Распространение в природе

1. Историческая справка.
В истории открытия химических элементов множество курьезов и парадоксов.
Случалось, что поисками еще неизвестного элемента занимался один
исследователь, а находил его другой. Иногда несколько ученых шли
параллельным курсом, и тогда после открытия (а к нему всегда кто-то приходит
чуть раньше других) возникали споры о приоритете. Иногда случалось, что новый
элемент давал знать о себе вдруг, неожиданно. Именно так был открыт элемент №
81 — таллий.
В 1859 г. выдающийся немецкий физик Кирхгофф установил, что каждый
химический элемент имеет индивидуальный набор спектральных линий, и,
следовательно, линейчатый спектр объекта зависит от его химического состава.
Он же сформулировал законы, объясняющие типы спектров. Так было положено
начало спектральному анализу.
Новый метод мгновенно получил практическое применение и принес
исключительные результаты уже в первое десятилетие после своего открытия.
Вместе с соотечественником – химиком Бунзеном Кирхгофф с помощью
спектроскопа подробно изучил спектры, даваемые различными элементами.
Обнаружив в спектрах образцов некоторых минералов незнакомые линии в
красной и голубой областях, ученые объяснили это наличием в них примеси
неизвестных в то время химических элементов. Так с помощью спектрального
анализа были открыты рубидий (rubidius - красный) и цезий (caesius - голубой).
После того как посредством спектрального анализа были открыты два новых
элемента, метод нашел широкое применение в химических исследованиях. Им
воспользовался и английский химик Уильям Kрукс, открывший в 1863 г. таллий.
За 10 лет до этого Крукс, занимаясь исследованием отходов сернокислотного
производства, изучал возможность выделения селена и теллура из промышленной
пыли, оседающей в свинцовых камерах сернокислотного завода в местечке
Тилькероде (горный массив Гарц на севере Германии), полагая, что она должна

содержать эти аналоги серы. Селен он обнаружил, а вот теллур обычными
химическими методами найти не смог. Начавшаяся работа по каким-то причинам
была отложена, и отходы долгое время сохранялись в лаборатории.
Когда же в 1861 г. в распоряжении Крукса оказался спектроскоп, он решил
воспользоваться им, чтобы установить, содержится ли в отходах теллур. Внеся
пробу в пламя газовой горелки и ожидая увидеть линии теллура, Крукс с
изумлением увидел незнакомый спектр, содержащий одну интенсивную ярко-
зеленую линию, никогда им не наблюдавшуюся при спектроскопических
исследованиях. Линия эта, однако, быстро исчезала из-за летучести соединения,
но появлялась вновь с каждой свежей пробой. Многократно повторив опыт и
систематически обследовав спектры элементов, содержащихся в отходах (сурьмы,
мышьяка, осмия, селена и теллура), Крукс убедился, что он имеет дело с
неизвестным науке элементом. Так как Крукс не располагал достаточным запасом
отходов, ему удалось выделить лишь очень малое количество элемента, которому
он дал название таллий (от греч. Θαλλος - молодая зеленая ветвь). Таким образом,
спектральная линия цвета молодой листвы оказалась маркером и «визитной
карточкой» таллия.
Почти одновременно с Круксом новый элемент открыл французский химик
Клод-Огюст Лами. Характерно, что открытие было сделано тем же путем -
спектроскопически и на том же материале - камерный шламм сернокислотного
производства (в городе Лоосе на севере Франции). Более того, имея
сернокислотный шлам в избытке, Лами сумел извлечь из него14 грамм таллия.
Именно Лами первым установил его металлическую природу (Крукс считал
обнаруженное вещество аналогом селена) и подробно описал некоторые его
свойства. Однако его сообщение опоздало на несколько месяцев, и приоритет
открытия остался за Круксом.

2. Распространение в природе
Больше 30 лет прошло после открытия Крукса, а таллий все еще оставался
одним из наименее изученных элементов. Его искали в природе и находили, но,
как правило, в минимальных концентрациях. Лишь в 1896 г. русский ученый И. А.
Антипов обнаружил повышенное содержание таллия в силезских марказитах.
О таллии в те времена говорили как об элементе редком, рассеянном и еще
— как об элементе со странностями. Почти все это справедливо и в наши дни.
Впрочем, таллий не так уж редок — среднее содержание его в земной коре
(кларк) 4,5·10 -5 % по массе, что намного больше, чем, например, золота, серебра
или ртути. Однако благодаря крайнему рассеянию его роль в природных
процессах невелика. Как и щелочные металлы, Таллий концентрируется в верхней
части земной коры - в гранитном слое (среднее содержание 1,5·10 -4 %), в основные
породах его меньше (2·10 -5 %), а в ультраосновных лишь 1·10 -6 %.
Таллий относится к элементам, которые встречаются во многих местах, но
почти всегда в очень незначительных количествах. В природе встречаются
преимущественно соединения одновалентного и реже трехвалентного таллия.
Таллий часто содержится в обманках и колчеданах цинка, меди и железа. Кроме
того, он часто встречается в калийных солях и слюдах. Как изоморфная примесь
входит в кристаллическую решётку сульфидных руд: галенита, сфалерита (до 0,
1%), маркезита, (до 0, 5%), киновари. Как примесь присутствует в природных
оксидах марганца и железа. Обе эти области его распространения соответствуют
двум сторонам его химического характера, по которым он, с одной стороны,
принадлежит к типичным тяжелым металлам, а с другой, по многим реакциям
относится к щелочным металлам.
Собственно минералов таллия известно лишь семь: крокезит (круксит) (Cu,
Tl, Ag) 2 Se, лорандит TlAsS 2 (aрсеносульфид таллия), врбаит Tl 4 Hg 3 Sb 2 As 8 S 20 ,
гутчинсонит (Pb, Tl)S • Ag 2 S • 5As 2 S 5 , авиценнит Tl 2 O 3 . В этих минералах
содержание элемента очень велико — от 16 до 80%. Жаль только, что все они
крайне редки.