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科普小知识2022-12-19 22:52:25
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铊是一种化学元素,化学符号是Tl,是剧毒的金属。它的原子序数是81,稀散元素之一,以微量存在于铁、锌的硫化物矿中。铊很软,可以用小刀切动。

中文名:铊

英文名:thallium

符号:Tl

序号:81

CAS号:7440-28-0

族:13族(IIIA)

周期:6

元素分区:p

原子质量:204.3833

密度:11850kg/m3

外观:带蓝光的银白色金属,质软

熔点:304℃

沸点:1473℃

溶解度(水):不溶于水,微溶于碱,溶硫酸、硝酸

1、简介

铊,原子序数81,原子量204.3833,化学符号来源于其光谱谱线的嫩绿色,原意是“嫩枝”。1861年英国化学、物理学家克鲁克斯在研究硫酸厂废渣的光谱中发现这一元素,并命名;次年克鲁克斯和拉米几乎同时分别用电解法制得铊。铊在地壳中的含量约为十万分之三,以低浓度分布在长石、云母和铁、铜的硫化物矿中,独立的铊矿很少。

2、发现简史


发现人:克鲁克斯

发现时间和地点:1861英格兰

元素来源:以化合物形态见于少数矿物(例如硒铊银铜矿和红铊矿)内,毒性极大,主要以化合物的形式应用。

元素用途:用来制造光电管,低温温度计,光学玻璃等。铊的盐类有毒,用于医药。铊及其化合物的商业用途不多。铊的某些化合物(如硫化铊)在遇红外辐射时导电性会发生变化,因此会被用于一些类型的光电池和红外探测仪中。

铊的放射性同位素铊-201用于各种疾病的诊断。铊-201半衰期仅72.9小时可很快从体内排出。铊-201的另一个重要性能是当它衰变时会发出穿透性极强的γ射线,在人体之外可以探测到。

该技术的实施取决于铊-201与心肌组织的结合,只有当心肌组织血液供应充足时,心肌组织才会吸收铊-201。如果由于动脉变窄影响了血液供应,心肌组织则不会吸收铊-201。

在病人休息时给药(铊-201)一次,在病人经过一阵活动(锻炼)后再给药(铊-201)一次。在运动前后分别用闪烁仪(一种γ射线摄像机)对病人经行扫描,可以测定并确认γ射线。所得数据被输入计算机,经处理在屏幕上得到一个图像。内科医生可以把运动前后心肌吸收的铊-201进行对比,心脏心肌供血不足部位会在计算机屏幕上出现一个黑点。

临床应用:铊的放射性同位素201Tl,半衰期为3d,捕获电子的同时放出γ射线。把201Tl投与生物体,因为铊与钾离子的半径相似,通过存在于心肌细胞内的钠、钾、ATP酶的泵的作用,被能动的吸入心肌细胞。

所以,如果从体外对投与201Tl的患者进行放射线测量,能够映出保持了钠、钾、ATP酶活性的心肌细胞的图像。这样201Tl作为诊查心肌梗死患者心肌细胞活性的放射性医药品之一,已经被广泛用于临床。

另外,因为201Tl能够被癌吸收,也用于做癌的图像诊断。

而且,因为临床的铊的投药为痕迹量(低于100μg/g),所以不产生毒性作用。

扩展介绍:

2007年确定张宝贵在中国贵州回龙村发现矿为红铊矿,近2平方公里的矿山里世界罕见的铊矿床。

红铊矿与汞矿形状相似。

铊是一种稀少而分布广泛的金属元素,外表与锡相似,可是在空气中其表层容易形成为氧化物,展性如铅,但较软。

铊为白色、重而柔软的金属,熔点303.5°C,沸点1457°C,密度11.85克/立方厘米,铊属于剧毒高危重金属。

室温下,铊能与空气中的氧作用形成氧化膜而保护内部,能与卤族元素反应;高温时能与硫、硒、碲、磷反应;铊不溶于碱,与盐酸的作用缓慢,但迅速溶于硝酸、稀硫酸中,生成可溶性盐;铊的卤化物在光敏性上与卤化银相似,既能见光分解。

