Telurul

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 16 iulie 2022; verificările necesită 4 modificări .
Telurul
←  Antimoniu | Iod  →
52 Se
↑
Te
↓
Po		 Sistem periodic de elemente52 Te
Aspectul unei substanțe simple
Probă de telur
Proprietățile atomului
Nume, simbol, număr Telur / Tellurium (Te), 52
Grup , punct , bloc 16 (învechit 6), 5,
p-element
Masa atomica
( masa molara )		 127.60(3) [1]  a. e. m.  ( g / mol )
Configuratie electronica [Kr] 4d 10 5s 2 5p 4
Raza atomului ora 160
Proprietăți chimice
raza covalentă ora 136 
Raza ionică (+6e) 56 211 (−2e)  pm
Electronegativitatea 2.1 [2] (Scara Pauling)
Potențialul electrodului 0
Stări de oxidare −2 [3] , +2, +4, +6
Energia de ionizare
(primul electron)		 869,0 (9,01)  kJ / mol  ( eV )
Proprietățile termodinamice ale unei substanțe simple
Densitate (la n.a. ) 6,24 g/cm³
Temperatură de topire 722,7K _
Temperatura de fierbere 1263K _
Oud. căldură de fuziune 17,91 kJ/mol
Oud. căldură de evaporare 49,8 kJ/mol
Capacitate de căldură molară 25,8 [4]  J/(K mol)
Volumul molar 20,5  cm³ / mol
Rețeaua cristalină a unei substanțe simple
Structura de zăbrele Hexagonal
Parametrii rețelei a =4,457 c = 5,929 [5]
raport c / a 1.330
Alte caracteristici
Conductivitate termică (300 K) 14,3 W/(m K)
numar CAS 13494-80-9
52 Telurul
Te127,60
4d 10 5s 2 5p 4

Telurul ( simbol chimic - Te , din lat.  Telurul ) este un element chimic din grupa a 16-a (conform clasificării învechite - subgrupul principal al celui de-al șaselea grup, VIA), a cincea perioadă a sistemului periodic de elemente chimice din D. I. Mendeleev , cu număr atomic 52.

Substanța simplă telur este un semimetal rar fragil , ușor toxic (uneori denumit și nemetale ) de culoare alb-argintiu. Telurul este analogul electronic al oxigenului , seleniului și sulfului , precum și poloniului . Se referă la calcogeni . În ceea ce privește proprietățile chimice, are asemănări cu seleniul.

Istorie

A fost găsit pentru prima dată în 1782 în minereurile aurifere ale Transilvaniei de către inspectorul minier Franz Josef Müller (mai târziu baron von Reichenstein), pe teritoriul Austro-Ungariei . În 1798, Martin Heinrich Klaproth a izolat telurul și i-a determinat cele mai importante proprietăți.

Originea numelui

Din latinescul „ tellus ”, gen. caz „ telluris ” - „ Pământ ” (numele a fost propus de Martin Klaproth ) [6] [7] .

Fiind în natură

Conținutul din scoarța terestră este de 1⋅10 −6 % în greutate [8] . Dintre toate nemetalele care au izotopi stabili, este cel mai rar din scoarța terestră (un nemetal mai rar, pe lângă faptul că este cel mai rar element din scoarța terestră - astatin , datorită timpului de înjumătățire extrem de scurt al izotopilor naturali incluși). în seria uraniu-238 și uraniu-235 ). Sunt cunoscute aproximativ 100 de minerale de telur. Cele mai frecvente telururi sunt cuprul , plumbul , zincul , argintul și aurul . Un amestec izomorf de teluriu este observat în multe sulfuri , dar izomorfismul Te-S este mai puțin pronunțat decât în ​​seria Se-S și un amestec limitat de teluriu intră în sulfuri. Dintre mineralele de teluriu, altaiit (PbTe), silvanit (AgAuTe 4 ), calaverit (AuTe 2 ), hesite (Ag 2 Te), krennerit [(Au, Ag)Te], petzit (Ag 3 AuTe 2 ), mumannit [(Ag ) , Au)Te], monbreuit (Au 2 Te 3 ), nagiagit ([Pb 5 Au(Te, Sb)] 4 S 5 ), tetradimit (Bi 2 Te 2 S). Există compuși de oxigen ai telurului, de exemplu, TeO 2  - ocru de teluriu .

Telurul nativ se găsește și împreună cu seleniul și sulful (sulful teluric japonez conține 0,17% Te și 0,06% Se).

