טנטלום

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
טונגסטן - טנטלום - הפניום
 
Mo
Ta
Db  
 
 
Ta-TableImage.png
כללי
מספר אטומי 73
סמל כימי Ta
סדרה כימית מתכות מעבר
צפיפות 16650 kg/m3
מראה
אפור-כחול
Tantalum single crystal and 1cm3 cube.jpg
תכונות אטומיות
משקל אטומי 180.947 amu
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה 2, 8, 18, 32, 11, 2
תכונות פיזיקליות
מצב צבירה בטמפ' החדר מוצק
טמפרטורת התכה 3290K (3016.85°C)
טמפרטורת רתיחה 5731K (5457.85°C)
לחץ אדים 0.776Pa ב-3269K
מהירות הקול 3400 מטר לשנייה ב293.15K
שונות
אלקטרושליליות 1.5
קיבול חום סגולי 140 J/(kg·K)
מוליכות חשמלית 7.61×10^6/m·Ω
מוליכות תרמית 57.5 W/(m·K)
אנרגיית יינון ראשונה 761 kJ/mol

טנטלום (Tantalum) הוא יסוד כימי שמספרו האטומי 73 וסמלו הכימי Ta.

תכונות[עריכת קוד מקור | עריכה]

טנטלום הוא מתכת מעבר שצבעה אפור כחול, עמידה מאוד בפני קורוזיה ומוליכה טובה מאוד של חשמל וחום. בטמפרטורות הנמוכות מ-150 מעלות צלזיוס טנטלום חסין כמעט לחלוטין בפני חומרים כימיים ואפילו בפני מי מלך. החומצה היחידה שיכולה לתקוף טנטלום היא חומצה פלואורית (HF).

שימושים[עריכת קוד מקור | עריכה]

השימוש העיקרי של טנטלום הוא בצורה של תחמוצת טנטלום, המשמשת בייצור רכיבים אלקטרוניים, בעיקר בתור התווך הדיאלקטרי בקבלים, עבור ציוד אלקטרוני מסוגים שונים כולל טלפונים סלולריים ומחשבים ניידים. רכיבים אלקטרוניים נוספים המשתמשים בטנטלום הם מסננים, זכרונות DRAM ומסכי LCD[1].

שימוש נוסף של טנטלום הוא בייצור סגסוגות בעלות נקודת התכה גבוהה במיוחד. יחד עם מתכות אחרות, לטנטלום תפקיד בייצור קרבידים, סגסוגות על לרכיבי מנועי סילון, חלקי טילים ועוד. בתעשייה הכימית משמש הטנטלום לייצור מחליפי חום, בטנות כורים וצנורות.

בזכות עמידותו בפני חומרים רבים, טנטלום מתפקד כרכיב שתלים בגוף.

בשנת 1980 שימש 55% מהטנטלום לייצור קבלים אלקטרוליטיים, 30% לייצור חודים נוקשים לכלי עבודה כמו מקדחים, 9% לתעשייה הכימית ו-6% לסגסוגות בעלות נקודת התכה גבוהה במיוחד‏[2].

היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]

הטנטלום נתגלה על ידי הכימאי השבדי אנדרס אקברג (Anders Ekeberg) ב-1802 ובודד לראשונה על ידי הכימאי השבדי יונס יעקב ברצליוס (Jöns Berzelius). רבים מבין הכימאים בתקופה זו האמינו כי ניוביום וטנטלום הם אותו יסוד עד שב-1846 הפריד היינריך רוז את הטנטלום מהניוביום והוכיח שהם שונים‏[3]. מאוחר יותר, ב-1866 הציע מריגנאק שיטה יעילה להפריד ביניהם ופתח הפתח לניצול תעשייתי של הטנטלום והניוביום‏[4]. החוקרים הראשונים הצליחו להפיק רק מתכת שאינה טהורה. הראשון שהצליח לזקק טנטלום טהור היה ורנר פון בולטון (Werner von Bolton) ב-1903. תיילים מהמתכת טנטלום שימשו בנורות ליבון עד שהמתכת טונגסטן החליפה אותה בתפקיד זה.

מקור השם ליסוד הוא טנטלוס, אביה של ניובה, דמות מהמיתולוגיה היוונית, שנענש לאחר מותו לעמוד במים עד ברכיו כשפירות גדלים מעל ראשו. טנטלום קרוי על שם טנטלוס בשל הקושי הניכר בזיקוקו.

צורה בטבע[עריכת קוד מקור | עריכה]

בטבע, טנטלום מופיע בעיקר במינרלים כמו טנטליט Fe, Mn)Ta2O6), קולטן, אוקסניט וסמרסקיט.

כלכלה[עריכת קוד מקור | עריכה]

המקורות העיקריים לטנטלום הם מחצבי קולטן ותוצרת לוואי מעיבוד של סיגי בדיל. בשנות ה-70 של המאה ה-20 היה קצב הייצור העולמי השנתי של טנטלום בין 700-1000 טון. לטנטלום אין בורסה מרכזית בה הוא נסחר ועל כן קשה להעריך במדויק את מחירו. באופן כללי הטנטליט נסחר סביב ה-40$ לק"ג אולם המחיר חווה מספר עליות תלולות וצניחות עוקבות: בסוף שנות ה-70, בשנת 1988 ובשנת 2000. עליות המחירים הביאו לחסכון ולשימוש בתחליפים‏[5][6].

אוסטרליה היא המקור העיקרי למינרלים עשירים בתחמוצת טנטלום. היצרן הגדול ביותר "Sons of Gwalia" מפעיל באוסטרליה שני מכרות המספקים כ-50% מהתצרוכת העולמית לטנטלום.‏[7] את המינרלים המכילים טנטלום כורים גם בקנדה, בברזיל, בסין וברפובליקה הדמוקרטית של קונגו (שבה מצויים כ-80% מהעתודות הידועות בעולם). גם תאילנד ומלזיה הן יצואניות של מינרלי טנטלום, המתקבלים במדינות אלה כמוצר לוואי של תהליך הכרייה והפקת הבדיל.

עיקר האספקה מיבשת אפריקה מגיע מהאזורים המזרחיים של הרפובליקה הדמוקרטית של קונגו. מקומות נוספים שבהם כורים מינרלים עשירים בטנטלום הם אתיופיה, ניגריה, זימבבואה, מוזמביק, נמיביה, דרום אפריקה ומצרים.

אמצעי זהירות[עריכת קוד מקור | עריכה]

טנטלום מתכתי לא גורם לבעיות בשימוש מסחרי במעבדות, אך ישנן עדויות לכך שתרכובות טנטלום יכולות לגרום לגידולים בגוף ולכן יש לטפל בהן בהתאם.
למרות זאת, לטנטלום שימוש בהשתלות בגוף, מכיוון שהוא לא מגיב עם נוזלים בגוף.

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ Karen Hayes, Richard Burge, Coltan Mining in the Democratic Republic of Congo, Fauna and Flora International, page 20
  2. ^ Tantalum and columbium supply and demand outlook, National Academies, 1983, page 53
  3. ^ John Emsley, Nature's building blocks, 2003, page 419
  4. ^ Anatoly Agulyanski, The chemistry of tantalum and niobium fluoride compounds, page 5
  5. ^ Tantalum and columbium supply and demand outlook, National Academies, 1983, pages 49-52
  6. ^ Karen Hayes, Richard Burge, Coltan Mining in the Democratic Republic of Congo, Fauna and Flora International, page 22
  7. ^ המרכז הבינלאומי לחקר טנטלום-ניובים, בריסל בלגיה