Thallium

Thallium (Symbol Tl), weiches, metallisches Element, das an der Luft blau bis grau anläuft. Der Name Thallium wurde wegen der grünen Flammenfarbe der Thalliumsalze vom griechischen Wort thallos (Spross, grüner Zweig) abgeleitet. Diese grüne Spektrallinie des Elementes nutzt man beispielsweise zum Nachweis giftiger Thalliumverbindungen in der chemischen Analytik der forensischen Medizin (siehe Rechtsmedizin) sowie der Toxikologie. Thallium gehört zur dritten Hauptgruppe (es steht unter Gallium und Indium) des Periodensystems und hat die Ordnungszahl 81.

Das Element kommt in Form von zwei Isotopen (²⁰³Tl und ²⁰⁵Tl) in der Natur vor. Darüber hinaus gibt es zahlreiche künstlich erzeugbare Isotope, von denen beispielsweise das Thallium 201 in der so genannten Myokardszintigraphie Anwendung findet. Dabei handelt es sich um eine besondere Untersuchungsmethode am menschlichen Herzen.

Das Element wurde 1861 von dem englischen Chemiker William Crookes im Bleikammerschlamm einer Schwefelsäurefabrik entdeckt. Als Analysemethode nutzte Crooke die Spektroskopie. Er und unabhängig von ihm auch der französische Chemiker Claude August Lamy konnten das Metall im Jahr 1862 isolieren. Der Name des Elementes geht auf Crooke zurück.

Thallium wird von luftfreiem Wasser nicht angegriffen. In verdünnter Salpetersäure löst sich das Metall schnell auf. Im Gegensatz dazu wird es in konzentrierter Salzsäure oder in Schwefelsäure aufgrund der Schwerlöslichkeit des entstehenden Thallium(I)-chlorids bzw. -sulfats nur sehr langsam angegriffen. Thallium kommt in seinen Verbindungen häufig einwertig oder dreiwertig vor und bildet daher zwei Reihen von Salzen, für die Thallium(I)-chlorid (TlCl) bzw. Thallium(III)-chlorid (TlCl₃) repräsentative Beispiele sind. Das Thallium(I)-oxid (Tl₂O) ist ein schwarzer Feststoff, der in geschmolzenem Zustand Glas und Porzellan angreift. Es wird durch Erhitzen von Thallium auf sehr hohe Temperatur unter Luftzufuhr hergestellt. Thallium hat einen hohen Brechungsindex (siehe Optik) und ist daher bei der Herstellung optischer Gläser von Bedeutung.

In der Rangfolge der Häufigkeit der Elemente in der Erdkruste liegt Thallium an 60. Stelle. Es steht in derselben Elementgruppe wie das Aluminium. Thallium schmilzt bei rund 304 °C und siedet bei etwa 1 457 °C. Seine relative Dichte liegt bei 11,85, und seine Atommasse beträgt 204,38 u.

Thallium ist in Mineralien wie z. B. den Pyriten und in Zinkblende enthalten. Man gewinnt es beispielsweise aus der Flugasche von Pyritöfen, in denen Schwefel und Eisen voneinander getrennt werden. Thallium lässt sich auch aus Bleikammerschlamm extrahieren, der bei der Schwefelsäureherstellung anfällt. Allerdings hat das Bleikammerverfahren zur Produktion von Schwefelsäure heutzutage so gut wie keine Bedeutung mehr – 1978 wurden beispielsweise in den USA nur noch zwei Anlagen betrieben. Heute gewinnt man Thallium hauptsächlich aus Flugaschen.

Thalliumsulfat, das geruch- und geschmacklos sowie sehr giftig ist, dient als Rodentizid (Schädlingsbekämpfungsmittel gegen Nagetiere, wie beispielsweise Ratten oder Mäuse). Es darf allerdings nur in geschlossenen Räumen angewandt werden. Bei Thalliumvergiftungen gibt man medizinische Lösungen aus Eisen(III)hexacyanoferrat(II) (Berliner Blau) als Gegenmittel. Mit Thallium aktivierte Natriumiodidkristalle werden in den Photomultiplierröhren tragbarer Szintillationszähler (siehe Teilchendetektor) zum Nachweis von Gammastrahlen eingesetzt. Thalliumbromide und -iodide werden als so genannte optische Fenster in der Infrarotspektroskopie eingesetzt. Thallium bildet mit Quecksilber eine Legierung, die bei -60 °C erstarrt – reines Quecksilber wird bereits bei knapp -39 °C fest. Diese Legierung eignet sich daher für Thermometer, Relais und Schalter, die man z. B. bei arktischen Temperaturen einsetzen kann. Thalliumsalze brennen mit einer hellgrünen Flamme. Deshalb setzt man sie u. a. bei Signalfeuern ein.