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铊
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水溶铊盐大部份几乎无味,且都是[[毒性|剧毒物]],曾被用作杀鼠剂和[[杀虫剂]]以及谋杀工具。这类[[化合物]]的使用已经被多国禁止或限制。[[铊中毒]]会造成[[脱发]]。
==性质==
铊金属非常软,可延展性很高,在室温下可以用刀切割。它具有金属光泽,但在接触空气之后,会变为蓝灰色,与铅相似。长期置于空气中的铊会形成厚厚的氧化表层。要保存它的光泽,可以将其浸泡在油里。当接触水后,会形成氢氧化铊。硫酸和[[硝酸]]能快速溶解铊,分别形成硫酸亚铊和硝酸亚铊,而[[氢氯酸]]则会使铊表面形成一层不可溶的氯化铊。其则会使铊表面形成一层不可溶的氯化铊。<ref name="HollemanAF">其[[标准电极]][[电势]]为−0.34,比铁的−0.44稍低。
===[[同位素]]===
<sup>208</sup>Tl(半衰期3.05分钟)是钍衰变链的自然产物之一。它所释放的2615 keV[[伽马射线]]是自然背景[[辐射]]中的一大主要高能特征。
===化学性质===
氧化态为+3的化合物与相对应的铝(III)化合物相似。它们具有较高的氧化性,如Tl <sup>3+</sup> + 3 e <sup>–</sup> → Tl(''s'')反应的还原电势为+0.72 V。氧化铊(III)是一种黑色固体,在800 °C以上温度会分解,形成氧化铊(I)和氧气。<ref name="HollemanAF"/> ==历史== 1861年,威廉·克鲁克斯和克洛德-奥古斯特·拉米(Claude-Auguste Lamy)利用火焰光谱法,分别独自发现了铊元素。* (1861年3月30日)Crookes, William "On the existence of a new element, probably of the sulphur group," ''Chemical News'', vol. 3, [http://books.google.com/books?id=6QcAAAAAMAAJ&pg=PA193 pp. 193–194]; reprinted in: {{cite journal|url=http://books.google.com/books?id=OhyQnaPXF5QC&pg=RA1-PA301|date=April 1861|doi=<!-- 10.1080/14786446108643058 broken -->|title=XLVI. On the existence of a new element, probably of the sulphur group|volume =21|issue =140|pages =301–305|journal=Philosophical Magazine}};
* (1861年5月18日)Crookes, William "Further remarks on the supposed new metalloid," ''Chemical News'', vol. 3, [http://books.google.com/books?id=6QcAAAAAMAAJ&pg=PA303 p. 303].
* (1862年6月19日)Crookes, William "Preliminary researches on thallium," ''Proceedings of the Royal Society of London'', vol. 12, pages 150–159.
* (1862年5月16日)Lamy, A. "De l'existencè d'un nouveau métal, le thallium," ''Comptes Rendus'', vol. 54, [http://gallica2.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k30115.image.r=Comptes+Rendus+Hebdomadaires.f1254.langFR pages 1255–1262].{{cite journal| doi = 10由于在火焰中发出绿光,所以克鲁克斯提议把它命名为“Thallium”,源自[[希腊文]]中的“”(thallos),即“绿芽”之意。