Thallium

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Thallium
MercureThalliumPlomb
Indium
  Structure cristalline hexagonale
 
81
Tl
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
Tl
Uut
Tableau completTableau étendu
Informations générales
Nom, symbole, numéro Thallium, Tl, 81
Série chimique métaux pauvres
Groupe, période, bloc 13 (IIIA), 6, p
Masse volumique 11,85 g·cm-3 (20 °C)[1]
Dureté 1,2
Couleur Blanc-gris
No CAS 7440-28-0 [2]
No EINECS 231-138-1
Propriétés atomiques
Masse atomique 204,3833 ± 0,0002 u[1]
Rayon atomique (calc) 190 pm (156 pm)
Rayon de covalence 1,45 ± 0,07 Å [3]
Rayon de van der Waals 196
Configuration électronique [Xe]4f14 5d10 6s2 6p1
Électrons par niveau d’énergie 2, 8, 18, 32, 18, 3
État(s) d’oxydation 3,1
Oxyde basique
Structure cristalline hexagonale
Propriétés physiques
État ordinaire solide
Point de fusion 304 °C [1]
Point d’ébullition 1 473 °C [1]
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 5,33×10-6 Pa à 577 K
Vitesse du son 818 m·s-1 à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling) 1,62
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[4]
Énergies d’ionisation[5]
1re : 6,108194 eV 2e : 20,4283 eV
3e : 29,83 eV
Isotopes les plus stables
Iso AN Période MD Ed PD
MeV
203Tl 29,524 % stable avec 122 neutrons
204Tl {syn.} 3,78 ans β-
ε
0.764
0.347
204Pb
204Hg
205Tl 70,476 % stable avec 124 neutrons
Précautions
Directive 67/548/EEC[6]
Très toxique
T+



SIMDUT[7]

Produit non classifié
SGH[8],[6]
SGH06 : ToxiqueSGH08 : Sensibilisant, mutagène, cancérogène, reprotoxique
Danger
H300, H330, H373, H413, P260, P264, P284, P310,
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le thallium est un élément chimique de symbole Tl et de numéro atomique 81.

Histoire[modifier | modifier le code]

Nouvel élément chimique thallium isolé et identifié par spectrométrie en 1861-1862 par Claude Auguste Lamy

Le thallium a été découvert par le chimiste anglais William Crookes en 1861 en Angleterre alors que celui-ci étudiait par spectroscopie la lumière émise par un minerai de sélénium chauffé. Claude Auguste Lamy sera le premier à isoler, la même année à Lille, 14 grammes de thallium métallique[9].

Son nom thallium, en latin scientifique, provient du grec θαλλός thallos "bourgeon", du fait de sa ligne spectrale d'émission vert brillant (le même étymon a donné en français le mot thalle "branche verte").

Caractéristiques notables[modifier | modifier le code]

C'est un métal gris, malléable, très tendre (se coupe au couteau) qui ressemble au plomb et se ternit comme lui lorsqu'il est exposé à l'air.

Il est produit de pyrites en même temps que l'acide sulfurique ainsi que lors de l'extraction du plomb et du zinc.

Il est présent dans les nodules sous-marins de manganèse.

Utilisations[modifier | modifier le code]

  • Thermomètre : Formant avec le mercure, un eutectique restant liquide jusqu'à -60 °C, le mélange Hg (91,5 %)-Tl(8,5 %) est utilisé dans les thermomètres pour régions très froides.
  • Fenêtre infrarouge : les halogénures de thallium (chlorure, bromure et iodure) sont transparents au rayonnement infrarouge et servent à fabriquer des fenêtres d'entrée pour les détecteurs infrarouge.
  • Éclairage : Il est utilisé dans certaines lampes à halogénures métalliques sous forme de iodure de thallium qui donne une émission lumineuse verte.
  • Le thallium 201 est un isotope radioactif se fixant notamment sur le muscle cardiaque et qui est donc utilisé en scintigraphie cardiaque pour l'étude de la perfusion ou de la viabilité myocardique.
  • Dans les caméras de télévision, on utilise des sels de thallium dans les capteurs de type vidicon et plumbicon.
  • Il est aussi utilisé dans les détecteurs d'infrarouge, notamment le sulfure Tl2S.

Toxicité, écotoxicité[modifier | modifier le code]

Thallium métallique corrodé

Le thallium comme ses voisins, mercure et plomb, fait partie des métaux lourds et est hautement toxique comme eux. C'est aussi donc comme eux un poison pour le système nerveux central des animaux et c'est un poison cumulatif.

Des sels de thallium sont présents dans certains insecticides et ont été autrefois utilisés dans la mort aux rats. Ils ont aussi parfois été utilisé en tant que poison car, réduit en poudre, la plupart sont inodores, incolores et la dose létale se situe à 1 gramme de thallium (moins de 5 mmol)[réf. nécessaire]. Ainsi, pur à l'état métallique, le simple fait de le toucher est déjà extrêmement dangereux.

L'usage du thallium en tant qu'insecticide ou de mort aux rats tend à disparaître depuis que son effet toxique a été démontré[réf. nécessaire].

Chez les animaux, ce métal est rapidement bioassimilable, comme le montre sa toxicité élevée.