Tipuri de depozit

Majoritatea mineralelor menționate sunt dezvoltate în zăcăminte de aur-argint la temperatură joasă, unde sunt izolate de obicei după masa principală de sulfuri împreună cu aur nativ, sulfosarți de argint, plumb și, de asemenea, cu minerale de bismut . În ciuda dezvoltării unui număr mare de minerale de telur, cea mai mare parte a teluriului extras de industrie este inclusă în compoziția sulfurilor altor metale. În special, telurul, într-o măsură ceva mai mică decât seleniul , face parte din calcopirita depozitelor de cupru-nichel de origine magmatică, precum și calcopirita dezvoltată în depozitele hidrotermale de pirita de cupru. Telurul se găsește și în zăcămintele de pirit , calcopirită, molibdenită și galenă ale minereurilor de cupru porfir, zăcăminte polimetalice de tip Altai, gălenă de zăcăminte de plumb-zinc asociate cu skarns, sulfură-cobalt, antimoniu-mercur și altele. Conținutul de telur în molibdenită variază de la 8–53 g/t, în calcopirită 9–31 g/t și în pirit până la 70 g/t.

Proprietăți fizice

Telurul este o substanță fragilă, alb-argintiu, cu o strălucire metalică. Roșu-brun în straturi subțiri, galben auriu în perechi. Când este încălzit, devine plastic. Rețeaua cristalină este hexagonală . Coeficientul de dilatare termică - 1,68 10 -5 K -1 . Diamagnetic . Un semiconductor cu o bandă interzisă de 0,34 eV , tipul de conductivitate este p în condiții normale și la temperatură ridicată, n la temperatură scăzută (limita de tranziție este de la -80 °C la -100 °C în funcție de puritate) [9] .

Izotopi

Există 38 de nuclizi cunoscuți și 18 izomeri nucleari ai telurului cu numere atomice de la 105 la 142 [10] . Telurul este cel mai ușor element ai cărui izotopi cunoscuți suferă dezintegrare alfa (izotopi de la 106 Te la 110 Te). Masa atomică a telurului (127,60 g/mol) depășește masa atomică a elementului următor, iodul (126,90 g/mol).

În natură se găsesc opt izotopi ai telurului. Șase dintre ele, 120 Te, 122 Te, 123 Te, 124 Te, 125 Te și 126 Te, sunt stabile [10] [11] . Cei doi rămași, 128 Te și 130 Te, sunt radioactivi, ambele suferă o descompunere dublă beta, transformându-se în izotopi xenon 128 Xe și , respectiv, 130 Xe. Izotopii stabili reprezintă doar 33,3% din cantitatea totală de telur găsită în natură, ceea ce este posibil datorită timpilor de înjumătățire extrem de lungi a izotopilor radioactivi naturali. Acestea variază de la 7,9⋅10 20 la 2,2⋅10 24 ani. Izotopul de 128 Te are cel mai lung timp de înjumătățire confirmat dintre toți radionuclizi - 2,2⋅10 24 ani sau 2,2 septilioane [12] ani, ceea ce reprezintă de aproximativ 160 de trilioane de ori vârsta estimată a Universului .

Proprietăți chimice

În compușii chimici, telurul prezintă stări de oxidare -2; +2; +4; +6. Este un analog al sulfului și seleniului , dar mai puțin activ din punct de vedere chimic decât sulful. Este solubil în alcalii, susceptibil la acțiunea acizilor azotic și sulfuric, dar ușor solubil în acid clorhidric diluat. Telurul metalic începe să reacționeze cu apa la 100 °C [9] .

Formează compuși TeO, TeO 2 , TeO 3 cu oxigenul . Sub formă de pulbere, se oxidează în aer chiar și la temperatura camerei, formând oxid de TeO 2 . Când este încălzit în aer, se arde, formând TeO 2 - un compus puternic, cu o volatilitate mai mică decât telurul însuși. Această proprietate este folosită pentru a purifica telurul de oxizi, care sunt reduse prin punerea în funcțiune a hidrogenului la o temperatură de 500-600 °C . Dioxidul de telur este slab solubil în apă, bine în soluții acide și alcaline [9] .

În starea topit, telurul este mai degrabă inert; prin urmare, grafitul și cuarțul sunt folosite ca materiale de recipient pentru topirea acestuia.

