Тантал (Ta) в таблице Менделеева: период, группа, масса

Теория:

Тантал (Ta) в периодической системе: 6‑й период, 5‑я группа (по устаревшей классификации — V B), атомная масса 180,95 а.е.м.

Занимает положение в 6‑м периоде, что определяет его свойства как сверхтугоплавкого, коррозионностойкого переходного металла с высокой плотностью.

Будучи химическим гомологом (аналогом) ниобия и ванадия, он входит в состав 5‑й группы элементов, обладая схожими с ними степенями окисления и способностью к образованию устойчивых оксидных пленок.

Благодаря высокой энергии связи атомов в кристаллической решетке, обладает одной из самых высоких температур плавления среди всех металлов (свыше 3000°C), уступая лишь вольфраму и рению.

Его нахождение в 5‑й группе (ранее — побочная подгруппа V группы) задает ключевые параметры:

Наиболее характерную и устойчивую валентность V.

А также склонность к образованию сложных комплексных соединений и кислотостойких оксидов вида Ta₂O₅.

Структура атома подтверждается его электронной формулой (конфигурацией):

[Xe] 4f¹⁴ 5d³ 6s².

На которой наглядно можно определить его положение как d-блочного элемента, находящегося в начале заполнения 5d-подуровня.

Тантал в таблице Менделеева можно определить на основании закона периодичности: положение в группе (5 / V B) и периоде (6‑й), а также порядкового номера / атомный номер (Z = 73).

Как определить положение Тантала в Таблице Менделеева

Локация тантала в таблице описывается характеристиками его атомного ядра — его «химическим аттестатом» (паспортом):

1. Порядковый номер (атомный номер).
2. Наименование (название) элемента.
3. Группа (вертикальный ряд, семейство ванадия).
4. Период (горизонтальный ряд).
5. Электронное семейство (тантал — d‑элемент).

Порядковый номер / атомный номер (Z = 73)

• Служит уникальным кодом элемента в системе.
• В ядре — 73 протона; в нейтральной оболочке — 73 электрона.
• Электронное строение: [Xe] 4f¹⁴ 5d³ 6s².

Важно: Наличие трех неспаренных электронов на 5d-подуровне позволяет танталу проявлять высокую химическую активность при повышенных температурах, несмотря на его инертность при обычных условиях.

Название и символ

• Название: «Тантал» (в честь персонажа древнегреческой мифологии Тантала, что подчеркивает трудность получения металла в чистом виде).
• Символ: Ta.
• Примечание: Открыт в 1802 году Андерсом Экебергом, долгое время принимался за идентичный ниобию элемент.

Группа (5 / V B)

Расположен в 5‑й группе; по классической классификации — побочная подгруппа V группы (подгруппа ванадия).

Химический потенциал:

• Валентность тантала: наиболее типичная валентность V, реже проявляет II, III и IV.
• Степень окисления: высшая +5. Пятиокись тантала (Ta₂O₅) обладает исключительной химической стойкостью к кислотам.

Период (6‑й)

Находится в 6‑м периоде — его электроны распределены по шести энергетическим уровням.

Влияние на свойства:

• Лантаноидное сжатие: Благодаря заполнению 4f-подуровня перед танталом, радиус его атома почти равен радиусу ниобия (находящегося выше), что делает их химическими «близнецами».
• Парамагнетизм: Тантал является парамагнетиком, что обусловлено наличием неспаренных электронов на d-орбиталях.

Все значения элементов в полной сводной таблице параметров химических элементов (Z, Ar, Группа, Период).

Относительная атомная масса (Ar)

• Ar(Ta) ≈ 180,95 а.е.м.
• Определение: определяется стабильным изотопом ¹⁸¹Ta и долгоживущим изомером ^180mTa.

Все значения для всех элементов можно узнать в таблице атомных масс.

d‑Элемент (электронное семейство)

Застраивающимся является 5d‑подуровнь (5d³).

Специфика блока: Как d-элемент 6-го периода, тантал сочетает свойства типичного металла с высокой способностью к образованию сплавов, обладающих сверхпрочностью.

Определение энергетических уровней Тантала по Таблице Менделеева

Положение Тантала (Ta) в системе Менделеева — это готовый «паспорт» его внутреннего устройства.

1. 6-й период (Количество этажей)

Тантал находится в шестой строке таблицы. Номер периода определяет число электронных слоев.

• Итог: У Тантала 6 энергетических уровней.

2. Список «жильцов» (Распределение электронов)

Атомный номер Тантала — 73. Его 73 электрона распределены по уровням следующим образом:

Ta ) 2 ) 8 ) 18 ) 32 ) 11 ) 2

3. 5-я группа (Химический характер)

• d-элемент: Свойства определяются валентными электронами 5d и 6s уровней.
• Место в блоке: Является тяжелым аналогом ниобия (Nb), превосходя его по плотности и химической устойчивости.

Проверка знаний: Как определить тантал по таблице Менделеева

Выберите три верных тезиса, которые однозначно характеризуют Тантал (Ta) в структуре таблицы.

1) Порядковый номер элемента в системе — 73.

2) Расположен в 6-м периоде и 5-й группе (V B).

3) Является тугоплавким металлом, химически стойким к агрессивным средам.

4) Относится к семейству галогенов.

5) Находится в том же периоде, что и Магний (Mg).

6) При нормальных условиях является жидкостью.

Часто задаваемые вопросы: