الثاليوم Thallium – الخواص الفيزيائية والكيميائية

ما هو عنصر الثاليوم Thallium؟

– الثاليوم Thallium هو عنصر من عناصر الجدول الدوري: العدد الذري = 81 ، العدد الكتلي = 204

– الرمز الكيميائي لعنصر الثاليوم يرمز له بالرمز: ²⁰⁴Tl₈₁

– التوزيع الإلكتروني له: Xe]₅₄ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p¹]

– الثاليـوم معدن أبيض مزرق يشبه الرصاص في بعض مميزاته ولاسيما كثافته ودرجة انصهاره.

– هو سم شديد ومركباته من المواد السامة جداً حتى ولو أخذت بجرعات صغيرة، إذ يكفي جرام واحد منه ليسبب الموت.

– يتم الاحتفاظ بهذا المعدن الناعم والفضي في أنبوب زجاجي مغلق لأنه شديد السمية ويتفاعل بسهولة مع الهواء.

– حتى سبعينيات القرن العشرين، كانت أملاح الثاليـوم تُستخدم بشكل شائع كسم للنمل.

– الجدول التالي يوضح الخواص العامة لعنصر الثاليوم كما يلي:

اكتشافه ووجوده في الطبيعة Discovery of Thallium

– اكتشف الثاليوم من قبل العالم الإنجليزي وليام كروكس William Crookes في عام 1861م. وذلك بعد تحليله للنفايات المتبقية من صناعة حمض الكبريتيك باستعمال التحليل الطيفي.

– تم تسمية الثاليوم على اسم الكلمة اليونانية thallos، والتي تعني الغصن الأخضر أو البرعم الأخضر.

– تم التعرف عليه لأول مرة من خلال الألوان الموجودة في لهبه، والذي يتضمن ضوءًا أخضر ساطعاً.

– يوجد بنسبة 0.0003% في القشرة الأرضية.

– كما يوجد أيضاً في أجسام العديد من الحيوانات والنباتات التي تعيش على كوكبنا. فهو أكثر ما يوجد في قناديل البحر ونجومه وغيرها من سكان مملكة أعماق البحار.

– يتمركز على اليابسة في النباتات التي تختزنه أثناء نشاطها الحيوي، ومنها الشمندر السكري الذي يستطيع جمع الثاليوم من الأرض مهما كان تركيزه قليلاً فيها ثم يخزنه في جسمه.

– في خام شب الثاليوم  Thallium alum تحتوي القشرة الرمادية الموجودة على معدن الألومنيوم على كميات صغيرة من الثاليوم كما بالصورة.

– كذلك يحتوي خام البيريت Pyrite على الحديد والكبريت وكميات صغيرة من الثاليـوم.

تحضير الثاليوم Preparation of Thallium

يوجد الثاليوم بكميات ضئيلة مع فلزات أخرى، وعلى هذا الأساس يكون من المستحيل عمليا اقتفاء أثره بطريقة كيميائية، ولكن يمكن تحقيق ذلك بفضل الحساسية العالية للطرق الطيفية، كما يحضر كناتج ثانوي أثناء إنتاج الرصاص والزنك وعدد من العناصر الأخرى.

الخواص الكيميائية للثاليوم Chemical properties of Thallium

– يعرف للثاليوم مركبات هالوجينيه أحادية التكافؤ من بينها TlF و TlI و TlBr لها استخدامات عديدة، كما أن خواصها تتغير تبعاً لتغير ظروف الضغط ودرجة الحرارة.

– عند الظروف العادية يعمل هاليد الثاليـوم أحادي التكافؤ (TIX) كعازل كهربائي ولكنه يتحول إلى موصل للكهرباء عند الضغط العالمي ولكن يقل التوصيل بارتفاع درجة الحرارة.

– جدير بالذكر أن ثلاثي يوديد الثاليـوم TlI₃ لا يعد ثلاثي التكافؤ فقد أثبتت الدراسات التي أجريت على هذه المادة أنه يوديد أحادي التكافؤ لأنه يحتوي على أيون ثلاثي اليوديد ^–I³ وهو أيون أحادي التكافؤ، يتكون في محلول من خليط به ⁺Tl³ و ^–I حيث يقوم ⁺Tl³ بأكسدة أيون اليوديد ^–I.