Le thallium semble également bioaccumulable par certains végétaux, dont les arbres[10]. On a par exemple mesuré la composition isotopique en Tl, Zn, Cd, Pb, K, Ca, Mg et Mn et leur répartition dans les cernes du pin sylvestre (Pinus sylvestris L.) autour d'une usine de première fusion du zinc à Olkusz (Sud-Pologne)[10].

Des taux élevées de Tl (jusqu'à 0,8 mg/kg) mesurés dans le bois des pins montrent que les conifères tendent à bioaccumuler ce métal, et il y montre un comportement atypique. Alors que le zinc et le cadmium des cernes était significativement corrélé à leur déposition sur le sol, une corrélation moins nette, mais plutôt positive entre le taux de thallium dans le sol et le taux mesuré dans les cernes du bois a été mise en évidence. Les taux de Tl dans les cernes du bois ne reflétaient cependant pas l'historique (changements temporels) des dépôts (rétrospectivement modélisés). Ceci pourrait être expliqué par d'autres apports (par les feuilles ou l'écorce) que par les racines, par des capacités d'absorption racinaire variant dans le temps (selon météo, activité mycorhizienne…) ou par des effets inégaux de translocation latérale du thalluim de l'aubier vers le bois (hypothèse retenue par les chercheurs). Des effets similaires sont signalés chez plusieurs essences d'arbres avec l'arsenic qui est un homologue chimique du phosphore, Le thallium étant, lui, un homologue du potassium). La composition isotopique du plomb ({}^{206}Pb / {}^{207}Pb \sim 1,172 \to 1,184 ) des arbres et du sol sous-jacent montre l'influence prédominante d'une contamination venant de la fonderie({}^{206}Pb / {}^{207}Pb \sim 1,17). Par ailleurs, l'analyse des taux d'éléments nutritifs (Ca, Mg et Mn) du bois a reflété les changements environnementaux liés aux dépôts acides[10].

Le comportement atypique du Tl dans l'arbre, fait que pour ce métal (comme pour l'arsenic) la mesure de son taux dans les cernes considérées comme "archives des dépôts d'intrants dans l'environnement" semble inappropriée.

Empoisonnements connus au thallium[modifier | modifier le code]

  • Cet élément chimique a été utilisé par William Bechtel réserviste du SDECE pour empoisonner le combattant nationaliste camerounais Félix-Roland Moumié à Genève en 1960[11]. L'agent (qui s'est fait passer pour un journaliste) aurait versé une première dose mortelle dans son apéritif (un pernod[12]), que Moumié n'a pas bu en début de repas trouvant qu'il avait mauvais goût, incitant l'agent à en verser une seconde dans la nourriture. Moumié, à la fin du repas, finit par boire le verre empoisonné en disant "on va pas leur laisser l'apéritif qu'on n'a pas bu", prenant ainsi une double dose de thallium. Il aurait ensuite compris rapidement qu'il avait été empoisonné.
  • Selon l'ex-ministre des Affaires étrangères irakien Hamed Jabori, Boumédiène a été empoisonné par les services irakiens avec du thallium.
  • Lors de l'empoisonnement supposé d'Alexandre Litvinenko en 2006, on a d'abord soupçonné le thallium[13] avant de trouver des traces de polonium 210 dans ses urines.

Traitement des intoxications au thallium[modifier | modifier le code]

Le bleu de Prusse pris par la bouche absorbe le césium et le thallium dans le tube digestif, puis est éliminé dans les selles qu’il colore bleu très foncé. Le césium et le thallium ainsi complexés par le bleu de Prusse sont alors insolubles et non disponibles pour les plantes et les autres organismes vivants, ce qui réduit leurs impacts écologiques.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c et d (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc,‎ 2009, 90e éd., Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0)
  2. Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
  3. (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,‎ 2008, p. 2832 - 2838 (lien DOI?)
  4. (en) Thomas R. Dulski, A manual for the chemical analysis of metals, vol. 25, ASTM International,‎ 1996, 251 p. (ISBN 0803120664, lire en ligne), p. 73
  5. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC,‎ 2009, 89e éd., p. 10-203
  6. a et b SIGMA-ALDRICH
  7. « 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
  8. Numéro index 081-001-00-3 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
  9. (en) Claude-Auguste Lamy, « De l'existence d'un nouveau métal, le thallium », Comptes Rendus,‎ 1862, p. 1255–1258 (lire en ligne)
  10. a, b et c Aleš Vaněk, Vladislav Chrastný, c, Leslaw Teper, Jerzy Cabala, Vít Penížek et Michael Komárek, Distribution of thallium and accompanying metals in tree rings of Scots pine (Pinus sylvestris L.) from a smelter-affected area ; Journal of Geochemical Exploration, volume 108, Issue 1, January 2011, Pages 73-80. DOI:10.1016/j.gexplo.2010.10.006, (en) ([http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0375674210001512 Abstract)
  11. Histoire des services secrets français - l'heure des combats (1940 - 1960) (épisode 1), documentaire diffusé le 6 février 2011 sur France 5. Vers la fin du reportage (47'30") Raymond Muelle, alias "Lieutenant-Colonel Jeanpierre", un ancien du Service Action du SDECE en témoigne.
  12. http://www.dailymotion.com/video/x2xnwi_premiere-partie-l-assassinat-de-fel_news
  13. l'express.fr

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