元素的基本信息
元素符号:Tl
原子序数:81
中文名称及拼音:铊 tā
英文名称:Thallium
相对原子质量:204.38[204.38,204.39]
原子核外电子排布式:[Xe]4f145d106s26p1
重要的同位素及其天然丰度:203Tl 29.52(1)%,205Tl 70.48(1)%
常见的同素异形体:
地壳中的含量(mg·kg-1):8.5×10-1
海洋中的含量(mg·L-1):1.9×10-5
是否生命必需元素:
人体中的含量(g,按照体重70kg计):
人体中含量占体重百分数(%):
常见氧化态:0,+1,+3
元素电负性:1.8
原子半径(pm):170(CN=12)
离子半径(pm):150(Tl+,CN=6),159(Tl+,CN=8),
170(Tl+,CN=12),75(Tl3+,CN=4),88.5(Tl3+,CN=6),
98(Tl3+,CN=8)
元素第一电离能(kJ·mol-1):589.35
元素第一电子亲和能(kJ·mol-1):36.375
单质的基本物理量
化学式:Tl
熔点(°C):304
沸点(°C):1473
密度(g·cm-3):11.8
比热容298.15K(mol-1·K-1):26.3
熔化热(kJ·mol-1):4.142
汽化热(kJ·mol-1):
原子化焓(kJ·mol-1):182.2±0.4
单质的热力学数据
化学式:Tl
标准摩尔生成焓(kJ·mol-1):
0(s),182.2(g)
标准摩尔生成吉布斯自由能(kJ·mol-1):
0(s),147.4(g)
标准摩尔熵(J·mol-1·K-1):
64.2(s),181.0(g)


元素在自然界的存在形式
常见的存在形式:红铊矿、褐铊矿、铊黄铁矿。
常见存在形式的化学式:TlAsS2,Tl2O3,(Fe,Tl)(S,As)2
主要存在地:前南斯拉夫,瑞士,美国,中国贵州、云南等地。
其他
电极反应与标准电极电势:
电极反应 E/V
Tl+ + e- ⇌ Tl -0.336
Tl+ + e- ⇌ Tl(Hg) -0.3338
Tl3+ + 2e- ⇌ Tl+ 1.252
Tl3+ + 3e- ⇌ Tl 0.741
TlBr + e- ⇌ Tl + Br- -0.658
TlCl + e- ⇌ Tl + Cl- -0.5568
TlI + e- ⇌ Tl + I- -0.752
Tl2O3 + 3H2O + 4e- ⇌ 2Tl+ + 6OH- 0.02
TlOH + e- ⇌ Tl + OH- -0.34
Tl(OH)3 + 2e- ⇌ TlOH + 2OH- -0.05
Tl2SO4 + 2e- ⇌ Tl + SO2-4 -0.4360

某些化合物沉淀Ksp:
金属离子 阴离子 Ksp
N-3 2.2×10-4
BrO-3 1.10×10-5
Br- 3.71×10-6
Cl- 1.86×10-4
CrO2-4 8.67×10-13
[Fe(CN)6]4- 5×10-10
[PtCl6]2- 4.0×10-12
Tl+ IO-3 3.12×10-6
I- 5.54×10-8
C2O2-4 2×10-4
SeO2-4 1.0×10-4
SeO2-3 2×10-39
S2- 5×10-21
SCN- 1.57×10-4
Tl3+ OH- 1.68×10-44


某些配位化合物K:
金属离子 配体 log K1 log K2 log K3 log K4 log K5 log K6
Br- 0.93
Cl- 0.52
F- 0.1
Tl+ I- 0.72 0.90 1.08
NO-3 0.33
SCN- 0.80
Br- 9.7 16.6 21.2 23.9 29.2 31.6
Cl- 8.14 13.60 15.78 18.00
Tl3+ OH- 12.86 25.37
I- 11.41 20.88 27.60 31.82
NO-3 0.92
TlO+ F- 6.44

元素发现简史
发现时间、发现者:

1861年 英国化学家克鲁克斯(William Crookes)和法国化学家拉米(Claude-Auguste Lamy)

命名时间、命名者:

1861年 英国化学家克鲁克斯(William Crookes)

命名的意思:

源于希腊语thallos(绿芽)。

发现简史:

1859—1860年间,德国化学家本生(Robert Bunsen)和物理学家基尔霍夫(Gustav Kirchhoff)合作发明了光谱分析法,并利用焰色光谱成功发现铯和铷元素。从此之后,科学家开始广泛使用光谱分析法来鉴定矿物和化合物的成分。

1861年,英国化学家克鲁克斯(William Crookes)利用光谱分析法研究霍夫曼(August Hofmann)数年前交给自己的一种硒化合物中是否含有碲,该样品是德国哈茨山上的一座硫酸工厂铅室法生产的产物。他发现其光谱中有一条陌生的绿线,认为这是由一种新元素产生的。到了1862年,克鲁克斯已经能够分离出少量的新元素,并且对它的一些化合物进行化学分析。根据其谱线的颜色,将其命名为Thallium。

同一时期,法国化学家拉米(Claude-Auguste Lamy)所用的光谱仪与克鲁克斯的相似。以黄铁矿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。他研究了多种铊化合物的性质,而且还通过电解铊盐的办法得到了铊单质,再经熔铸后制成小块的铊金属。

拉米在1862年伦敦国际博览会上因“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,也因“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持续到1863年。争议在1863年6月克鲁克斯获选为英国皇家学会会士之后逐渐消退。

参考文献
[1] [2019-10-31]. https://en.wikipedia.org/wiki/Thallium#History.
[2] [2019-10-31]. https://www.rsc.org/periodic-table/element/81/Thallium.