Tallio

Tallio
81 Tl                                                                                                                                                                                                                                                                                   mercurio ← tallio → piombo
Aspetto
Metallo bianco argenteo
Generalità
Nome, simbolo, numero atomico	tallio, Tl, 81
Serie	metalli del blocco p
Gruppo, periodo, blocco	13 (IIIA), 6, p
Densità	11850 kg/m3
Durezza	1,2
Configurazione elettronica
Proprietà atomiche
Peso atomico	204,3833 amu
Raggio atomico (calc.)	190 (156) pm
Raggio covalente	148 pm
Raggio di van der Waals	196 pm
Configurazione elettronica	[Xe]4f145d106s26p1
e− per livello energetico	2, 8, 18, 32, 18, 3
Stati di ossidazione	3, 1 (debolmente basico)
Struttura cristallina	esagonale
Proprietà fisiche
Stato della materia	solido
Punto di fusione	577 K (304 °C)
Punto di ebollizione	1746 K (1473 °C)
Volume molare	1,722 × 10-5  m3/mol
Entalpia di vaporizzazione	4,142 kJ/mol
Calore di fusione	164,1 kJ/mol
Tensione di vapore	5,3 × 10-6  Pa a 577 K
Velocità del suono	818 m/s a 298,15 K
Altre proprietà
Numero CAS	7440-28-0
Elettronegatività	1,62
Calore specifico	129 J/(kg K)
Conducibilità elettrica	6,17 × 106 /m ohm
Conducibilità termica	46,1 W/(m K)
Energia di prima ionizzazione	589,4 kJ/mol
Energia di seconda ionizzazione	1971 kJ/mol
Energia di terza ionizzazione	2878 kJ/mol
Isotopi più stabili
iso NA TD DM DE DP 203Tl 29,524% Tl è stabile con 122 neutroni 204Tl sintetico 3,77 anni β− ε 0,761 0,347 204Pb 204Hg 205Tl 70,476% Tl è stabile con 124 neutroni
iso: isotopo NA: abbondanza in natura TD: tempo di dimezzamento DM: modalità di decadimento DE: energia di decadimento in MeV DP: prodotto del decadimento

Il tallio è l'elemento chimico di numero atomico 81. Il suo simbolo è Tl.

È un metallo del blocco p grigio e malleabile; somiglia allo stagno, ma scurisce per ossidazione quando è esposto all'aria. Il tallio è molto tossico ed in passato ha trovato uso in topicidi e insetticidi, ma vista la sua tossicità, il suo uso in prodotti di largo consumo è stato bandito. Col tallio si realizzano anche rivelatori di luce infrarossa.

Caratteristiche chimiche e fisiche

È un metallo tenero e malleabile, che può essere tagliato anche da un coltello. Esposto all'aria, la sua superficie lucente si ossida assumendo una tinta grigio-bluastra simile a quella del piombo. Col prolungarsi dell'esposizione, si forma sulla superficie del metallo uno strato di ossido. In presenza di acqua si forma invece uno strato di idrossido di tallio. Il suo stato di ossidazione più stabile è il tallio(I), ma sono noti numerosi composti e composti di coordinazione di tallio(III).

Applicazioni

Il solfato di tallio(I), inodore e insapore, è usato come veleno per i topi e per le formiche. In molte nazioni è stato vietato per via della sua pericolosità. Tra gli altri usi si annoverano:

• la conducibilità elettrica del solfuro di tallio(I) cambia con l'esposizione alla luce infrarossa; tale composto trova pertanto uso in alcuni tipi di fotocellule;
• i cristalli di bromuro(I) e ioduro di tallio(I) sono usati per produrre parti ottiche per luce infrarossa;
• l'ossido di tallio è stato usato per produrre vetri ad alto indice di rifrazione;
• insieme allo zolfo, al selenio e all'arsenico trova impiego nella realizzazione di vetri ad alta densità e basso punto di fusione (125-150 °C)
• produzione di materiali semiconduttori;
• produzione come drogante di cristalli scintillatori NaI(Tl) per rivelazione di radiazioni X e radiazione gamma;
• produzione di liquidi ad elevata densità per la separazione dei minerali;
• trattamento della tricofitosi ed altre infezioni della pelle; benché sia un uso estremamente limitato data l'elevata tossicità del tallio
• Emettitore di luce verde per lampade ad alogenuri metallici.
• ²⁰¹Tl, radioattivo, è usato a fini diagnostici in medicina nucleare, particolarmente nei test sotto sforzo per pazienti affetti da disturbi coronarici;

Il tallio è inoltre coinvolto nelle ricerche per lo sviluppo di materiali superconduttori ad alta temperatura per applicazioni quali la risonanza magnetica nucleare, la propulsione magnetica, la generazione e la trasmissione di corrente elettrica.

