Talium

Sebuah atom talium memiliki 81 elektron, tersusun dalam konfigurasi elektron [Xe]4f¹⁴5d¹⁰6s²6p¹; dari konfigurasi ini, tiga elektron terluar di kulit keenam merupak elektron valensi. Akibat dari efek pasangan lengai, pasangan elektron 6s distabilkan secara relativistik dan lebih sulit untuk melibatkannya dalam ikatan kimia daripada untuk unsur yang lebih berat. Dengan demikian, sangat sedikit elektron yang tersedia untuk ikatan logam, mirip dengan unsur-unsur tetangga seperti raksa dan timbal. Talium, seperti halnya kerabatnya, merupakan logam lunak yang menghantarkan listrik tinggi dengan titik lebur yang rendah, 304 °C.^[8]

Sejumlah potensial elektrode standar, tergantung pada reaksi yang dipelajari,^[9] dilaporkan untuk talium, yang mencerminkan penurunan stabilitas bilangan oksidasi +3 yang besar:^[8]

Talium merupakan unsur pertama dalam golongan 13 di mana reduksi bilangan oksidasi +3 menjadi +1 terjadi secara spontan dalam kondisi standar.^[8] Karena energi ikatan menurun ke bawah golongan, dengan talium, energi yang dilepaskan dalam membentuk dua ikatan tambahan dan mencapai keadaan +3 tidak selalu cukup untuk melebihi energi yang dibutuhkan untuk melibatkan elektron 6s.^[10] Dengan demikian, talium(I) oksida dan hidroksida lebih basa dan talium(III) oksida dan hidroksida lebih asam, menunjukkan bahwa talium sesuai dengan aturan umum yang menyatakan bahwa suatu unsur akan lebih elektropositif pada bilangan oksidasi yang lebih rendah.^[10]

Talium terasa cukup lunak dan dapat dipotong dengan pisau pada suhu kamar. Ia memiliki kilau logam yang, ketika terkena udara, dengan cepat ternodai menjadi semburat abu-abu kebiruan, menyerupai timbal. Ia dapat diawetkan dengan perendaman dalam minyak. Lapisan oksida berat akan menumpuk pada talium jika dibiarkan melakukan kontak dengan udara. Dengan adanya air, talium hidroksida akan terbentuk. Asam sulfat dan nitrat dapat melarutkan talium dengan cepat untuk membuat garam sulfat dan nitrat, sedangkan asam klorida akan membentuk lapisan talium(I) klorida yang tidak larut.^[11]

Talium memiliki 41 isotop yang memiliki massa atom berkisar antara 176 hingga 216. ²⁰³Tl dan ²⁰⁵Tl merupakan isotop stabil talium dan menyusun hampir semua talium alami. ²⁰⁴Tl adalah radioisotop yang paling stabil, dengan waktu paruh 3,78 tahun.^[12] Ia dibuat melalui pengaktifan neutron talium stabil dalam reaktor nuklir.^[12][13] Radioisotop yang paling berguna, ²⁰¹Tl (waktu paruh 73 jam), meluruh melalui penangkapan elektron, memancarkan sinar-X (~70–80 keV), dan foton sebesar 135 dan 167 keV dalam kelimpahan total 10%;^[12] oleh karena itu, radioisotop ini memiliki karakteristik pencitraan yang baik tanpa dosis radiasi pasien yang berlebihan. Ia merupakan isotop paling populer yang digunakan untuk uji stres jantung nuklir talium.^[14]

Senyawa talium(III) menyerupai senyawa aluminium(III) yang sesuai. Mereka adalah oksidator yang cukup kuat dan biasanya tidak stabil, seperti yang digambarkan oleh potensial reduksi positif untuk pasangan Tl³⁺/Tl. Beberapa senyawa valensi campuran juga telah dikenal, seperti Tl₄O₃ dan TlCl₂, yang mengandung talium(I) dan talium(III). Talium(III) oksida, Tl₂O₃, merupakan padatan hitam yang terurai di atas 800 °C, membentuk talium(I) oksida dan oksigen.^[11]