铊的低熔点合金可用于电子管玻壳的粘接;铊激活的碘化钠晶体用于光电倍增管;铊的化合物还可做有机合成的催化剂;铊的化合物对生物和人体有毒。

3、性质

铊是一种柔软的银白色金属,在潮湿空气中易被氧化,易溶于硝酸,不溶于碱。

铊在化合物中形成+1和+3价,+1价的亚铊化合物比较常见,大多数可溶于水(包括氢氧化亚铊),+1价的亚铊化合物有剧毒,Tl+能被亚硝酸钴钠沉淀(沉淀为Tl3)。+3价的铊化合物比+1价的亚铊化合物更难形成,+3价的化合物有强氧化性,可以将单质银氧化。

铊的化合物有毒,能导致慢性或急性的脱发症,严重的会导致死亡。治疗铊中毒可以用普鲁士蓝片剂使铊与之反应生成不溶物排出人体。

化学性质

原子序数:81

原子量:204.3833

元素符号:Tl

元素中文名称:铊(读音tā)

元素英文名称:Thallium

原子体积:(立方厘米/摩尔)17.2

元素在太阳中的含量:(ppm)0.001

元素在海水中的含量:(ppm)0.000014

氧化态:Tl2O,Tl2O3

相对原子质量:204.4

核内质子数:81

核外电子数:81

核电荷数:81

质子质量:1.35513E-25

质子相对质量:81.567

所属周期:6

所属族数:ⅢA

摩尔质量(g/mol):204

外围电子排布:6s26p1

核外电子排布:2,8,18,32,18,3

电子层:K-L-M-N-O-P

晶体结构:六方晶胞

电子捕获:0.764

原子半径:2.08

常见化合价:+1,+3

电离能(kJ/mol)

M-M+589.3

M+-M2+1971

M2+-M3+2878

M3+-M4+4900

M4+-M5+6100

M5+-M6+8300

M6+-M7+9500

M7+-M8+11300

M8+-M9+14000

M9+-M10+16000

晶胞参数:

a=345.66pm

b=345.66pm

c=552.48pm

α=90°

β=90°

γ=120°

物理性质


物质状态:固态

熔点:577K(304°C)

沸点:1746K(1473°C)

汽化热:164.1kJ/mol

熔化热:4.142kJ/mol

蒸气压:5.33×10-6帕(577K)

传导声速:818m/s(293.15K)

电负性:1.62(鲍林标度)

比热容:129J/(kg·K)

电导率:6.17×106/(米欧姆)

热导率:46.1W/(m·K)

莫氏硬度:1.2

电负性1.62(鲍林标度)

比热容量129J/(kg·K)

电导率6.17×106/(米欧姆)

热导率46.1W/(m·K)

第一电离能589.4kJ/mol

第二电离能1971kJ/mol

第三电离能2878kJ/mol

最稳定的同位素

同位素丰度半衰期衰变模式衰变能量

MeV衰变产物

203Tl29.524%稳定

204Tl人造3.78年β衰变

电子捕获0.764

0.347204Pb

204Hg

205Tl70.476%稳定

4、用途

铊盐,如磷酸铊,可作为杀虫剂,铊亦可作为捕鼠药的原料,但因它是致癌物质,很多国家已减少或停止使用铊作为作杀虫剂或捕鼠药。但近年来,仍有许多下毒凶杀案,发现凶手使用含有铊的杀虫剂或捕鼠药,例如发生在日本的女高中生铊凶杀案,作为犯案工具,以及中国矿业大学三名学生铊中毒案。