مركبات الثاليوم Thallium Compounds

الجدول التالي يوضح مركبات الثاليوم المشهورة كما يلي:

 

استخدامات الثاليوم Uses of Thallium

(1) استخدم في أول مرة في ألمانيا لصناعة دواء سام ضد القوارض، الجرذان وبعض الحشرات.

(2) كما يستخدم كوسيط فعال في العديد من التفاعلات العضوية (أكاسيده ومركباته).

(3) يشكل باتحاده مع الرصاص، القصدير الأنتيمون مادة لا تتأثر بالأحماض تستعمل في تلبيس الأنابيب الموجودة تحت سطح الأرض.

(4) هيدروكسي كبريتيد الثاليوم يغير من ناقليته الكهربائية تحت تأثير الضوء خاصة الأشعة تحت الحمراء، فصممت بناءاً على ذلك خلايا ضوئية استخدمت في أجهزة الإنذار المخصصة للعمل في الضباب الكثيف، وفي المصابيح الكاشفة التي تعمل على الأشعة تحت الحمراء التي ترشد الطيار إلى مكان الهبوط في المطار، وفي وحدات البحث ليلاً عن الأجسام التي تشع الحرارة وأجهزة قياس الإشعاع الصادر عن النجوم.

(5) تدخل أملاح الثاليوم في تركيب أنواع خاصة من الزجاج الملون الذي يتصف بقرينة انكسار كبيرة.

(6) تصنع من البلورات الأحادية لأملاح الثاليـوم عدسات ومواشير تعمل في مجال الطيف تحت الأحمر والأجهزة العسكرية مناظير التحليل الطبيعي.

(7) كذلك تستخدم أبخرة الثاليـوم والأرجون في ملء المصابيح وأنابيب لوحات الإعلانات.

(8) علاوة على ذلك يستخدم في عمل أشعة فحص وظائف القلب حيث يحقن الدم بالثاليوم. وتستخدم مركبات الكلور مع الثاليـوم في عمليات المسح Scan لدراسة الدورة الدموية للمريض.

(9) كما يساعد أكسيد الثاليوم أيضاً في جعل الزجاج أقوى لاستخدامه في النظارات والكاميرات.

 

تأثير الثاليوم على الإنسان

– الثاليوم ومركباته غالباً ما يكون شديد السمية، إذ أن ملامسته للجلد تسبب الأمراض ولا بد من وجود تهوية كافية أثناء إذابة هذا المعدن.

– من أسباب سمية الثاليوم، حين تواجده في محلول مائي يكون على شكل شوارد أحادية التكافؤ، وتبدو مشابهة لكاتيونات الفلزات الأساسية القلوية خاصة البوتاسيوم، وعلى هذا يكمن دخوله إلى الجسم عن طريق مسارات امتصاص البوتاسيوم ويقوم بتعطيل عمليات خلوية كثيرة.

– تتجلى أعراض التعرض إلى الثاليـوم في اضطرابات معدية ومعوية خطيرة تبدأ بالغثيان، الإسهال والقيء، وبعد عام تقريباً تصاب العينين بالتهاب مما يؤدي إلى العمى الكلي والدائم وانقطاع الطمث لدى المرأة واختفاء الحيوانات المنوية لدى الرجل.

– في المرحلة الأخيرة من التسمم يتأثر الجهاز العصبي المركزي إذ يحدث انحطاط عام، غيبوبة، هذيان، تشنجات مختلفة، التهاب الأعصاب فرط في الحساسية في مستوى الأطراف السفلية حتى يصبح المصاب لا يحتمل الغطاء الذي يغطي جسمه (لباسه)، وتنتهي هذه المرحلة بموت المصاب بالاختناق نتيجة الاضطرابات التنفسية.

 

– المراجع: 

• دراسة كيميائية تحليلية مفصلة لعناصر الجدول الدوري / الأستاذ الدكتور حسن بوزيّان. أستاذ بقسم الكيمياء بالمدرسة العليا للأساتذة / الجزء الأول / أبريل 2017 / الجزائر.
• The Periodic Table Book – A Visual Encyclopedia of Elements written by Tom Jackson. – consultant Jack Challoner – Great Britain 2017