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铊
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铊在氧化后,一般拥有+3或+1氧化态,形成离子盐。其中+3态与同样属于[[硼族元素|硼族]]的硼、铝、镓和[[铟]]相似;但是铊的+1态则比其他同族元素显著得多,而且和碱金属的+1态相近。铊(I)离子在自然界中大部份出现在含钾矿石中。生物[[细胞]]的离子泵处理铊(I)离子的方式也和钾(I)类似。
在商业开采方面,铊是硫化重金属矿提炼过程的副产品之一。总产量的60至70%应用在电子工业,其余则用于制药工业和玻璃产业。铊还被用在[[红外线]]探测器中。[[放射性同位素]][[铊-201]](以水溶[[氯化铊]]的形态),在[[核医学]]扫描中可用作示踪剂,例如用于[[心脏]]负荷测试。 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]]。应用在电子工业,其余则用于制药工业和玻璃产业。
==性质==
<sup>202</sup>Tl(半衰期12.23天)可以在回旋加速器中合成,而<sup>204</sup>Tl可以在核反应炉中对铊的稳定同位素进行中子[[活化]]制成。
<sup>201</sup>Tl(半衰期73小时)会以[[电子捕获]]的方式进行衰变,并释放Hg [[X射线]](约70至80[[电子伏特|keV]])以及总丰度为10%、能量分别为135和167keV的[[光子]]。它既能提供良好的示踪效果,又不会使病人承受过大的辐射剂量,所以是核[[医学成像]]的理想示踪剂。它是铊元素核子心脏负荷测试中最常用的同位素。。
<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2615keV[[伽马射线]]是自然背景[[辐射]]中的一大主要高能特征。
铊的两个主要氧化态为+1和+3。当处于+1态时,铊化合物和钾或银的化合物十分相近,因此在元素刚被发现后不久,一些欧洲化学家(英国除外)曾把它当做碱金属。
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+0.72V。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。 ==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: ;* (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].由于在火焰中发出绿光,所以克鲁克斯提议把它命名为“Thallium”,源自和氧气。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.) "[http://perseus.mpiwg-berlin.mpg.de/cgi-bin/resolveform?lookup=qallos&type=begin&lang=greek&searchText=&options=Sort+Results+Alphabetically&.submit=Submit&formentry=1&lang=greek θαλλος]", in ''A Greek–English Lexicon'', Oxford University Press.中的“”(thallos),即“绿芽”之意。
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[[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。
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。
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。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。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。<!-- The "Alshar" epithermal Au-As-Sb-Tl deposit, located in southern Macedonia, is the only larger mining area 10.1134/S1075701506030020 http://www.jstor.org/pss/2843882 -->
==应用==
===已淘汰的用途===
===光学===
===电子===
===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<sup>+</sup>离子会与K<sup>+</sup>泵结合,进入细胞内。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。 ===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。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。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。重建术的组织部份。铊是镁海水电池阳极板的合金材料成份之一。
[[甲酸]]铊(I)(Tl(CHO<sub>2</sub>))和丙二酸铊(I)(Tl(C<sub>3</sub>H<sub>3</sub>O<sub>4</sub>))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4.25g/cm<sup>3</sup>,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。<!-- 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 -->
==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。
[[Category:硼族元素]] [[Category:第6周期元素|6a]] [[Category:化学元素|6a]]