Storia

Il tallio (dal greco thallos, germoglio verde) fu individuato da Sir William Crookes in Inghilterra nel 1861 mentre eseguiva misurazioni spettroscopiche alla ricerca di tellurio nei residui di un impianto di produzione di acido solforico. Il nome è dovuto alle linee di emissione nello spettro, di colore verde intenso.

Nel 1862 Crookes e Claude-Auguste Lamy isolarono indipendentemente il metallo.

Disponibilità

Benché il tallio sia piuttosto abbondante nella crosta terrestre, con una concentrazione stimata a circa 0,7 ppm, è quasi sempre associato a sali di potassio in argille, fanghi e graniti che ne rendono l'estrazione e la purificazione economicamente svantaggiosa. La principale fonte commerciale di tallio è rappresentata dalle sue tracce presenti nei solfuri minerali del rame, del piombo e dello zinco.

Il tallio si estrae dalla crooksite, dalla hutchinsonite e dalla lorándite. È contenuto anche nella pirite e si ricava come sottoprodotto della produzione di acido solforico quando il minerale viene arrostito. Un altro metodo per ottenerlo è la fusione di minerali ricchi di zinco e piombo.

Esistono in natura minerali di tallio, in cui una percentuale di tallio oscillante tra il 16% ed il 60% è associata ad altri elementi quali l'antimonio, l'arsenico, il rame, il piombo e l'argento, ma sono rari e pertanto non rappresentano la principale fonte di produzione di questo elemento.

Anche i noduli di manganese che si trovano sul fondale oceanico contengono tallio, ma la loro estrazione è economicamente sconveniente e di enorme impatto sull'ambiente marino.

Isotopi

Esistono 25 isotopi del tallio, le cui masse atomiche vanno da 184 a 210. Di essi, solo ²⁰³Tl e ²⁰⁵Tl sono stabili; ²⁰⁴Tl è l'isotopo radioattivo con tempo di dimezzamento più lungo, pari a 3,78 anni.

Precauzioni e tossicità

Simboli di rischio chimico

 
pericolo

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frasi H: 330 - 300 - 373 - 413
consigli P: 260 - 264 - 284 - 310

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Le sostanze chimiche
vanno manipolate con cautela

Avvertenze

Il tallio e i suoi composti sono molto tossici, vanno pertanto maneggiati con estrema cura. La sua tossicità deriva dalla sua capacità di sostituirsi ai cationi dei metalli alcalini (principalmente sodio e potassio) presenti nell'organismo. Questa sostituzione scombina molti dei normali processi cellulari. Tra gli effetti dell'avvelenamento da tallio rientrano la perdita dei capelli ed il danneggiamento dei nervi periferici. Il tallio è anche un sospetto cancerogeno. Proprio a causa della sua tossicità, l'uso di sali di tallio come topicida è stato bandito in molte nazioni.

Fu spesso usato in passato per perpetrare omicidi, fino a quando non ne vennero compresi gli effetti e non ne venne individuato un antidoto (il Blu di Prussia). La scrittrice inglese Agatha Christie ne fece l'arma del delitto in uno dei suoi romanzi (Un cavallo per la strega), traendo l'idea dalla sua esperienza di farmacista. Uno dei casi di cronaca criminale più noti è invece quello degli avvelenamenti effettuati con il tallio dalla criminale austriaca Martha Marek negli anni trenta del Novecento.

Si ritiene che anche la CIA abbia pianificato, ma non portato a termine, un piano per avvelenare Fidel Castro con sali di tallio, che avrebbero dovuto essere messi nelle sue scarpe durante la loro lucidatura. Oltre alla sua morte, l'obiettivo era anche il discredito che sarebbe conseguito dalla perdita della sua caratteristica barba.

Nel libro "Operazione Socrate, Il caso Osho. Come e perché è stato ucciso il Maestro spirituale più discusso della nostra epoca, Autori: Majid Valcarenghi, Ida Porta, Re Nudo 1995", si avanza l'ipotesi che Rajneesh sia stato avvelenato con il Tallio.

Il contatto con la pelle è pericoloso e, per evitare danni da inalazione, la fusione del tallio deve essere condotta in ambienti sufficientemente ventilati. La concentrazione massima permessa di esposizione a lungo termine (TLV-TWA) ai sali di tallio non deve superare gli 0,1 mg/m³.

Bibliografia

• Francesco Borgese, Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico, Roma, CISU, 1993. ISBN 88-7975-077-1
• R. Barbucci, A. Sabatini, P. Dapporto, Tavola periodica e proprietà degli elementi, Firenze, Edizioni V. Morelli, 1998.

Altri progetti

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Collegamenti esterni

• (EN) Los Alamos National Laboratory — Thallium
• (EN) CIA Inspector General's Report on Plots to Assassinate Castro
• (EN) WebElements.com — Thallium
• (EN) EnvironmentalChemistry.com — Thallium

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