Ta 73

Tantalum (Ta)

transition-metal
주기: 6 족: 5 블록: d

Solid

표준 원자량

180.94788 u

전자 배치

[Xe] 6s2 4f14 5d3

녹는점

3016.85 °C

끓는점

5457.85 °C

밀도

1.64e+4 kg/m³

산화 상태

−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5

전기 음성도(Pauling)

1.5

제1 이온화 에너지

7.549571 eV

발견 연도

1802

원자 반지름

145 pm

상세 정보

이름의 유래 From king Tantalus of Greek mythology, father of Niobe.
발견 국가 Sweden
발견자 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.

이미지

특성

물리적 특성

원자 반지름(경험값)
145 pm 모든 원소의 원자 반지름(경험값) 비교 →
공유 결합 반지름
170 pm 모든 원소의 공유 결합 반지름 비교 →
반데르발스 반지름
217 pm 모든 원소의 반데르발스 반지름 비교 →
금속 반지름
134 pm 모든 원소의 금속 반지름 비교 →
밀도
1.64 × 104 kg/m³ 모든 원소의 밀도 비교 →
몰 부피
0.0109 L/mol
STP에서의 상
고체 모든 원소의 STP에서의 상 비교 →
녹는점
3016.85 °C 모든 원소의 녹는점 비교 →
끓는점
5457.85 °C 모든 원소의 끓는점 비교 →
열전도율
57.5 W/(m·K) 모든 원소의 열전도율 비교 →
비열
0.14 J/(g·K) 모든 원소의 비열 비교 →
몰 열용량
25.36 J/(mol·K) 모든 원소의 몰 열용량 비교 →
결정 구조
체심 입방 모든 원소의 결정 구조 비교 →

화학적 특성

전기 음성도(Pauling)
1.5 모든 원소의 전기 음성도(Pauling) 비교 →
전기 음성도(Allen)
1.34
전자 친화도
0.322 eV
제1 이온화 에너지
7.549571 eV 모든 원소의 제1 이온화 에너지 비교 →
제2 이온화 에너지
16.200056 eV 모든 원소의 제2 이온화 에너지 비교 →
제3 이온화 에너지
23.10008 eV 모든 원소의 제3 이온화 에너지 비교 →
제4 이온화 에너지
35.00012 eV 모든 원소의 제4 이온화 에너지 비교 →
제5 이온화 에너지
48.272166 eV 모든 원소의 제5 이온화 에너지 비교 →
산화 상태
−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 모든 원소의 산화 상태 비교 →
원자가 전자
5 모든 원소의 원자가 전자 비교 →
전자 배치
[Xe] 6s2 4f14 5d3

열역학적 특성

융해열
0.37902265 eV 모든 원소의 융해열 비교 →
기화열
7.804322 eV 모든 원소의 기화열 비교 →
승화열
8.104887 eV
원자화열
8.104887 eV
원자화 엔탈피
8.104887 eV

핵 특성

양성자 수
73 모든 원소의 양성자 수 비교 →
중성자 수
108 모든 원소의 중성자 수 비교 →
알려진 동위원소 수
40 모든 원소의 알려진 동위원소 수 비교 →
안정 동위원소 수
1 모든 원소의 안정 동위원소 수 비교 →
가장 안정한 동위원소
Ta-181
발견 연도
1802

존재비

존재비(지각)
2 mg/kg 모든 원소의 존재비(지각) 비교 →
존재비(해양)
2 × 10−6 mg/L 모든 원소의 존재비(해양) 비교 →

결정 구조

격자 상수 a
331 pm

전자 구조

전자껍질별 전자 수
2, 8, 18, 32, 11, 2 모든 원소의 전자껍질별 전자 수 비교 →

식별자

CAS 등록 번호
7440-25-7 모든 원소의 CAS 등록 번호 비교 →
항 기호
4F3/2
InChI
InChI=1S/Ta
InChI 키
GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N

전자 배치 측정값

이온 전하
양성자 73
전자 73
전하 중성
배치 Ta: 4f¹⁴ 5d³ 6s²
전자 배치
측정값
[Xe] 4f¹⁴ 5d³ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d³ 6s²
오비탈 도표
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↑
총 전자 수: 73 홀전자: 3 ?

원자 모형

양성자 73
중성자 108
전자 73
질량수 181
안정성 안정

동위원소에 따라 중성자 수, 질량, 안정성은 달라지지만, 중성 원자의 전자 배치는 달라지지 않습니다.

개략적인 원자 모형이며 실제 비율과 다릅니다.

