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Thallium

Thallium
Image illustrative de l’article Thallium
Thallium dans une ampoule.
Mercure ← Thallium → Plomb
In
  Structure cristalline hexagonale compacte
 
81		 Tl
  
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
                                           
↑
Tl
↓
Nh
Tableau complet • Tableau étendu
Position dans le tableau périodique
Symbole Tl
Nom Thallium
Numéro atomique 81
Groupe 13
Période 6e période
Bloc Bloc p
Famille d'éléments Métal pauvre
Configuration électronique [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p1
Électrons par niveau d’énergie 2, 8, 18, 32, 18, 3
Propriétés atomiques de l'élément
Masse atomique 204,383 3 ± 0,000 2 u[1]
Rayon atomique (calc) 190 pm (156 pm)
Rayon de covalence 145 ± 7 pm[2]
Rayon de van der Waals 196 pm
État d’oxydation 3,1
Électronégativité (Pauling) 1,62
Oxyde basique
Énergies d’ionisation[3]
1re : 6,108 194 eV 2e : 20,428 3 eV
3e : 29,83 eV
Isotopes les plus stables
Iso AN Période MD Ed PD
MeV
203Tl29,524 %stable avec 122 neutrons
204Tl{syn.}3,78 ansβ-
ε		0.764
0.347		204Pb
204Hg
205Tl70,476 %stable avec 124 neutrons
Propriétés physiques du corps simple
État ordinaire solide
Masse volumique 11,85 g·cm-3 (20 °C)[1]
Système cristallin Hexagonal compact
Dureté (Mohs) 1,2
Couleur Blanc-gris
Point de fusion 304 °C[1]
Point d’ébullition 1 473 °C[1], 1 456,9 °C[4]
Énergie de fusion 4,142 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation 164,1 kJ·mol-1
Volume molaire 17,22×10-6 m3·mol-1
Pression de vapeur 3,805×10-6 Pa à 577 K[4]
Vitesse du son 818 m·s-1 à 20 °C
Chaleur massique 129 J·kg-1·K-1
Conductivité électrique 6,17×106 S·m-1
Conductivité thermique 46,1 W·m-1·K-1
Solubilité sol. dans H2SO4 concentré chaud[5]
Divers
No CAS 7440-28-0[6]
No ECHA 100.028.307
No CE 231-138-1
Précautions
SGH[7]
État pulvérulent :
SGH06 : ToxiqueSGH08 : Sensibilisant, mutagène, cancérogène, reprotoxique
Danger
H300, H330, H373, H413, P260, P264, P284, P310 et P301+P310
SIMDUT[8]

Produit non classé
Transport[7]
   3288   
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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Le thallium, de symbole Tl, est l'élément chimique de numéro atomique 81. Il appartient au groupe 13 du tableau périodique ainsi qu'à la famille des métaux pauvres. Son corps simple est un métal gris argenté, assez mou pour être coupé au couteau.

Le thallium est un élément « non essentiel » (il n'a aucune utilité biologique connue), en revanche il est hautement toxique, plus même que le mercure, le plomb et le cadmium[9]. Dans la nature, il est surtout présent sous la forme de sulfures et de silicates, dans certaines roches volcaniques et minerais sulfurés d'autres métaux (fer, plomb, zinc, etc.). Après altération des roches-mères en contenant, il devient assez mobile et très biodisponible dans l'eau, les sols, les sédiments et les argiles souterraines[10]. Autrefois, essentiellement piégé dans les roches profondes, il était rare dans la biosphère. Mais depuis le début de l'ère industrielle, il est largement répandu dans l'environnement par l'Homme, via l'industrie métallurgique et la combustion du charbon notamment[11]. « En raison de sa géodisponibilité, de sa mobilité, de sa dispersivité, de sa bioaccessibilité, de sa biodisponibilité et de sa toxicité pour les espèces végétales et animales »[12], il est depuis quelques décennies classé parmi les polluants émergents, persistants, devenu préoccupant à échelle mondiale dans l'eau, l'air, les sols, les écosystèmes et dans nos aliments (fruits, légumes et produits d'origine animale)[13],[11].

