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Ta 73

Tantalum (Ta)

transition-metal
周期: 6 族: 5 ブロック: d

Solid

標準原子量

180.94788 u

電子配置

[Xe] 6s2 4f14 5d3

融点

3016.85 °C

沸点

5457.85 °C

密度

1.64e+4 kg/m³

酸化数

−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5

電気陰性度(Pauling)

1.5

第1イオン化エネルギー

7.549571 eV

発見年

1802

原子半径

145 pm

詳細

名称の由来 From king Tantalus of Greek mythology, father of Niobe.
発見国 Sweden
発見者 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.

画像

性質

物理的性質

原子半径(経験値)
145 pm 全元素の原子半径(経験値)を比較 →
共有結合半径
170 pm 全元素の共有結合半径を比較 →
ファンデルワールス半径
217 pm 全元素のファンデルワールス半径を比較 →
金属半径
134 pm 全元素の金属半径を比較 →
密度
1.64 × 104 kg/m³ 全元素の密度を比較 →
モル体積
0.0109 L/mol
標準温度・圧力(STP)での相
固体 全元素の標準温度・圧力(STP)での相を比較 →
融点
3016.85 °C 全元素の融点を比較 →
沸点
5457.85 °C 全元素の沸点を比較 →
熱伝導率
57.5 W/(m·K) 全元素の熱伝導率を比較 →
比熱容量
0.14 J/(g·K) 全元素の比熱容量を比較 →
モル熱容量
25.36 J/(mol·K) 全元素のモル熱容量を比較 →
結晶構造
体心立方構造 全元素の結晶構造を比較 →

化学的性質

電気陰性度(Pauling)
1.5 全元素の電気陰性度(Pauling)を比較 →
電気陰性度(Allen)
1.34
電子親和力
0.322 eV
第1イオン化エネルギー
7.549571 eV 全元素の第1イオン化エネルギーを比較 →
第2イオン化エネルギー
16.200056 eV 全元素の第2イオン化エネルギーを比較 →
第3イオン化エネルギー
23.10008 eV 全元素の第3イオン化エネルギーを比較 →
第4イオン化エネルギー
35.00012 eV 全元素の第4イオン化エネルギーを比較 →
第5イオン化エネルギー
48.272166 eV 全元素の第5イオン化エネルギーを比較 →
酸化数
−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 全元素の酸化数を比較 →
価電子
5 全元素の価電子を比較 →
電子配置
[Xe] 6s2 4f14 5d3

熱力学的性質

融解熱
0.37902265 eV 全元素の融解熱を比較 →
蒸発熱
7.804322 eV 全元素の蒸発熱を比較 →
昇華熱
8.104887 eV
原子化熱
8.104887 eV
原子化エンタルピー
8.104887 eV

原子核

陽子数
73 全元素の陽子数を比較 →
中性子数
108 全元素の中性子数を比較 →
既知の同位体
40 全元素の既知の同位体を比較 →
安定同位体
1 全元素の安定同位体を比較 →
最も安定な同位体
Ta-181
発見年
1802

存在度

存在度(地殻)
2 mg/kg 全元素の存在度(地殻)を比較 →
存在度(海洋)
2 × 10−6 mg/L 全元素の存在度(海洋)を比較 →

結晶構造

格子定数a
331 pm

電子構造

各電子殻の電子数
2, 8, 18, 32, 11, 2 全元素の各電子殻の電子数を比較 →

識別子

CAS登録番号
7440-25-7 全元素のCAS登録番号を比較 →
項記号
4F3/2
InChI
InChI=1S/Ta
InChI Key
GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N

電子配置 測定値

イオンの電荷
陽子 73
電子 73
電荷 中性
電子配置 Ta: 4f¹⁴ 5d³ 6s²
電子配置
測定値
[Xe] 4f¹⁴ 5d³ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d³ 6s²
軌道図
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↑
総電子数: 73 不対電子: 3 ?