Telurul formează un compus cu hidrogen când este încălzit, reacţionează uşor cu halogenii , interacţionează cu sulful , fosforul şi metalele . Când reacţionează cu acid sulfuric diluat, formează sulfit . Formează acizi slabi: teluric (H 2 Te), teluric (H 2 TeO 3 ) și teluric (H 6 TeO 6 ), majoritatea sărurilor cărora sunt slab solubile în apă [9] .

Se dizolvă în acid sulfuric concentrat pentru a forma dekaoxotrisulfat de tetratellurium (VI) , oxid de sulf (IV) și apă :

Obținerea

Sursa principală este nămolul de la rafinarea electrolitică a cuprului și plumbului. Nămolul este prăjit, telurul rămâne în cenușă, care se spală cu acid clorhidric. Din soluția de acid clorhidric rezultată, telurul este izolat prin trecerea dioxid de sulf gazos SO2 prin acesta .

Se adaugă acid sulfuric pentru a separa seleniul și telurul. În acest caz, dioxidul de teluriu TeO2 precipită , iar H2SeO3 rămâne în soluție .

Telurul este redus din oxidul de TeO 2 cu cărbune.

Pentru a purifica telurul din sulf și seleniu, se folosește capacitatea sa, sub acțiunea unui agent reducător (Al, Zn) într-un mediu alcalin, de a trece în ditelurura disodic solubilă Na 2 Te 2 :

Pentru a precipita telurul, aerul sau oxigenul sunt trecute prin soluție:

Pentru a obține telur de înaltă puritate, acesta este clorurat.

Tetraclorura rezultată este purificată prin distilare sau rectificare. Tetraclorura este apoi hidrolizată cu apă:

,

iar TeO2 rezultat este redus cu hidrogen :

Prețuri

Telurul este un element rar, iar cererea semnificativă cu o cantitate mică de producție determină prețul său ridicat (aproximativ 200–300 USD pe kg, în funcție de puritate), dar, în ciuda acestui fapt, gama de aplicații este în continuă extindere.


Aplicație

Telurul este folosit pentru a studia dubla descompunere β în determinarea masei neutrinilor

Aliaje

Telurul este utilizat în producția de aliaje de plumb cu ductilitate și rezistență crescute (folosit, de exemplu, la fabricarea cablurilor). Odată cu introducerea de 0,05% telur, pierderea de plumb pentru dizolvare sub influența acidului sulfuric este redusă de 10 ori, iar acesta este utilizat în producția de baterii plumb-acid . De asemenea, important este faptul că plumbul dopat cu telur nu slăbește în timpul deformării plastice, iar acest lucru face posibilă realizarea tehnologiei de fabricare a colectoarelor de curent ale plăcilor bateriei prin tăiere la rece și creșterea semnificativă a duratei de viață și a caracteristicilor specifice ale bateriei. .

Ca parte a aliajului, CZT (telurura de cadmiu-zinc, CdZnTe) este utilizat la fabricarea detectorilor de raze X și radiații gamma care funcționează la temperatura camerei.

Materiale termoelectrice

Telurul este utilizat la producerea materialelor semiconductoare și în special a telururilor de plumb , bismut , antimoniu , cesiu . Se are în vedere producerea de telururi de lantanide , aliaje ale acestora și aliaje cu seleniuri metalice pentru producerea de generatoare termoelectrice cu o eficiență foarte mare (până la 72-78%) , ceea ce le va permite utilizarea în sectorul energetic și în industria auto. industrie. .

Deci, de exemplu, recent[ când? ] s-a găsit un termo-EMF foarte mare în telurura de mangan (500 μV/K) și în combinația acesteia cu selenide de bismut, antimoniu și lantanide , ceea ce permite nu numai obținerea unui randament foarte ridicat în termogeneratoare, ci și efectuarea răcirii în o treaptă a unui frigider cu semiconductor până la temperatura criogenică (nivelul de temperatură al azotului lichid de fierbere) și chiar mai scăzută. Cel mai bun material pe bază de telur pentru producția de frigidere cu semiconductor în ultimii ani a fost un aliaj de telur, bismut și cesiu , care a permis o răcire record până la -237 ° C. În același timp, aliajul telur- seleniu (70% seleniu) este promițător ca material termoelectric, care are un coeficient termo-EMF de aproximativ 1200 μV/K .

Semiconductori cu decalaj îngust

Aliajele KRT ( cadmiu - mercur - teluriu) sunt folosite pentru a detecta radiațiile de la lansările de rachete și pentru a observa inamicul din spațiu prin ferestrele atmosferice (înnorirea nu contează) . MCT este unul dintre cele mai scumpe materiale din industria electronică de astăzi. .

