История открытия химического элемента таллия
В истории открытия химических элементов немало парадоксов. Случалось, что поисками еще неизвестного элемента занимался один исследователь, а находил его другой.
Иногда несколько ученых «шли параллельным курсом», и тогда после открытия (а к нему всегда кто-то приходит чуть раньше других) возникали приоритетные споры.
Иногда же случалось, что новый элемент давал знать о себе вдруг, неожиданно. Именно так был открыт элемент № 81 — таллий.
Крукс полагал, что эта пыль должна содержать селен и теллур — аналоги серы. Селен он нашел, а вот теллура обычными химическими методами обнаружить не смог.
Тогда Крукс решил воспользоваться новым для того времени и очень чувствительным методом спектрального анализа.
В спектре он неожиданно для себя обнаружил новую линию светло-зеленого цвета, которую нельзя было приписать ни одному из известных элементов.
Эта яркая линия была первой «весточкой» нового элемента. Благодаря ей он был обнаружен и благодаря ей назван по-латыни thallus — «распускающаяся ветка».
Спектральная линия цвета молодой листвы оказалась «визитной карточкой» таллия.
В греческом языке (а большинство названий элементов берут начало в латыни или в греческом) почти так же звучит слово, которое на русский переводится как «выскочка».
Таллий действительно оказался выскочкой — его не искали, а он нашелся…
Элемент со странностями
Больше 30 лет прошло после открытия Крукса, а таллий все еще оставался одним из наименее изученных элементов.
Его искали в природе и находили, но, как правило, в минимальных концентрациях. Лишь в 1896 г. русский ученый И. А. Антипов обнаружил повышенное содержание таллия в силезских марказит.
О таллии в то время говорили как об элементе редком, рассеянном и еще — как об элементе со странностями.
Почти все это справедливо и в наши дни. Только таллий не так уж редок — содержание его в земной коре 0,0003% — намного больше, чем, например, золота, серебра или ртути.
Найдены и собственные минералы этого элемента — очень редкие минералы лорандит TlAsS2, врбаит Tl(As, Sb)3S5 и другие.
Но ни одно месторождение минералов таллия на Земле не представляет интереса для промышленности.
Получают этот элемент при переработке различных веществ и руд — как побочный продукт. Таллий действительно оказался очень рассеян.
И странностей в его свойствах, как говорится, хоть отбавляй. С одной стороны, таллий сходен со щелочными металлами.
И в то же время он чем-то похож на серебро, а чем-то на свинец и олово.
Судите сами: подобно калию и натрию, таллий обычно проявляет валентность 1+, гидроокись одновалентного таллия ТlOН — сильное основание, хорошо растворимое в воде.
Как и щелочные металлы, таллий способен образовывать полииодиды, полисульфиды, алкоголяты.
Зато слабая растворимость в воде хлорида, бромида и иодида одновалентного таллия роднит этот элемент с серебром.
А по внешнему виду, плотности, твердости, температуре плавления — по всему комплексу физических свойств — таллий больше всего напоминает свинец.
И при этом он занимает место в III группе периодической системы, в одной подгруппе с галлием и индием, и свойства элементов этой подгруппы изменяются вполне закономерно.
Помимо валентности 1+, таллий может проявлять и естественную для элемента III группы валентность 3+.
Как правило, соли трехвалентного таллия труднее растворить, чем аналогичные соли таллия одновалентного.
Последние, кстати, изучены лучше и имеют большее практическое значение.Но есть соединения, в состав которых входит и тот и другой таллий.
Например, способны реагировать между собой галогениды одно- и трехвалентного таллия. И тогда возникают любопытные комплексные соединения, в частности Тl1+ [Тl3+Сl2Вr2]—.
В нем одновалентный таллий выступает в качестве катиона, а трехвалентный входит в состав комплексного аниона.
Французский химик Дюма
Подчеркивая сочетание различных свойств в этом элементе, французский химик Дюма писал:
«Не будет преувеличением, если с точки зрения общепринятой классификации металлов мы скажем, что таллий объединяет в себе противоположные свойства, которые позволяют называть его парадоксальным металлом».
Далее Дюма утверждает, что среди металлов противоречивый таллий занимает такое же место, какое занимает утконос среди животных.
И в то же время Дюма (а он был одним из первых исследователей элемента № 81) верил, что «таллию суждено сделать эпоху в истории химии».
Эпохи таллий пока не сделал и не сделает, наверное. Но практическое применение он нашел (хотя и не сразу).
Для некоторых отраслей промышленности и науки этот элемент по-настоящему важен.