원자 지문

방출 / 흡수 스펙트럼

0 / 0 (0 세기 정보가 있는 선 0개)
측정값
방출 가시광선: 380–750 nm

동위원소 분포

18199.9880%질량수천연 존재비(%)
질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기
181 안정180.9479958 ± 0.00000299.9880%안정
측정값

상 / 상태

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

이유: 녹는점(3016.85 °C)보다 2991.8 °C 낮음

녹는점 3016.85 °C
끓는점 5457.85 °C
녹는점 미달 온도 2991.8 °C
0 K 현재 온도: 25 °C 6000 K
상 변화 도표

개략도이며 실제 비율과 다름

고체
액체
기체
녹는점
끓는점
25°C
고체
액체
기체
현재

상전이점

녹는점 문헌값
3016.85 °C
끓는점 문헌값
5457.85 °C
현재 상 계산값
고체

전이 에너지

융해열 문헌값
0.37902265 eV

녹는점에서 1 mol을 녹이는 데 필요한 에너지

기화열 문헌값
7.804322 eV

끓는점에서 1 mol을 기화시키는 데 필요한 에너지

승화열 문헌값
8.104887 eV

승화점에서 1 mol을 승화시키는 데 필요한 에너지

밀도

기준 밀도 문헌값
1.64e+4 kg/m³

표준 조건에서

현재 밀도 계산값
1.64e+4 kg/m³

표준 조건에서

원자 스펙트럼

전체 73개 중 10개를 표시합니다. 이온 전하순으로 정렬되었습니다(오름차순).

보유 스펙트럼선 데이터 ?

이온전하총 스펙트럼선 수전이 확률준위 표기
Ta I 0526200510
Ta II +1141013
Ta IV +38300
Ta V +41200
NIST 보유 스펙트럼선 데이터 →

보유 에너지 준위 데이터 ?

이온전하준위
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 보유 에너지 준위 데이터 →
73 Ta 180.94788

Tantalum — 원자 오비탈 시각화 도구

[Xe]6s24f145d3
에너지 준위 2 8 18 32 11 2
산화 상태 -3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
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Three.js는 요청할 때만 불러옵니다
73 Ta 180.94788

Tantalum — 결정 구조 시각화 도구

체심 입방 · 피어슨 기호 cI2
실험 기반
피어슨 기호 cI2
배위수 8
충전율 68.000%
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Three.js는 요청할 때만 불러옵니다

이온 반지름

전하배위스핀반지름
+36해당 없음72 pm
+46해당 없음68 pm
+56해당 없음64 pm
+57해당 없음69 pm
+58해당 없음74 pm

화합물

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

동위원소 (1)

질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기붕괴 방식
181 안정180.9479958 ± 0.00000299.9880% ± 0.0003%안정
stable
181 안정
원자 질량(u) 180.9479958 ± 0.000002
천연 존재비 99.9880% ± 0.0003%
반감기 안정
붕괴 방식
stable

확장 특성

공유 결합 반지름(확장)

공유 결합 반지름(Pyykkö)
146 pm
공유 결합 반지름(Pyykkö, 이중 결합)
126 pm
공유 결합 반지름(Pyykkö, 삼중 결합)
119 pm

반데르발스 반지름

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

원자 및 금속 반지름

원자 반지름(Rahm)
258 pm
금속 반지름(C12)
146 pm

번호 척도

Mendeleev
49
Pettifor
53
Glawe
52

전기 음성도 척도

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

분극률 및 분산

쌍극자 분극률
74 a.u.
쌍극자 분극률(불확도)
20 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
887 Ha·Bohr6

미데마 매개변수

미데마 몰 부피
10.81 cm3/mol
미데마 전자 밀도
4

공급 위험 및 경제성

생산 집중도
25
상대적 공급 위험
7
매장량 분포
54
정치적 안정성(최대 생산국)
48
정치적 안정성(최대 매장국)
48

상전이 및 동소체

녹는점3290.15 K
끓는점5728.15 K

산화 상태 분류

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

심화 참고 데이터

차폐 상수 (14)
n오비탈σ
1s1.4163
2p4.4136
2s19.0702
3d13.5589
3p21.1996
3s21.9085
4d36.676
4f39.5296
4p34.2652
4s33.2412
결정 반지름 상세 정보 (5)
전하CN스핀rcrystal (pm)기원
3VI86estimated,
4VI82estimated,
5VI78
5VII83
5VIII88
동위원소 붕괴 방식 (52)
동위원소모드세기
155p100%
156p71%
156B+29%
157A96.6%
157p3.4%
157B+—
158A100%
158B+—
159B+66%
159A34%
X선 산란 인자 (716)
에너지 (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

추가 데이터

Sources

Sources of this element.

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

참고 문헌 (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.

참고 문헌 (1)

참고 문헌

(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.

라이선스 안내: 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/

라이선스 안내: 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.

최종 업데이트:

데이터 검증 완료:

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