Tántalo (elemento)

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El tántalo,^[1]​ anteriormente también conocido como tantalio,^[2]​^{[nota 1]}​ es un elemento químico de número atómico 73, que se sitúa en el grupo 5 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Ta. Se trata de un metal de transición raro, azul grisáceo, duro, que presenta brillo metálico y resiste muy bien la corrosión. Se encuentra en el mineral tantalita. Es fisiológicamente inerte, por lo que entre sus variadas aplicaciones, se puede emplear para la fabricación de instrumentos quirúrgicos y en implantes. El tántalo es una elección razonable cuando se requiere una alta resistencia a la corrosión. Aunque el tántalo no sea un metal noble, es comparable a estos en lo que respecta a la resistencia química. Además, el tántalo es muy fácil de conformar, incluso netamente por debajo de la temperatura ambiente, a pesar de su estructura cristalina cúbica centrada en el espacio. La resistencia a la corrosión del tántalo lo convierte en un material valioso en un gran número de aplicaciones químicas. Utilizamos nuestro material «inflexible», por ejemplo, para producir intercambiadores de calor para el sector de la construcción de aparatos, carros de carga para la construcción de hornos, implantes para la tecnología médica y componentes de capacitores para la industria electrónica.

Hafnio ← Tántalo → Tungsteno
73 Ta
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Información general
Nombre, símbolo, número	Tántalo, Ta, 73
Serie química	Metales de transición
Grupo, período, bloque	5, 6, d
Masa atómica	180,9479 u
Configuración electrónica	[Xe] 4f^14 5d^3 6s^2
Dureza Mohs	6,5
Electrones por nivel	2, 8, 18, 32, 11, 2
Apariencia	Azul grisáceo
Propiedades atómicas
Radio medio	145 pm
Electronegatividad	1,5 (escala de Pauling)
Radio atómico (calc)	200 pm (radio de Bohr)
Radio covalente	138 pm
Estado(s) de oxidación	5, 4, 3, 2, -1
Óxido	Óxido de tántalo
1.ª energía de ionización	761 kJ/mol
2.ª energía de ionización	1500 kJ/mol
Líneas espectrales
Propiedades físicas
Estado ordinario	Sólido
Densidad	16650 kg/m^3
Punto de fusión	3290 K (3017 °C)
Punto de ebullición	5731 K (5458 °C)
Entalpía de vaporización	743 kJ/mol
Entalpía de fusión	31,6 kJ/mol
Presión de vapor	0,776 Pa a 3269 K
Varios
Estructura cristalina	Cúbica centrada en el cuerpo
Calor específico	140 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica	7,61 × 10^6 S/m
Conductividad térmica	57,5 W/(K·m)
Módulo elástico	186 GPa
Coeficiente de Poisson	0,34
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del tántalo
iso AN Periodo MD Ed PD MeV ^179Ta Sintético 1,82 a ε 0,110 ^179Hf ^180Ta Sintético 8,125 h ε β^+ 0,854 0,708 ^180Hf ^180W ^180mTa 0,012% > 1,2 × 10^15 a β^- ε 0,075 0,075 ^180W180Hf ^181Ta 99,988% Estable con 108 neutrones
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.
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Características principales

El tántalo es un metal gris, brillante, pesado, dúctil, de alto punto de fusión, buen conductor de la electricidad y del calor y muy duro. Es muy resistente al ataque por ácidos; se disuelve empleando ácido fluorhídrico o mediante fusión alcalina. Es muy parecido al niobio y se suele extraer del mineral tantalita, que en la naturaleza aparece generalmente formando mezclas isomorfas con la columbita que se conocen con el nombre de coltán.

Alcanza el máximo estado de oxidación del grupo +5.

Su nombre recuerda a Tántalo, hijo de Júpiter y padre de Níobe. Sufrió un castigo mítico por entregarles la bebida de los dioses (la ambrosía) a los humanos. Zeus lo condenó a la sed eterna y así, sumergido, cuando intentaba beber, las aguas se apartaban. Se relaciona este fenómeno con la cualidad del metal de no ser atacado por los ácidos.

Fue descubierto por el sueco Anders Gustaf Ekeberg en 1802.

Aplicaciones

 

Capacitor de tántalo.

 

Monedas bimetálicas con centro de tántalo emitidas por el banco de Kazajistán. La primera imagen en estado original y la segunda coloreado en azul violáceo.

Se utiliza casi exclusivamente en la fabricación de condensadores electrolíticos de tántalo; por tanto, es un componente esencial de los dispositivos electrónicos muy compactos: teléfonos móviles, GPS, satélites artificiales, armas teledirigidas, televisores de plasma, videoconsolas, ordenadores portátiles, PDAs, MP3, MP4, etc.

El Ta₂O₅-SiO₂ es utilizado como catalizador en la síntesis de butadieno a partir de etano.^[3]​

En los últimos años el tántalo se ha introducido también en el mercado numismático de la moneda de colección, siendo Kazajistán el primer país del mundo en acuñar monedas realizadas con tántalo tanto en su estado natural como coloreado mediante diferentes métodos de oxidación que logran alterar su color original.^[4]​

También se utiliza en implantes de rodilla, cadera y columna, siendo la Compañía Zimmer Biomet (Warsaw,IN,EE. UU.) el fabricante con mucha masa .

No se ha detectado contaminación relacionada con el uso humano del elemento.^[5]​

Producción

El tántalo se extrae del coltán (columbita + tantalita), cuyo mayor productor es la República Democrática del Congo, con cerca del 9 % de las reservas mundiales estimadas.

Notas

1. De acuerdo a la nueva nomenclatura acordada entre la Real Academia Española, la Real Sociedad Española de Química y otras instituciones, se suprime tantalio como variante de tántalo, único nombre que debe figurar para el elemento de número atómico 73.^[1]​ Dicho cambio, aprobado el 1.º de febrero de 2017, supone la actualización entre otros del Diccionario de la lengua española en próximas ediciones.

Referencias

1. . 1 de marzo de 2017. Archivado desde el original el 5 de julio de 2017. Consultado el 4 de abril de 2017. 
2. Echevarría, A., Robledo S. y Bejarano, G. (2017). «Influencia de las nanopartículas de Ag sobre las propiedades mecánicas y tribológicas y en el efecto citotóxico y bactericida de los recubrimientos de TaN(Ag)». Revista de Metalurgia (Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas) 53 (1). ISSN 0034-8570. Consultado el 5 de abril de 2017. 
3. F. Burriel Martí, F. Lucena Conde, S. Arribas Jimeno, J. Hernández Méndez (2006). «Química analítica de los cationes: Niobio». Química analítica cualitativa (18.ª edición edición). Thomson. pp. 463-469. ISBN 84-9732-140-5. 
4. . web.archive.org. 4 de marzo de 2016. Consultado el 8 de octubre de 2020. 
5. Filella, M.; Rodríguez-Murillo, J. C. (2017-09). «Less-studied TCE: are their environmental concentrations increasing due to their use in new technologies?». Chemosphere 182: 605-616. ISSN 1879-1298. PMID 28525874. doi:10.1016/j.chemosphere.2017.05.024. Consultado el 2 de septiembre de 2021. 

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