et leur stabilité — pas par la configuration électronique de l’atome neutre.

Modèle atomique schématique, non à l’échelle.

Empreinte atomique

Spectre d’émission / d’absorption

0 / 0 (0 0 avec intensité)
Mesuré
Émission Visible : 380–750 nm

Distribution isotopique

18199,9880%Nombre de masseAbondance naturelle (%)
Nombre de masseMasse atomique (u)Abondance naturelleDemi-vie
181 Stable180,9479958 ± 0,00000299,9880%Stable
Mesuré

Phase / État

1 atm / 101,325 kPa
Solide 25 °C (298,15 K)

Explication: 2991,8 °C en dessous du point de fusion (3016,85 °C)

Point de fusion 3016,85 °C
Point d’ébullition 5457,85 °C
Écart en dessous du point de fusion 2991,8 °C
0 K Température actuelle: 25 °C 6000 K
Échelle des phases

Schématique, non à l’échelle

Solide
Liquide
Gaz
Fusion
Ébullition
25°C
Solide
Liquide
Gaz
Actuel

Points de transition de phase

Point de fusion Littérature scientifique
3016,85 °C
Point d’ébullition Littérature scientifique
5457,85 °C
Phase actuelle Calculé
Solide

Énergies de transition

Enthalpie de fusion Littérature scientifique
0,37902265 eV

Énergie nécessaire pour faire fondre 1 mol au point de fusion

Enthalpie de vaporisation Littérature scientifique
7,804322 eV

Énergie nécessaire pour vaporiser 1 mol au point d’ébullition

Enthalpie de sublimation Littérature scientifique
8,104887 eV

Énergie nécessaire pour sublimer 1 mol au point de sublimation

Masse volumique

Masse volumique de référence Littérature scientifique
1,64e+4 kg/m³

Dans les conditions standard

Masse volumique actuelle Calculé
1,64e+4 kg/m³

Dans les conditions standard

Spectres atomiques

Affichage de 10 sur 73. Tri par charge ionique croissante.

Raies répertoriées ?

IonChargeNombre total de raiesProbabilités de transitionDésignations des niveaux
Ta I 0526200510
Ta II +1141013
Ta IV +38300
Ta V +41200
Raies répertoriées par le NIST →

Niveaux répertoriés ?

IonChargeNiveaux
Ta I 0301
Ta II +1134
Ta III +22
Ta IV +32
Ta V +42
Ta VI +52
Ta VII +62
Ta VIII +72
Ta IX +82
Ta X +92
Niveaux répertoriés par le NIST →
73 Ta 180.94788

Tantalum — Visualiseur d’orbitales atomiques

[Xe]6s24f145d3
Niveaux d’énergie 2 8 18 32 11 2
États d’oxydation -3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
Tantalum — Aperçu du visualiseur d’orbitales atomiques
Three.js se charge uniquement à la demande
73 Ta 180.94788

Tantalum — Visualiseur de structure cristalline

Cubique centré · Pearson cI2
Expérimental
Pearson cI2
N° de coord. 8
Compacité 68.000%
Tantalum — Aperçu du visualiseur de structure cristalline
Three.js se charge uniquement à la demande

Rayons ioniques

ChargeCoordinenceSpinRayon
+36N/D72 pm
+46N/D68 pm
+56N/D64 pm
+57N/D69 pm
+58N/D74 pm

Composés

Ta
180,948 u
Ta
181,950 u
Ta
179,947 u
Ta
177,946 u
Ta
185,959 u
Ta
183,954 u
Ta+5
180,948 u
Ta
175,945 u
Ta
176,944 u
Ta
172,944 u
Ta
178,946 u
Ta
184,956 u
Ta
173,945 u
Ta
171,945 u
Ta
174,944 u
Ta
182,951 u
Ta+2
180,948 u
Ta
180,948 u

Isotopes (1)

Nombre de masseMasse atomique (u)Abondance naturelleDemi-vieMode de désintégration
181 Stable180,9479958 ± 0,00000299,9880% ± 0,0003%Stable
stable
181 Stable
Masse atomique (u) 180,9479958 ± 0,000002
Abondance naturelle 99,9880% ± 0,0003%
Demi-vie Stable
Mode de désintégration
stable

Propriétés étendues

Rayons covalents (données étendues)

Rayon covalent (Pyykkö)
146 pm
Rayon covalent (Pyykkö, liaison double)
126 pm
Rayon covalent (Pyykkö, liaison triple)
119 pm

Rayons de van der Waals

Batsanov
220 pm
Alvarez
253 pm
UFF
317 pm
MM3
243 pm

Rayons atomiques et métalliques

Rayon atomique (Rahm)
258 pm
Rayon métallique (C12)
146 pm

Échelles de numérotation

Mendeleev
49
Pettifor
53
Glawe
52

Échelles d’électronégativité

Ghosh
0
Miedema
4
Gunnarsson–Lundqvist
5
Robles–Bartolotti
4

Polarisabilité et dispersion

Polarisabilité dipolaire
74 a.u.
Polarisabilité dipolaire (incertitude)
20 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
887 Ha·Bohr6

Paramètres de Miedema

Volume molaire de Miedema
10,81 cm3/mol
Densité électronique de Miedema
4

Risque d’approvisionnement et économie

Concentration de la production
25
Risque relatif d’approvisionnement
7
Répartition des réserves
54
Stabilité politique (principal producteur)
48
Stabilité politique (principal détenteur de réserves)
48

Transitions de phase et allotropes

Point de fusion3290,15 K
Point d’ébullition5728,15 K

Catégories d’états d’oxydation

+5 main
−1 extended
+1 extended
+3 extended
+4 extended
+2 extended
0 extended
−3 extended

Données de référence avancées

Constantes d’écran (14)
nOrbitaleσ
1s1,4163
2p4,4136
2s19,0702
3d13,5589
3p21,1996
3s21,9085
4d36,676
4f39,5296
4p34,2652
4s33,2412
Détail des rayons cristallins (5)
ChargeCNSpinrcrystal (pm)Origine
3VI86estimated,
4VI82estimated,
5VI78
5VII83
5VIII88
Modes de désintégration des isotopes (52)
IsotopeModeIntensité
155p100%
156p71%
156B+29%
157A96,6%
157p3,4%
157B+—
158A100%
158B+—
159B+66%
159A34%
Facteurs de diffusion des rayons X (716)
Énergie (eV)f₁f₂
10—3,16064
10,1152—3,23709
10,2317—3,31539
10,3496—3,39558
10,4688—3,47772
10,5894—3,56683
10,7114—3,65875
10,8348—3,75304
10,9596—3,84976
11,0859—3,94897

Données complémentaires

Sources

Sources of this element.

Tantalum ores are found in Australia, Brazil, Mozambique, Thailand, Portugal, Nigeria, Zaire, and Canada.

Références (1)

Production

Production of this element (from raw materials or other compounds containing the element).

Separation of tantalum from niobium requires several complicated steps. Several methods are used to commercially produce the element, including electrolysis of molten potassium fluorotantalate, reduction of potassium fluorotantalate with sodium, or reacting tantalum carbide with tantalum oxide. Twenty five isotopes of tantalum are known to exist. Natural tantalum contains two isotopes.

Références (1)

Références

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Ta

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Tantalum

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

Note sur la licence: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Tantalum

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

Note sur la licence: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Tantalum

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Tantalum

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Tantalum

This section provides all form of data related to element Tantalum.

9 PubChem Elements
Tantalum

The element property data was retrieved from publications.

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