Liddell, Henry George and Scott, Robert (eds.1021) "[http:/ed009p2078| title = The discovery of the elements/perseus.mpiwg-berlin. XIIImpg. Supplementary note on the discovery of thallium| year de/cgi-bin/resolveform?lookup= 1932| last1 qallos&type= Weeks| first1 begin&lang= Mary Elvira| journal greek&searchText= Journal of Chemical Education| volume &options= 9| issue Sort+Results+Alphabetically&.submit= 12| page Submit&formentry= 2078|bibcode 1&lang= 1932JChEd...9greek θαλλος]", in ''A Greek–English Lexicon'', Oxford University Press.2078W }}
在罗伯特·威廉·本生和古斯塔夫·基尔霍夫发表有关改进火焰光谱法的论文,以及在1859至1860年发现铯和铷元素之后,科学家开始广泛使用火焰光谱法来鉴定矿物和化学物的成份。克鲁克斯用这种新方法判断[[硒]]化合物中是否含有碲,样本由[[奥古斯特·威廉·冯·霍夫曼|奥古斯特·霍夫曼]]数年前交给克鲁克斯,是德国哈茨山上的一座硫酸工厂进行铅室法过程后的产物。到了1862年,克鲁克斯能够分离出小部份的新元素,并且对它的一些化合物进行化学分析。拉米所用的数年前交给克鲁克斯,是德国哈茨山上的一座硫酸工厂进行铅室法过程后的产物。到了1862年,克鲁克斯能够分离出小部份的新元素,并且对它的一些化合物进行化学分析。<ref name="DeKosky">拉米所用的[[光谱仪]]与克鲁克斯的相似。以黄铁矿作为原料的硫酸生产过程会产生含硒物质,拉米对这一物质进行了[[光谱分析]],同样观察到了绿色谱线,因此推断当中含有新元素。他友人弗雷德·库尔曼(Fréd Kuhlmann)的硫酸工厂能够提供大量的副产品,这为拉米的研究带来了[[化学]]样本上的帮助。他判断了多种铊化合物的性质,并通过电解法从铊盐产生了铊金属,再经熔铸后制成了一小块铊金属。
拉米在1862年伦敦国际博览会上“为发现新的、充裕的铊来源”而获得一枚奖章。克鲁克斯在抗议之后,也“为发现新元素铊”而获得奖章。两人之间有关发现新元素的荣誉之争议持续到1862至1863年。争议在1863年6月克鲁克斯获选为英国皇家学会院士之后逐渐消退。<ref name="James"><ref name="Murder"><!-- 铊曾被用作杀鼠剂,减轻[[肺结核]]病人出汗以及一般[[脱毛]]之用。Thallium Toxicity and the Role of Prussian Blue in Therapy 10.1016/S1383-5742(97)00022-7 10.1007/BF01684859 http://quod.lib.umich.edu/cgi/t/text/text-idx?c=nal;idno=17038117.0238.001-->
铊一开始的最大用途是杀鼠剂。在多次意外之后,美国于1972年2[[月经]]第11643号[[行政命令 (美国)|行政命令]]禁止使用铊杀鼠剂。其他国家也接连实施禁令。<ref name="USGS1972">
==存量及生产==
铊在地球地壳中并不属于稀有的物质,含量约为0.7 mg/kg,主要存在于黏土、土壤和花岗岩中的钾基矿物内。然而在商业上从这些矿物开采铊却并不容易。铜、铅、锡等重金属硫化矿中含有微量的铊元素,这才是其最大的实际来源。kg,<ref name="USGS-CS2010">主要存在于黏土、土壤和花岗岩中的钾基矿物内。然而在商业上从这些矿物开采铊却并不容易。铜、铅、锡等重金属硫化矿中含有微量的铊元素,这才是其最大的实际来源。<ref name="Vira">
[[晶体]](TlPbAsS)(TlPbAs<sub>5</sub>S<sub>9</sub>)]]含有铊的矿物包括硒铊银铜矿(TlCuSe)、硫砷铊铅矿(TlPbAsS,亦称红铊铅矿)以及红铊矿(TlAsS)等。黄铁矿中也含有微量的铊,铊是黄铁矿加工生产硫酸过程中的一种副产品。含有铊的矿物包括硒铊银铜矿(TlCu<sub>7</sub>Se<sub>4</sub>)、硫砷铊铅矿(TlPbAs<sub>5</sub>S<sub>9</sub>,亦称红铊铅矿)以及红铊矿(TlAsS<sub>2</sub>)等。黄铁矿中也含有微量的铊,铊是黄铁矿加工生产硫酸过程中的一种副产品。<ref name="sl2001"><ref name="Downs">
铊也可以从铅和[[锡矿]]的冶炼过程中取得。海床上所发现的锰结核含有铊,但如此的开采成本高昂,不切实际。开采过程还可能对生态环境造成破坏。另外,以锑、砷、铜、铅或银为主要成份的一些矿物可以含有16%至60%的铊,但这类矿物极为罕见,所以并未成为商业开采的主要来源。{{cite journal|doi <ref name= 10.1016"USGS-CS2010"/0168>位于[[马其顿共和国|马其顿]]南部的阿尔沙尔矿场是历史上唯一一处开采铊的矿场。矿藏是几种稀有铊矿物的来源,如红铊矿,估计总的铊含量仍有500吨。<!-9002(88)90170-2|title = The Allchar Tl–As–Sb "Alshar" epithermal Au-As-Sb-Tl deposit, Yugoslavia and its specific metallogenic features|year = 1988|last1 = Jankovic|first1 = S.|journal = Nuclear Instruments and Methods located in Physics Research Section A: Acceleratorssouthern Macedonia, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment|volume = 271|issue = 2|page = 286|bibcode = 1988NIMPAis the only larger mining area 10.271..286J }}可以从烟气或熔渣中萃取出来。美国地质调查局估计,铊的全球总年产量为10吨左右。{{cite web|first = Gerald R.|last = Smith| title = Mineral commodity summaries 1996: Thallium|url = 1134/S1075701506030020 http://mineralswww.usgsjstor.govorg/mineralspss/pubs2843882 --> 铊是铜、锡和铅冶炼过程的副产品,<ref name="USGS-CS2010"/commodity>可以从烟气或熔渣中萃取出来。<ref name="USGS-CS2010"/thallium>这些物质都含有许多铊以外的矿物杂质,所以首先要进行[[纯化]]。原料经碱或硫酸浸洗后,可洗出铊元素,经沉淀移除更多的杂质。最后产生的硫酸铊可以经[[电解]]把铊金属堆积在铂片或不锈钢片上。<ref name="Downs"/thallmcs96.pdf| accessdate >美国地质调查局估计,铊的全球总年产量为10吨左右。<ref name= 2010"USGS-05CS2010"/>产量在1995年至2009年间从15吨下降到10吨,降幅为33%。如果铊有更大的实际应用,例如仍在实验阶段的含铊高温超导体,根据目前铊矿藏的存量,产量是能够重新提高的。<ref name="USGS-13|publisher CS2010"> ==应用== ===已淘汰的用途=== 硫酸亚铊无臭无味,曾被广泛用作杀鼠剂和杀虫剂。自1972年起,美国已禁止硫酸亚铊的使用,<ref name= United States Geological Survey}}"USGS1972"/>其他国家也接着陆续实施禁令。<ref name="sl2001"/>人们曾使用铊盐来治疗癣等[[皮肤]]感染病,以及减轻肺结核病人[[夜间盗汗]]的情况。不过这一用途颇为有限,因为铊盐的[[治疗指数]]区间较窄,更先进的相应药物也很快将其淘汰了。<ref name=CRC/>
===光学===
===电子===
===高温超导===
科学家正在进行有关铊高温超导体方面的研究,潜在应用包括[[磁共振成像]]及发电和电力传输等。这些研究在1988年首个铊钡钙铜氧超导体被发现之后开始。铜酸铊超导体的临界温度超过120 K。一些掺[[汞]]的铜酸铊超导体在常压下的临界温度甚至超过130 K,几乎达到已知临界温度最高的铜酸汞超导体。222310的铜酸铊超导体在常压下的临界温度甚至超过130 K,几乎达到已知临界温度最高的铜酸汞超导体。
===医学===
在核医学广泛使用锝-99m之前,半衰期为73小时的铊-201曾经是核心动描记所使用的主要放射性同位素。今天,铊-201也被用于针对[[冠心病]]危险分层的负荷测试当中。<!--[http://www.wramc.amedd.army.mil/departments/nuclear/PatientInfo/Thallium.htm Thallium Test] from Walter Reed Army Medical Center[http://www.americanheart.org/presenter.jhtml?identifier=4743 Thallium Stress Test] from the American Heart Association-->这一同位素的产生器与用来生成锝-99m的类似。产生器中的铅-201(半衰期9.33小时)会经电子捕获衰变成铊-201。铅-201则是在回旋加速器中通过(p,3n)或(d,4n)反应分别对铊进行质子或氘核撞击而产生的。[http://www.med.harvard.edu/JPNM/physics/isotopes/Tl/Tl201/prod.html Thallium-201 production] from [[哈佛医学院|Harvard Medical School]]'s Joint Program in Nuclear Medicine
====铊负荷测试====
铊负荷测试是闪烁扫描法的一种,它通过测量铊的含量来推算组织[[血液]]供应量。活[[心肌细胞]]拥有正常的[[钠钾泵|钠钾离子交换泵]]。Tl离子会与K泵结合,进入细胞内。运动以及。Tl<sup>+</sup>离子会与K<sup>+</sup>泵结合,进入细胞内。<ref name=GJTaylor>运动以及[[腺苷]]、[[双嘧达莫]]等[[血管扩张剂]]都可以造成[[冠状动脉]]窃流。扩张了的正常[[动脉]]血液量和流速都会增加,[[梗死]]或[[缺血]]的组织则会呈现较小的变化。这种血液[[重组]]现象是缺血性冠心病的征兆。通过比对负荷前后的铊分布情况,可以判断需要进行[[心肌]][[血管]]重建术的组织部份。在有机合成方面,铊重建术的组织部份。<ref name=GJTaylor/> ===其他用途=== 一种汞铊合金在铊含量为8.5%时形成共晶系统,其熔点为−60 °C,比汞的熔点还要低20 °C。这种合金被用于[[温度计]]和[[低温]]开关当中。<ref name=CRC/>在有机合成方面,铊(III)盐(如三硝酸铊和三[[乙酸]]铊)可以为芳香烃、酮类、烯烃等的转化反应作[[试剂]]。铊是镁海水电池阳极板的合金材料成份之一。{{cite book | url <ref name= http:"sl2001"/>可溶铊盐加入镀金液中,可以加快镀金速度和降低镀金层的粒度。 [[甲酸]]铊(I)(Tl(CHO<sub>2</books.google.comsub>))和丙二酸铊(I)(Tl(C<sub>3</books?id=hDwX3slSvQ4C&pg=PA113 | pages = 113–115 | title = Integrated circuit, hybrid, and multichip module package design guidelines: a focus on reliability | isbn = 978-0-471-59446-8 | author1 = Pecht, Michael | date = 1994-03-01}}23343{{cite journal|title=Clerici solution for the specific gravity determination of small mineral grains|url= http:sub>H<sub>3</sub>O<sub>4</wwwsub>))的等量混合水溶液称为克列[[里奇]]溶液(Clerici solution,亦称轻重矿分离液)。它是一种无臭液体,颜色会随铊盐浓度的降低而从黄色变为清澈。溶液在20 °C密度为4.minsocam.org25 g/ammincm<sup>3</AM24/AM24_116.pdf| volume=24|page=116 |year=1939|authorsup>,是已知最重的水溶液之一。人们利用矿物在克列里奇溶液上漂浮的原理,测量各种矿物的密度。然而由于铊的[[毒性]]和溶液的[[腐蚀性]],这种方法逐渐被淘汰了。<ref name=Jahns, R. H. |journaljahns><ref name=American mineralogist}}b1><!-- http://books.google.com/books?id=v-04Kn758yIC&pg=PA108 Chemistry of aluminium, gallium, indium, and thallium Von Anthony John Downs Uses of ThalliumSpringer, 19939780751401035 http://books.google.com/books?id=fIu58uZTE-gC&pg=PA390 Structure-property relations in nonferrous metals Von Alan M. Russell,Kok Loong Lee 9780471649526John Wiley and Sons, 2005 http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/thallium/mcs-2010-thall.pdf 10.1016/j.envint.2004.09.003 -->
碘化铊可以添加在金属[[卤化物]]灯中,优化灯的温度和颜色。它可以使灯光靠近绿色,这对水底照明非常有用。
==毒性及污染==
根据美国国家环境保护局,铊的人为污染源包括水泥工厂所排放的气体、发电厂所燃烧的煤以及金属下水道。矿物加工时对铊进行淋溶的过程是造成水源中铊含量增高的主要原因。<ref name="Vira"/>
==外部链接==