Tantala īpašības
Atomu skaits | 73 |
CAS numurs | 7440-25-7 |
Atomu masa | 180,95 |
Kušanas punkts | 2 996 °C |
Vārīšanās temperatūra | 5 450 °C |
Atomu tilpums | 0,0180 nm3 |
Blīvums pie 20 °C | 16,60 g/cm³ |
Kristāla struktūra | uz ķermeni vērsts kub |
Režģa konstante | 0,3303 [nm] |
Pārpilnība zemes garozā | 2,0 [g/t] |
Skaņas ātrums | 3400 m/s (pie rt) (plāns stienis) |
Termiskā izplešanās | 6,3 µm/(m·K) (pie 25 °C) |
Siltumvadītspēja | 173 W/(m·K) |
Elektriskā pretestība | 131 nΩ·m (pie 20 °C) |
Mosa cietība | 6.5 |
Vickers cietība | 870-1200Mpa |
Brinela cietība | 440-3430Mpa |
Tantals ir ķīmisks elements ar simbolu Ta un atomskaitli 73. Iepriekš pazīstams kā tantālijs, tā nosaukums cēlies no Tantala, ļaundara no grieķu mitoloģijas. Tantals ir rets, ciets, zili pelēks, spīdīgs pārejas metāls, kas ir ļoti izturīgs pret koroziju. Tā ir daļa no ugunsizturīgo metālu grupas, ko plaši izmanto sakausējumos kā nelielas sastāvdaļas. Tantala ķīmiskā inerce padara to par vērtīgu vielu laboratorijas iekārtām un platīna aizstājēju. Mūsdienās to galvenokārt izmanto tantala kondensatoros elektroniskajās iekārtās, piemēram, mobilajos tālruņos, DVD atskaņotājos, videospēļu sistēmās un datoros. Tantals, vienmēr kopā ar ķīmiski līdzīgu niobiju, sastopams minerālu grupās tantalīts, kolumbīts un koltāns (kolumbīta un tantalīta maisījums, lai gan tas nav atzīts par atsevišķu minerālu sugu). Tantals tiek uzskatīts par tehnoloģiski svarīgu elementu.
Fizikālās īpašības
Tantals ir tumšs (zili pelēks), blīvs, elastīgs, ļoti ciets, viegli izgatavojams un ļoti labi vada siltumu un elektrību. Metāls ir slavens ar savu izturību pret skābju koroziju; patiesībā temperatūrā, kas zemāka par 150 °C, tantals ir gandrīz pilnībā imūns pret parasti agresīvā ūdens regija uzbrukumiem. To var izšķīdināt ar fluorūdeņražskābi vai skābiem šķīdumiem, kas satur fluora jonu un sēra trioksīdu, kā arī ar kālija hidroksīda šķīdumu. Tantala augsto kušanas temperatūru 3017 °C (viršanas temperatūra 5458 °C) no elementiem pārsniedz tikai volframs, metāliem rēnijs un osmijs, kā arī ogleklis.
Tantals pastāv divās kristāliskajās fāzēs - alfa un beta. Alfa fāze ir samērā elastīga un mīksta; tai ir uz ķermeni centrēta kubiskā struktūra (telpas grupa Im3m, režģa konstante a = 0,33058 nm), Knoop cietība 200–400 HN un elektriskā pretestība 15–60 µΩ⋅cm. Beta fāze ir cieta un trausla; tā kristāla simetrija ir tetragonāla (telpas grupa P42/mnm, a = 1,0194 nm, c = 0,5313 nm), Knoop cietība ir 1000–1300 HN un elektriskā pretestība ir salīdzinoši augsta pie 170–210 µΩ⋅cm. Beta fāze ir metastabila un pārvēršas alfa fāzē, karsējot līdz 750–775 °C. Lielais tantals gandrīz pilnībā ir alfa fāze, un beta fāze parasti pastāv kā plānas kārtiņas, kas iegūtas ar magnetrona izsmidzināšanu, ķīmisko tvaiku nogulsnēšanos vai elektroķīmisko nogulsnēšanos no eitektiskā kausēta sāls šķīduma.