原子モデル

陽子 73
中性子 108
電子 73
質量数 181
安定性 安定

同位体によって中性子数、質量、安定性は変わりますが、中性原子の電子配置は変わりません。

模式的な原子モデルです。実際の縮尺とは異なります。

原子の指紋

発光/吸収スペクトル

0 / 0 (0 強度データあり:0本)
測定値
発光 可視光:380–750 nm

同位体分布

18199.9880%質量数天然存在比(%)
質量数原子質量(u)天然存在比半減期
181 安定180.9479958 ± 0.00000299.9880%安定
測定値

相/状態

1 atm / 101.325 kPa
固体 25 °C (298.15 K)

理由: 融点(3016.85 °C)より2991.8 °C低い

融点 3016.85 °C
沸点 5457.85 °C
融点との差(下) 2991.8 °C
0 K 現在の温度: 25 °C 6000 K
相変化図

模式図、実際の縮尺とは異なります

固体
液体
気体
融解
沸騰
25°C
固体
液体
気体
現在

相転移点

融点 文献値
3016.85 °C
沸点 文献値
5457.85 °C
現在の相 計算値
固体

相転移エネルギー

融解熱 文献値
0.37902265 eV

融点で1 molを融解させるのに必要なエネルギー

蒸発熱 文献値
7.804322 eV

沸点で1 molを蒸発させるのに必要なエネルギー

昇華熱 文献値
8.104887 eV

昇華点で1 molを昇華させるのに必要なエネルギー

密度

基準密度 文献値
1.64e+4 kg/m³

標準条件下

現在の密度 計算値
1.64e+4 kg/m³

標準条件下

原子スペクトル

全73件中10件を表示しています。 イオンの電荷の昇順で並べています。

スペクトル線データの収録状況 ?

イオン電荷スペクトル線の総数遷移確率準位の表記
Ta I 0526200510
Ta II +1141013
Ta IV +38300
Ta V +41200
NISTスペクトル線データの収録状況 →

準位データの収録状況 ?

イオン電荷準位
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
NIST準位データの収録状況 →
73 Ta 180.94788

Tantalum — 原子軌道可視化ツール

[Xe]6s24f145d3
エネルギー準位 2 8 18 32 11 2
酸化数 -3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
Tantalum — 原子軌道可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます
73 Ta 180.94788

Tantalum — 結晶構造可視化ツール

体心立方格子 · ピアソン記号 cI2
実験値
ピアソン記号 cI2
配位数 8
充填率 68.000%
Tantalum — 結晶構造可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます

イオン半径

電荷配位スピン半径
+36データなし72 pm
+46データなし68 pm
+56データなし64 pm
+57データなし69 pm
+58データなし74 pm

化合物

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

同位体 (1)

質量数原子質量(u)天然存在比半減期崩壊形式
181 安定180.9479958 ± 0.00000299.9880% ± 0.0003%安定
stable
181 安定
原子質量(u) 180.9479958 ± 0.000002
天然存在比 99.9880% ± 0.0003%
半減期 安定
崩壊形式
stable

詳細な性質

共有結合半径(詳細)

共有結合半径(Pyykkö)
146 pm
共有結合半径(Pyykkö、二重結合)
126 pm
共有結合半径(Pyykkö、三重結合)
119 pm

ファンデルワールス半径

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

原子半径と金属半径

原子半径(Rahm)
258 pm
金属半径(C12)
146 pm

番号付けの尺度

Mendeleev
49
Pettifor
53
Glawe
52

電気陰性度の尺度

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

分極率と分散

双極子分極率
74 a.u.
双極子分極率(不確かさ)
20 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
887 Ha·Bohr6

ミーデマパラメータ

ミーデマモル体積
10.81 cm3/mol
ミーデマ電子密度
4

供給リスクと経済性

生産集中度
25
相対供給リスク
7
埋蔵量の分布
54
政治的安定性(最大生産国)
48
政治的安定性(最大埋蔵国)
48

相転移と同素体

融点3290.15 K
沸点5728.15 K

酸化数の分類

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

専門参考データ

遮蔽定数 (14)
n軌道σ
1s1.4163
2p4.4136
2s19.0702
3d13.5589
3p21.1996
3s21.9085
4d36.676
4f39.5296
4p34.2652
4s33.2412
結晶半径の詳細 (5)
電荷CNスピンrcrystal (pm)由来
3VI86estimated,
4VI82estimated,
5VI78
5VII83
5VIII88
同位体の崩壊形式 (52)
同位体モード強度
155p100%
156p71%
156B+29%
157A96.6%
157p3.4%
157B+—
158A100%
158B+—
159B+66%
159A34%
X線散乱因子 (716)
エネルギー (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

追加データ

Sources

Sources of this element.

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

参考文献 (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.

参考文献 (1)

参考文献

(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.

ライセンスに関する注記: 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/

ライセンスに関する注記: 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.

最終更新:

データ検証済み:

内容は最新の科学データと照合して確認されています。