Le thallium est principalement présent aux nombres d'oxydation I et III. Plusieurs de ses sels (acétates et nitrates, notamment) sont très solubles dans l'eau et bioaccumulables. Ils sont également très réactifs lorsqu'ils sont exposés à l'humidité de l’air ou du sol, libérant alors — dans des conditions ambiantes — deux sortes d'ions thallium : l'ion thalleux monovalent (thallium(I), TlI, Tl+), hautement toxique, et l'ion thallique trivalent (thallium(III), TlIII, Tl3+), moins toxique mais pouvant être réduit en thallium(I).

Le thallium est désormais classé « polluant prioritaire » dans un nombre croissant de pays, notamment par l'Environmental Protection Agency américaine et par la directive-cadre européenne sur l'eau[14]. En raison de la toxicité de ce métal, ainsi que de son augmentation dans l'environnement et les aliments, des scientifiques appellent à renforcer urgemment la surveillance de ce métal, dans l'environnement et dans la chaîne alimentaire[11].

  1. ↑ a b c et d (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, , 90e éd., 2804 p., Relié (ISBN 978-1-420-09084-0).
  2. ↑ (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, « Covalent radii revisited », Dalton Transactions,‎ , p. 2832 - 2838 (DOI 10.1039/b801115j).
  3. ↑ (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC, , 89e éd., p. 10-203.
  4. ↑ a et b (en) F. Aitken et F. Volino, « New equations of state describing both the dynamic viscosity and self-diffusion coefficient for potassium and thallium in their fluid phases », Physics of Fluids, vol. 34, no 1,‎ , p. 017112 (ISSN 1070-6631 et 1089-7666, DOI 10.1063/5.0079944, lire en ligne, consulté le ).
  5. ↑ (en) Thomas R. Dulski, A manual for the chemical analysis of metals, vol. 25, ASTM International, , 251 p. (ISBN 0-8031-2066-4, lire en ligne), p. 73.
  6. ↑ Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche).
  7. ↑ a et b Entrée « Thallium, powder » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 30 juin 2018 (JavaScript nécessaire).
  8. ↑ « Thallium » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009.
  9. ↑ Erreur de référence : Balise <ref> incorrecte : aucun texte n’a été fourni pour les références nommées BlainToxicolHandBook2022
  10. ↑ (en) M. Sager, « Thallium », Toxicological & Environmental Chemistry, vol. 45, nos 1-2,‎ , p. 11–32 (ISSN 0277-2248 et 1029-0486, DOI 10.1080/02772249409358067, lire en ligne, consulté le ).
  11. ↑ a b et c (en) Bozena Karbowska, « Presence of thallium in the environment: sources of contaminations, distribution and monitoring methods », Environmental Monitoring and Assessment, vol. 188, no 11,‎ , p. 640 (ISSN 0167-6369 et 1573-2959, PMID 27783348, PMCID PMC5080298, DOI 10.1007/s10661-016-5647-y, lire en ligne, consulté le ).
  12. ↑ Erreur de référence : Balise <ref> incorrecte : aucun texte n’a été fourni pour les références nommées FateEnv2021
  13. ↑ (en) « The roof of the Alps yields clues to a toxic-pollutant puzzle », Nature,‎ (DOI 10.1038/d41586-022-01944-0, lire en ligne, consulté le ).
  14. ↑ (en) Nelson Belzile et Yu-Wei Chen, « Thallium in the environment : A critical review focused on natural waters, soils, sediments and airborne particles », Applied Geochemistry, vol. 84,‎ , p. 218–243 (DOI 10.1016/j.apgeochem.2017.06.013, lire en ligne, consulté le ).
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