铊可用作合金、光电管、温度计、红外线探测器及光学玻璃的原料等。

5、毒理

铊的化合物都是有毒的,并且接近无味,亚铊的溶液有剧毒。铊能很快地被皮肤或胃吸收,并且是一种累积毒素(每天只有3.2%排泄出来,主要通过尿液排出)。

6、毒性


【健康危害】:为强烈的神经毒物,对肝、肾有损害作用。吸入、口服可引起急性中毒;可经皮肤吸收。

【急性中毒】:口服出现恶心、呕吐、腹部绞痛、厌食等。3~5天后出现多发性颅神经和周围神经损害。出现感觉障碍及上行性肌麻痹。中枢神经损害严重者,可发生中毒性脑病。脱发为其特异表现。皮肤出现皮疹,指(趾)甲有白色横纹,可有肝、肾损害。

【慢性中毒】:主要症状有神经衰弱综合征、脱发、胃纳差。可有周围神经病、球后视神经炎、视神经萎缩、眼睛失明。可发生肝损害。

燃爆危险:该品易燃,高毒。

中毒表现

中毒原因:铊的毒性高于铅和汞。铊化合物广泛应用于工业生产中。另外在生产鞭炮(花炮)的原料中往往也含有高量的铊,其副产品氯化钠(非食用盐)中同样被污染,当人体食用了这种非食用盐(常有不法分子将此种盐贩卖)后,而引起中毒。中毒表现:下肢麻木或疼痛、腰痛、脱发、失明、头痛、精神不安、肌肉痛、手足颤动、走路不稳等。

预防措施

生产鞭炮的副产品氯化钠(非食用盐)往往带有红色,注意不买,不食带有红色的盐。

治疗措施

由于口服铊盐发生的急性中毒,应在催吐后,立即用1%碘化钾或碘化钠100~200ml洗胃,使成不溶性的碘盐减少自胃肠吸收,随即选用3%硫代硫酸钠溶液或清水洗胃,用盐类泻剂导泻;并可口服活性炭0.5g/kg,以减少毒物吸收,以后内服牛奶、生蛋清等静脉输液,可促进排泄并维持体液平衡。解毒剂如依地酸二钠钙、二巯基丙磺酸钠或二巯基丁二酸钠的应用方法同汞中毒,但效果不明显。双硫腙可与铊形成无毒的络合物,由尿排出,剂量为每日10~20mg/kg,分2次口服,5天为一疗程,并应每天补给10%葡萄糖溶液。100m1双硫腙在实验动物中有致糖尿病甲状腺病变和眼的损害,故临床须慎用。普鲁士蓝具有离子交换剂的作用,铊可置换普鲁士蓝上的钾,随粪便排出治疗量为每日250mg/kg,分4次服用,每次溶于15%甘露醇50ml中,口服同时给盐类泻剂和钾盐重症亦可静脉注射碘化钠或硫代硫酸钠等溶液,同时进行补液,及对症治疗严重中毒可用透析疗法或换血疗法。皮肤沾染时,可用肥皂水或清水冲洗。慢性铊中毒用含硫氨基酸,如胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸等可有一定疗效。

7、安全事件


安徽一家六口铊中毒浑身疼痛疑遭投毒

污染环境

2013年7月1日,贺州市贺江部分河段网箱养鱼出现少量死鱼现象,贺州市环保局立即对水质进行检测,未发现水质异常。

7月有6日,广西环保厅对贺州市送来的水样检测结果发现,其中贺州市(贺江上游)与广东省(贺江下游)交界断面扶隆监测点水质镉超标1.9倍,铊超标2.14倍。

为妥善处置广西贺州市贺江水污染环境事件,广西已启动级应急响应,全力确保沿江及下游地区群众饮用水安全。

新闻事件

2014年12月20日,来自安徽临泉的张女士一家6口仍在解放军307医院接受治疗。张女士称,11月24日,在家吃过早饭后,就感觉浑身疼痛,头发开始脱落,和她同样症状的还有张女士的丈夫、她的侄子、侄女、侄女婿和3岁的小外孙。经307医院诊治,6人均系铊中毒。张女士怀疑,有人在饭菜中投毒,目前,当地警方已介入调查。

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