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Ta 73

Tantalum (Ta)

transition-metal
Período: 6 Grupo: 5 Bloco: d

Solid

Peso atômico padrão

180,94788 u

Configuração eletrônica

[Xe] 6s2 4f14 5d3

Ponto de fusão

3016,85 °C

Ponto de ebulição

5457,85 °C

Densidade

1,64e+4 kg/m³

Estados de oxidação

−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5

Eletronegatividade (Pauling)

1,5

Energia de ionização (1ª)

7,549571 eV

Ano da descoberta

1802

Raio atômico

145 pm

Detalhes

Origem do nome From king Tantalus of Greek mythology, father of Niobe.
País da descoberta Sweden
Descobridores 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.

Imagens

Propriedades

Química

Eletronegatividade (Pauling)
1,5 Comparar Eletronegatividade (Pauling) de todos os elementos →
Eletronegatividade (Allen)
1,34
Afinidade eletrônica
0,322 eV
Energia de ionização (1ª)
7,549571 eV Comparar Energia de ionização (1ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (2ª)
16,200056 eV Comparar Energia de ionização (2ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (3ª)
23,10008 eV Comparar Energia de ionização (3ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (4ª)
35,00012 eV Comparar Energia de ionização (4ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (5ª)
48,272166 eV Comparar Energia de ionização (5ª) de todos os elementos →
Estados de oxidação
−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 Comparar Estados de oxidação de todos os elementos →
Elétrons de valência
5 Comparar Elétrons de valência de todos os elementos →
Configuração eletrônica
[Xe] 6s2 4f14 5d3

Termodinâmica

Calor de fusão
0,37902265 eV Comparar Calor de fusão de todos os elementos →
Calor de vaporização
7,804322 eV Comparar Calor de vaporização de todos os elementos →
Calor de sublimação
8,104887 eV
Calor de atomização
8,104887 eV
Entalpia de atomização
8,104887 eV

Nuclear

Prótons
73 Comparar Prótons de todos os elementos →
Nêutrons
108 Comparar Nêutrons de todos os elementos →
Isótopos conhecidos
40 Comparar Isótopos conhecidos de todos os elementos →
Isótopos estáveis
1 Comparar Isótopos estáveis de todos os elementos →
Isótopo mais estável
Ta-181
Ano da descoberta
1802

Abundância

Abundância (crosta terrestre)
2 mg/kg Comparar Abundância (crosta terrestre) de todos os elementos →
Abundância (oceano)
2 × 10−6 mg/L Comparar Abundância (oceano) de todos os elementos →

Estrutura cristalina

Constante de rede a
331 pm

Estrutura eletrônica

Elétrons por camada
2, 8, 18, 32, 11, 2 Comparar Elétrons por camada de todos os elementos →

Identificadores

Número CAS
7440-25-7 Comparar Número CAS de todos os elementos →
Símbolo de termo
4F3/2
InChI
InChI=1S/Ta
Chave InChI
GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N

Configuração eletrônica Medido

Carga do íon
Prótons 73
Elétrons 73
Carga Neutro
Configuração Ta: 4f¹⁴ 5d³ 6s²
Configuração eletrônica
Medido
[Xe] 4f¹⁴ 5d³ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d³ 6s²
Diagrama de orbitais
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↑
Total de elétrons: 73 Desemparelhados: 3 ?

Modelo atômico

Prótons 73
Nêutrons 108
Elétrons 73
Número de massa 181
Estabilidade Estável

Os isótopos alteram o número de nêutrons, a massa e a estabilidade — não a configuração eletrônica de um átomo neutro.

Modelo atômico esquemático, sem escala.

Assinatura atômica

Espectro de emissão / absorção

0 / 0 (0 0 com intensidade)
Medido
Emissão Visível: 380–750 nm

Distribuição isotópica

18199,9880%Número de massaAbundância natural (%)
Número de massaMassa atômica (u)Abundância naturalMeia-vida
181 Estável180,9479958 ± 0,00000299,9880%Estável
Medido

Fase / Estado

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

Motivo: 2991,8 °C abaixo do ponto de fusão (3016,85 °C)

Ponto de fusão 3016,85 °C
Ponto de ebulição 5457,85 °C
Abaixo do ponto de fusão em 2991,8 °C
0 K Temperatura atual: 25 °C 6000 K
Linha do tempo das fases

Esquemático, sem escala

Sólido
Líquido
Gás
Fusão
Ebulição
25°C
Sólido
Líquido
Gás
Atual

Pontos de transição de fase

Ponto de fusão Literatura
3016,85 °C
Ponto de ebulição Literatura
5457,85 °C
Fase atual Calculado
Sólido

Energias de transição

Calor de fusão Literatura
0,37902265 eV

Energia necessária para fundir 1 mol no ponto de fusão

Calor de vaporização Literatura
7,804322 eV

Energia necessária para vaporizar 1 mol no ponto de ebulição

Calor de sublimação Literatura
8,104887 eV

Energia necessária para sublimar 1 mol no ponto de sublimação

Densidade

Densidade de referência Literatura
1,64e+4 kg/m³

Em condições padrão

Densidade atual Calculado
1,64e+4 kg/m³

Em condições padrão

Espectros atômicos

Mostrando 10 de 73. Ordenado por carga do íon (ordem crescente).

Dados de linhas disponíveis ?

ÍonCargaTotal de linhasProbabilidades de transiçãoDesignações dos níveis
Ta I 0526200510
Ta II +1141013
Ta IV +38300
Ta V +41200
Dados de linhas disponíveis no NIST →

Dados de níveis disponíveis ?

ÍonCargaNíveis
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
Dados de níveis disponíveis no NIST →
73 Ta 180.94788

Tantalum — Visualizador de orbitais atômicos

[Xe]6s24f145d3
Níveis de energia 2 8 18 32 11 2
Estados de oxidação -3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5
HOMO 5d n=5 · l=2 · m=-2
Tantalum — Prévia do visualizador de orbitais atômicos
O Three.js é carregado apenas quando solicitado
73 Ta 180.94788

Tantalum — Visualizador de estruturas cristalinas

Cúbica de corpo centrado · Pearson cI2
Experimental
Pearson cI2
Nº de coord. 8
Empacotamento 68.000%
Tantalum — Prévia do visualizador de estruturas cristalinas
O Three.js é carregado apenas quando solicitado

Raios iônicos

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

Compostos

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

Isótopos (1)

Número de massaMassa atômica (u)Abundância naturalMeia-vidaModo de decaimento
181 Estável180,9479958 ± 0,00000299,9880% ± 0,0003%Estável
stable
181 Estável
Massa atômica (u) 180,9479958 ± 0,000002
Abundância natural 99,9880% ± 0,0003%
Meia-vida Estável
Modo de decaimento
stable

Propriedades ampliadas

Raios covalentes (dados ampliados)

Raio covalente (Pyykkö)
146 pm
Raio covalente (Pyykkö, ligação dupla)
126 pm
Raio covalente (Pyykkö, ligação tripla)
119 pm

Raios de van der Waals

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

Raios atômicos e metálicos

Raio atômico (Rahm)
258 pm
Raio metálico (C12)
146 pm

Escalas de numeração

Mendeleev
49
Pettifor
53
Glawe
52

Escalas de eletronegatividade

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

Polarizabilidade e dispersão

Polarizabilidade dipolar
74 a.u.
Polarizabilidade dipolar (incerteza)
20 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
887 Ha·Bohr6

Parâmetros de Miedema

Volume molar de Miedema
10,81 cm3/mol
Densidade eletrônica de Miedema
4

Risco de abastecimento e economia

Concentração da produção
25
Risco relativo de abastecimento
7
Distribuição das reservas
54
Estabilidade política (maior produtor)
48
Estabilidade política (detentor das maiores reservas)
48

Transições de fase e alótropos

Ponto de fusão3290,15 K
Ponto de ebulição5728,15 K

Categorias de estados de oxidação

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

Dados de referência avançados

Constantes de blindagem (14)
nOrbitalσ
1s1,4163
2p4,4136
2s19,0702
3d13,5589
3p21,1996
3s21,9085
4d36,676
4f39,5296
4p34,2652
4s33,2412
Detalhes dos raios cristalinos (5)
CargaCNSpinrcrystal (pm)Origem
3VI86estimated,
4VI82estimated,
5VI78
5VII83
5VIII88
Modos de decaimento dos isótopos (52)
IsótopoModoIntensidade
155p100%
156p71%
156B+29%
157A96,6%
157p3,4%
157B+—
158A100%
158B+—
159B+66%
159A34%
Fatores de espalhamento de raios X (716)
Energia (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

Dados adicionais

Sources

Sources of this element.

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

Referências (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.

Referências (1)

Referências

(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.

Nota sobre a licença: 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/

Nota sobre a licença: 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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