Tallio: proprietà, reazioni, composti

Il tallio è un metallo appartenente al Gruppo 13 e al 6° Periodo con configurazione elettronica [Xe] 4f14,5d10, 6s2,6p1.

Per la sua posizione nella Tavola Periodica è definito come metallo di post-transizione appellativo che si riferisce ai metalli appartenenti al blocco p che sono disposti tra semimetalli e metalli di transizione.

Proprietà

E’ un metallo di colore bianco argenteo che fu scoperto nel 1861 dal chimico britannico Sir William Crookes e dal chimico francese Claude Auguste Lamy indipendentemente l’uno dall’altro nell’ambito dei loro studi sui residui della produzione di acido solforico.

Attualmente  è ottenuto come sottoprodotto dalla raffinazione di metalli pesanti piuttosto che dei minerali in cui è contenuto.

Questo metallo deve il suo nome derivante dal greco θαλλός che significa “germoglio verde” per il colore verde intenso delle sue linee di emissione nello spettro.
Ha numeri di ossidazione −5 −2, −1, +1, +2, +3 sebbene il numero di ossidazione più frequente sia +1.

Con il numero di ossidazione +1 è ossidato dal cloro a tallio (III) secondo la reazione:
Tl+(aq) + Cl2(aq)  → Tl3+(aq)  + 2 Cl(aq)

Reazioni

Reagisce con l’ossigeno passivandosi formando cioè un sottile strato di ossido di tallio (I) che preserva gli strati sottostanti da ulteriore ossidazione:
4 Tl(s) + O2(g)→ 2 Tl2O(s)

In presenza di acqua  reagisce lentamente per dare idrossido di tallio:
2 Tl(s) + 2 H2O(l) → 2 TlOH(aq) + H2(g)

In ambiente basico il tallio (III) reagisce per dare l’ossido di tallio (III) poco solubile di colore scuro:
2 Tl3+(aq) + 6 OH(aq) → Tl2O3(s) + 3 H2O(l)

Reagisce con fluoro, cloro e bromo per dare i corrispondenti alogenuri di tallio (III) secondo la reazione generale:
2 Tl + 3 X2→ 2 TlX3

Reazione con gli alogenuri

Il diverso comportamento del tallio (I) e del tallio (III) è evidente nelle rispettive reazioni con gli alogenuri.

Se ha numero di ossidazione 1  reagisce con i cloruri, bromuri e ioduri per dare sali poco solubili di diverse colorazioni secondo la reazione generale:
Tl+(aq) + X(aq)→ TlX(s)  

Il cloruro e lo ioduro sono bianchi e lo ioduro è giallo

Con numero di ossidazione 3 in presenza di cloruro e bromuro dà i complessi tetraclorotalliato (III) e trtrabromotalliato (III):
Tl3+(aq) + 4 Cl(aq)→ [TlCl4](aq)
Tl3+(aq) + 4 Br(aq)→ [TlBr4](aq)

In presenza di ioduro dà un precipitato di triioduro di tallio (III) di colore nero:
Tl3+(aq) + 3 I(aq)→ TlI3(s)

Per riscaldamento il triioduro  si decompone termicamente per dare tallio e iodio:
2 TlI3(s) → 2 Tl(s) + 3 I2(g)

In eccesso di ioduro il triioduro  si solubilizza per dare il complesso tetraiodiotalliato (III):
TlI3(s) + I(aq) → [TlI4](aq)

Reazione con i solfuri

In presenza di solfuri il tallio (I) dà luogo alla formazione di un precipitato nero di solfuro di tallio (I):
2 Tl+(aq) + S2-(aq)→ Tl2S(s)  

Se ha numero di ossidazione 3 può essere ridotto nel suo stato di ossidazione più stabile reagendo con acido solfidrico o con biossido di zolfo a caldo:
Tl3+(aq) + H2S(aq) → Tl+(aq) + S(s) + 2 H+(aq)
Tl3+(aq) + SO2(g) 2 H2O(l) → Tl+(aq) + SO42- (aq) + 4 H+(aq)

Composti

Tra i  suoi composti vi è un superconduttore ovvero l’ossido di tallio bario calcio rame avente formula Tl2Ba2Ca2Cu3O10.
Uno dei composti più noti  è il solfato Tl2SO4 noto per essere un potente veleno.

Il solfuro di tallio (I) per le sue proprietà ottiche è utilizzato quale componente nei fotoresistori

 

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