Senyawa talium yang paling sederhana, talana (TlH₃), terlalu tidak stabil untuk eksis dalam jumlah besar, baik karena ketidakstabilan bilangan oksidasi +3 maupun tumpang tindih yang buruk dari orbital valensi 6s dan 6p talium dengan orbital 1s hidrogen.^[15] Talium trihalida lebih stabil, meskipun secara kimiawi berbeda dari unsur-unsur golongan 13 yang lebih ringan dan masih paling tidak stabil di dalam golongannya. Misalnya, talium(III) fluorida, TlF₃, memiliki struktur β-BiF₃ dan bukannya struktur trifluorida golongan 13 yang lebih ringan, dan tidak membentuk anion kompleks TlF−4 dalam larutan berair. Talium triklorida dan tribromida terdismutasi tepat di atas suhu kamar untuk menghasilkan monohalida, dan talium triiodida mengandung anion triiodida linier (I−3) dan sebenarnya merupakan senyawa talium(I).^[16] Talium(III) sesquikalkogenida tidak eksis.^[17]

Talium(I) halida stabil. Sesuai dengan ukuran kation Tl⁺ yang besar, talium klorida dan bromida memiliki struktur sesium klorida, sedangkan talium fluorida dan iodida memiliki struktur natrium klorida. Seperti senyawa perak analog, TlCl, TlBr, dan TlI bersifat fotosensitif dan menunjukkan kelarutan yang buruk dalam air.^[18] Stabilitas senyawa talium(I) menunjukkan perbedaannya dari kelompok lainnya: oksida, hidroksida, dan karbonat yang stabil telah diketahui, seperti banyak kalkogenida.^[19]

Garam ganda Tl₄(OH)₂CO₃ telah terbukti memiliki segitiga talium yang berpusat pada hidroksil, [Tl₃(OH)]²⁺, sebagai motif berulang pada seluruh struktur padatnya.^[20]

Senyawa logamorganik talium etoksida (TlOEt, TlOC₂H₅) adalah sebuah cairan berat (ρ 3,49 g·cm⁻³, t.l. −3 °C),^[21] sering digunakan sebagai sumber talium basa dan larut dalam kimia organik dan organologam.^[22]

Senyawa organotalium cenderung tidak stabil secara termal, sejalan dengan kecenderungan penurunan stabilitas termal ke bawah golongan 13. Reaktivitas kimia dari ikatan Tl–C juga menjadi yang paling rendah pada golongan tersebut, terutama untuk senyawa ionik bertipe R₂TlX. Talium membentuk ion [Tl(CH₃)₂]⁺ yang stabil dalam larutan berair; seperti halnya Hg(CH₃)₂ dan [Pb(CH₃)₂]²⁺ yang isoelektronik, ia linier. Trimetiltalium dan trietiltalium, seperti senyawa galium dan indium yang sesuai, merupakan cairan yang mudah terbakar dengan titik lebur rendah. Seperti halnya indium, senyawa talium siklopentadienil mengandung talium(I), berbeda dengan galium(III).^[23]

Talium (bahasa Yunani: θαλλός, thallos, yang berarti "tunas hijau atau ranting")^[24] ditemukan oleh William Crookes dan Claude-Auguste Lamy, bekerja secara independen, keduanya menggunakan spektroskopi nyala (Crookes yang pertama kali memublikasikan temuannya, pada 30 Maret 1861).^[25] Nama ini berasal dari garis emisi spektrum berwarna hijau muda milik talium.^[26]

Setelah pemublikasian metode spektroskopi nyala yang disempurnakan oleh Robert Bunsen dan Gustav Kirchhoff^[27] dan penemuan sesium serta rubidium pada tahun 1859 hingga 1860, spektroskopi nyala menjadi metode yang disetujui untuk menentukan komposisi mineral dan produk kimia. Crookes dan Lamy mulai menggunakan metode baru ini. Crookes menggunakannya untuk membuat penentuan spektroskopi untuk telurium pada senyawa selenium yang disimpan di kamar timbal dari sebuah pabrik produksi asam sulfat dekat Tilkerode di pegunungan Harz. Dia telah memperoleh sampel untuk penelitiannya mengenai selenium sianida dari August Hofmann beberapa tahun sebelumnya.^[28][29] Pada tahun 1862, Crookes mampu mengisolasi sejumlah kecil unsur baru dan menentukan sifat-sifat dari beberapa senyawa.^[30] Claude-Auguste Lamy menggunakan spektrometer yang mirip dengan Crookes untuk menentukan komposisi zat yang mengandung selenium yang diendapkan selama produksi asam sulfat dari pirit. Dia juga memperhatikan garis hijau baru dalam spektrum dan menyimpulkan bahwa ada unsur baru. Lamy telah menerima bahan ini dari pabrik asam sulfat temannya Frédéric Kuhlmann dan produk sampingan ini tersedia dalam jumlah besar. Lamy mulai mengisolasi unsur baru ini dari sumber tersebut.^[31] Fakta bahwa Lamy mampu mengerjakan talium dalam jumlah yang cukup memungkinkan dia untuk menentukan sifat-sifat beberapa senyawa, dan selain itu, dia menyiapkan ingot talium metalik kecil yang dia buat dengan melebur kembali talium yang dia peroleh melalui elektrolisis garam talium.^{[butuh rujukan]}

Karena kedua ilmuwan tersebut menemukan talium secara independen dan sebagian besar pekerjaan, terutama isolasi talium logam telah dilakukan oleh Lamy, Crookes mencoba untuk mengamankan prioritasnya sendiri pada pekerjaan itu. Lamy dianugerahi medali di Pameran Internasional di London 1862: Untuk penemuan sumber talium yang baru dan berlimpah dan setelah protes berat, Crookes juga menerima medali: talium, untuk penemuan unsur baru. Kontroversi antara kedua ilmuwan berlanjut hingga tahun 1862 dan 1863. Sebagian besar diskusi ini berakhir setelah Crookes terpilih sebagai Fellow of the Royal Society pada bulan Juni 1863.^[32][33]

Penggunaan talium yang dominan adalah sebagai racun bagi hewan pengerat. Setelah beberapa kecelakaan, penggunaan talium sebagai racun akhirnya dilarang di Amerika Serikat melalui Perintah Eksekutif Presiden 11643 pada bulan Februari 1972. Pada tahun-tahun berikutnya, beberapa negara lain juga melarang penggunaannya.^[34]

Meskipun talium merupakan unsur yang cukup melimpah di kerak Bumi, dengan konsentrasi diperkirakan 0,7 mg/kg,^[35] sebagian besar berasosiasi dengan mineral berbasis kalium di tanah liat, tanah, dan granit, talium umumnya tidak dapat diperoleh secara ekonomis dari sumber-sumber tersebut. Sumber utama talium untuk tujuan praktis adalah jumlah jejak yang ditemukan dalam tembaga, timah, seng, dan bijih logam berat-sulfida lainnya.^[36][37]

Talium ditemukan dalam mineral kruksit TlCu₇Se₄, hutcinsonit TlPbAs₅S₉, dan lorándit TlAsS₂.^[38] Talium juga terjadi sebagai unsur jejak dalam pirit besi, dan talium diekstraksi sebagai produk sampingan dari pemanggangan mineral ini untuk produksi asam sulfat.^[6][39]

Talium juga dapat diperoleh dari peleburan bijih timbal dan seng. Nodul mangan yang ditemukan di dasar laut mengandung beberapa talium, tetapi koleksi nodul ini sangat mahal. Terdapat pula potensi untuk merusak lingkungan laut.^[40] Selain itu, beberapa mineral talium lainnya, yang mengandung 16% hingga 60% talium, terdapat di alam sebagai kompleks sulfida atau selenida yang mengandung terutama antimon, arsen, tembaga, timbal, dan perak. Mineral-mineral ini sangatlah langka, dan tidak memiliki kepentingan komersial sebagai sumber talium.^[35] Deposit Alsar di Makedonia Utara bagian selatan adalah satu-satunya daerah di mana talium aktif ditambang. Deposit ini masih mengandung sekitar 500 ton talium, dan merupakan sumber untuk beberapa mineral thallium yang langka, misalnya lorándit.^[41]

Survei Geologi Amerika Serikat (USGS) memperkirakan bahwa produksi tahunan talium di seluruh dunia adalah 10 metrik ton sebagai produk sampingan dari peleburan bijih tembaga, seng, dan timbal.^[35] Talium diekstraksi dari debu dari cerobong peleburan atau dari residu seperti terak yang dikumpulkan pada akhir proses peleburan.^[35] Bahan baku yang digunakan untuk produksi talium mengandung sejumlah besar bahan lain, dan oleh karena itu, pemurnian menjadi langkah pertama. Talium dilindi baik dengan menggunakan basa atau asam sulfat dari bahan tersebut. Talium diendapkan beberapa kali dari larutan untuk menghilangkan kotoran. Pada akhirnya, ia diubah menjadi talium sulfat dan talium diekstraksi melalui elektrolisis pada plat platina atau baja nirkarat.^[39] Produksi talium menurun sekitar 33% pada periode 1995 hingga 2009 – dari sekitar 15 metrik ton menjadi sekitar 10 ton. Karena ada beberapa deposit atau bijih kecil dengan kandungan talium yang relatif tinggi, akan dimungkinkan untuk meningkatkan produksi talium jika aplikasi baru, seperti superkonduktor suhu tinggi yang mengandung talium, menjadi praktis untuk digunakan secara luas di luar laboratorium.^[42]

Talium sulfat yang tidak berbau dan tidak berasa pernah banyak digunakan sebagai racun tikus dan pembunuh semut. Sejak tahun 1972, penggunaan ini telah dilarang di Amerika Serikat karena masalah keamanan.^[6][34] Banyak negara lain mengikuti contoh ini. Garam talium digunakan dalam pengobatan kurap, infeksi kulit lainnya, dan untuk mengurangi keringat malam pada pasien tuberkulosis. Penggunaan ini telah dibatasi karena indeks terapeutiknya yang sempit, dan pengembangan obat-obatan yang lebih baik untuk kondisi ini.^[43][44][45]tinggi yang memiliki titik leleh rendah di kisaran 125 dan===Optika===Kristal talium(I) bromida dan talium(I) iodida telah digunakan sebagai bahan optik inframerah, karena mereka lebih keras daripada optik inframerah umum lainnya, dan karena mereka memiliki transmisi pada panjang gelombang yang jauh lebih panjang. Nama dagang KRS-5 mengacu pada bahan ini.^[46] Talium(I) oksida telah digunakan untuk membuat kacamata yang memiliki indeks bias yang tinggi. Dikombinasikan dengan belerang atau selenium dan arsen, talium telah digunakan dalam produksi gelas berdensitas tinggi yang memiliki titik lebur rendah di kisaran 125° dan 150° Celsius. Kacamata ini memiliki sifat suhu kamar yang mirip dengan kacamata biasa dan tahan lama, tidak larut dalam air dan memiliki indeks bias yang unik.^[47]

Konduktivitas listrik talium(I) sulfida berubah dengan paparan cahaya inframerah, membuat senyawa ini berguna dalam resistor foto.^[43] Talium selenida telah digunakan dalam bolometer untuk deteksi inframerah.^[48] Doping semikonduktor selenium dengan talium akan meningkatkan kinerjanya, sehingga ia digunakan dalam jumlah kecil dalam penyearah selenium.^[43] Aplikasi lain dari doping talium adalah kristal natrium iodida dalam perangkat deteksi radiasi gama. Dalam hal ini, kristal natrium iodida didoping dengan sejumlah kecil talium untuk meningkatkan efisiensinya sebagai generator skintilasi.^[49] Beberapa elektrode dalam penganalisa oksigen terlarut mengandung talium.^[6]

Kegiatan penelitian dengan talium sedang berlangsung untuk mengembangkan bahan superkonduktor bersuhu tinggi untuk beberapa aplikasi seperti pencitraan resonansi magnetik, penyimpanan energi magnetik, propulsi magnetik, dan pembangkit serta transmisi tenaga listrik. Penelitian dalam aplikasi ini dimulai setelah penemuan superkonduktor talium barium kalsium tembaga oksida pada tahun 1988.^[50] Superkonduktor talium kuprat juga telah ditemukan yang memiliki suhu transisi di atas 120 K. Beberapa superkonduktor talium kuprat yang didoping raksa memiliki suhu transisi di atas 130 K pada tekanan sekitar, hampir setinggi pemegang rekor dunia, raksa kuprat.^[51]

Sebelum penerapan teknesium-99m secara luas dalam kedokteran nuklir, isotop radioaktif talium-201, dengan waktu paruh 73 jam, merupakan zat utama yang digunakan untuk kardiografi nuklir. Nuklida ini masih digunakan untuk tes stres untuk stratifikasi risiko pada pasien dengan penyakit jantung koroner (CAD).^[52] Isotop talium ini dapat dihasilkan dengan menggunakan generator yang dapat diangkut, yang mirip dengan generator teknesium-99m.^[53] Generator ini mengandung timbal-201 (waktu paruh 9,33 jam), yang meluruh melalui penangkapan elektron menjadi talium-201. Timbal-201 dapat diproduksi dalam siklotron dengan menembakkan talium dengan proton atau deuteron melalui reaksi (p,3n) dan (d,4n).^[54][55]

Tes stres talium merupakan bentuk skintigrafi di mana jumlah talium dalam jaringan berkorelasi dengan suplai darah jaringan. Sel jantung yang hidup memiliki pompa penukar ion Na⁺/K⁺ yang normal. Kation Tl⁺ akan mengikat pompa K⁺ dan diangkut ke dalam sel. Latihan atau dipiridamol akan menginduksi pelebaran (vasodilasi) arteri di dalam tubuh. Hal ini menghasilkan serangan koroner oleh area di mana arteri melebar secara maksimal. Area jaringan infark atau iskemik akan tetap "dingin". Talium sebelum dan sesudah stres dapat menunjukkan area yang akan mendapat manfaat dari revaskularisasi miokard. Redistribusi menunjukkan adanya serangan koroner dan adanya penyakit jantung koroner iskemik.^[56]

Paduan raksa-talium, yang membentuk eutektik pada 8,5% talium, dilaporkan membeku pada −60 °C, sekitar 20 °C di bawah titik beku raksa. Paduan ini digunakan dalam termometer dan sakelar suhu rendah.^[43] sakelar suhu rendah.[43] Dalam sintesis organik, garam talium(III), seperti talium trinitrat atau triasetat, merupakan reagen yang berguna untuk melakukan transformasi yang berbeda dalam aromatik, keton dan olefin, serta yang lainnya.^[57] Talium merupakan konstituen dari paduan di pelat anode baterai magnesium air laut.^[6] Garam talium larut ditambahkan ke dalam rendaman pelapisan emas untuk meningkatkan kecepatan pelapisan dan untuk mengurangi ukuran butir di dalam lapisan emas.^[58]

Larutan jenuh talium(I) format (Tl(CHO₂)) dan talium(I) malonat (Tl(C₃H₃O₄)) yang sama dalam air dikenal sebagai larutan Clerici. Ia merupakan cairan bergerak, tidak berbau yang berubah dari kekuningan menjadi tidak berwarna setelah mengurangi konsentrasi garam talium. Dengan massa jenis 4,25 g/cm³ pada suhu 20 °C, larutan Clerici merupakan salah satu larutan berair terberat yang diketahui. Ia digunakan pada abad ke-20 untuk mengukur kepadatan mineral dengan metode flotasi, tetapi penggunaannya telah dihentikan karena toksisitas dan sifat korosif larutan ini yang tinggi.^[59][60]

Talium iodida sering digunakan sebagai aditif dalam lampu halida logam, seringkali bersama-sama dengan satu atau dua halida dari logam lain. Ia memungkinkan optimalisasi suhu lampu dan rendering warna,^[61][62] dan menggeser output spektrum ke wilayah hijau, yang berguna untuk pencahayaan bawah air.^[63]

Talium

Bahaya
Piktogram GHS
Keterangan bahaya GHS	{{{value}}}
Pernyataan bahaya GHS	H300, H330, H373, H413
Langkah perlindungan GHS	P260, P264, P284, P301, P310[64]

Talium dan senyawanya sangatlah beracun, dengan sejumlah kasus keracunan talium yang fatal.^[65][66] Administrasi Keselamatan dan Kesehatan Kerja (OSHA) telah menetapkan batas hukum (batas paparan yang diizinkan) untuk paparan talium di tempat kerja sebesar 0,1 mg/m² kulit selama delapan jam hari kerja. Institut Nasional untuk Keselamatan dan Kesehatan pada Pekerjaan (NIOSH) juga menetapkan batas paparan yang direkomendasikan (recommended exposure limit, REL) sebesar 0,1 mg/m² kulit selama delapan jam hari kerja. Pada kadar 15 mg/m², talium langsung berbahaya bagi kehidupan dan kesehatan.^[67]

Kontak dengan kulit berbahaya, dan ventilasi yang memadai diperlukan saat meleburkan logam ini. Senyawa talium(I) memiliki kelarutan air yang tinggi dan mudah diserap melalui kulit, dan harus berhati-hati untuk menghindari rute paparan ini, karena penyerapan kulit dapat melebihi dosis serap yang diterima melalui inhalasi pada batas paparan yang diizinkan (permissible exposure limit, PEL).^[68] Paparan melalui inhalasi tidak dapat dengan aman melebihi 0,1 mg/m² dalam rata-rata tertimbang waktu delapan jam (minggu kerja 40 jam).^[69] Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit Amerika Serikat (CDC) menyatakan, "Talium tidak diklasifikasikan sebagai karsinogen, dan tidak diduga sebagai karsinogen. Tidak diketahui apakah paparan talium kronis atau berulang akan meningkatkan risiko toksisitas reproduksi atau toksisitas perkembangan. Paparan talium tingkat tinggi kronis melalui inhalasi telah dilaporkan menyebabkan efek sistem saraf, seperti mati rasa pada jari tangan dan kaki."^[70] Untuk waktu yang lama, senyawa talium dijadikan sebagai racun tikus. Fakta ini dan bahwa ia larut dalam air serta hampir tidak berasa menyebabkan keracunan yang sering disebabkan oleh kecelakaan atau niat kriminal.^[33]

Salah satu metode utama untuk menghilangkan talium (baik radioaktif maupun stabil) dari manusia adalah dengan menggunakan biru Prusia, sebuah bahan yang menyerap talium.^[71] Hingga 20 gram per hari biru Prusia diberikan melalui mulut kepada pasien, dan melewati sistem pencernaan mereka dan keluar melalui tinja mereka. Hemodialisis dan hemoperfusi juga digunakan untuk menghilangkan talium dari serum darah. Pada tahap pengobatan selanjutnya, kalium tambahan digunakan untuk memobilisasi talium dari jaringan tersebut.^[72][73]

Menurut Badan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat (EPA), sumber polusi talium buatan adalah termasuk emisi gas dari pabrik semen, pembangkit listrik tenaga batu bara, dan saluran pembuangan logam. Sumber utama peningkatan konsentrasi talium dalam air adalah pencucian talium dari operasi pengolahan bijih.^[37][74]

•  Portal Kimia
• Pencitraan perfusi miokard

• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (edisi ke-2), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-7506-3365-4 Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)

Cari tahu mengenai Talium pada proyek-proyek Wikimedia lainnya:
	Definisi dan terjemahan dari Wiktionary
	Gambar dan media dari Commons
	Teks sumber dari Wikisource

• Talium di The Periodic Table of Videos (Universitas Nottingham)
• Toksisitas, talium
• Bank data zat berbahaya NLM – Talium, elemental
• ATSDR – ToxFAQs
• CDC – Panduan Saku NIOSH untuk Bahaya Kimia