Supraconductivitate la temperatură înaltă

Într-o serie de sisteme care conțin telur, s-a descoperit existența unor faze în care supraconductivitatea nu dispare la o temperatură puțin peste punctul de fierbere al azotului lichid . .

Producția cauciucului

O zonă separată de aplicare a telurului este utilizarea acestuia în procesul de vulcanizare a cauciucului .

Producția de pahare de calcogenura

Telurul este folosit la topirea unor clase speciale de sticlă (unde este folosit sub formă de dioxid ), sticlele speciale dopate cu metale pământuri rare sunt folosite ca corpuri active ale generatoarelor cuantice optice .

În plus, unii ochelari pe bază de telur sunt semiconductori, o proprietate care își găsește aplicație în electronică.

Clasele speciale de sticlă de telur (avantajul unor astfel de ochelari este transparența, fuzibilitatea și conductivitatea electrică) sunt utilizate în proiectarea echipamentelor chimice speciale ( reactoare ).

Surse de lumină

Telurul își găsește o utilizare limitată pentru producerea lămpilor cu perechile sale - au un spectru foarte apropiat de soare.

CD-RW

Aliajul de teluriu este utilizat în discurile compacte reinscriptibile (în special de marca Mitsubishi Chemical Corporation „Verbatim”) pentru a crea un strat reflectorizant deformabil.

Rolul biologic

Telurul este întotdeauna conținut în urme în organismele vii, rolul său biologic nu este clar. .

Acțiune fiziologică

Telurul și compușii săi volatili sunt toxici. Ingestia provoaca greata , bronsita , pneumonie . MPC în aer fluctuează pentru diverși compuși 0,007-0,01 mg/m³, în apă 0,001-0,01 mg/l. Carcinogenitatea telurului nu a fost confirmată [13] .

În general, compușii cu telur sunt mai puțin toxici decât compușii cu seleniu . .

În caz de otrăvire, telurul este excretat din organism sub formă de compuși organoteluric volatili cu miros dezgustător - telururi de alchil , în principal telurura de dimetil (CH 3 ) 2 Te. Mirosul lor seamănă cu mirosul de usturoi , așa că atunci când chiar și cantități mici de telur intră în organism, aerul expirat de o persoană capătă acest miros, care este un simptom important al otrăvirii cu telur [14] [15] [16] .

Note

  1. ↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg , Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Greutăți atomice ale elementelor 2011 (Raport tehnic IUPAC  )  // Chimie pură și aplicată . - 2013. - Vol. 85 , nr. 5 . - P. 1047-1078 . - doi : 10.1351/PAC-REP-13-03-02 . Arhivat din original pe 5 februarie 2014.
  2. ↑ Telur : electronegativităţi  . WebElements. Preluat la 5 august 2010. Arhivat din original la 30 iulie 2010.
  3. ↑ Leddicotte, GW (1961), The radiochemistry of tellurium , Seria Nuclear Science, Subcomitete on Radiochemistry, National Academy of Sciences-National Research Council, p. 5 , < http://library.lanl.gov/cgi-bin/getfile?rc000049.pdf > Arhivat 6 noiembrie 2021 la Wayback Machine 
  4. ↑ Editorial: Zefirov N. S. (redactor-șef). Enciclopedia chimică: în 5 vol. - Moscova: Enciclopedia sovietică, 1995. - T. 4. - S. 514. - 639 p. — 20.000 de exemplare.  - ISBN 5-85270-039-8.
  5. ↑ WebElements Tabel periodic al elementelor | teluriu | structuri cristaline . Preluat la 10 august 2010. Arhivat din original la 27 iulie 2010.
  6. ↑ Ilya Leenson. Limbajul chimiei. Etimologia numelor chimice . — Litri, 05-09-2017. — 433 p. — ISBN 9785040301225 . Arhivat pe 22 decembrie 2017 la Wayback Machine
  7. ↑ Nikolai Aleksandrovici Figurovsky. Descoperirea elementelor chimice și originea denumirilor lor . - Nauka, 1970. - 218 p. Arhivat pe 22 decembrie 2017 la Wayback Machine
  8. ↑ Glinka N. L. Chimie generală. - M . : „Chimie”, 1977, revizuită. - S. 395. - 720 p.
  9. ↑ 1 2 3 4 Telur - articol din Marea Enciclopedie Sovietică .
  10. ↑ 1 2 Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties  // Nuclear Physics A . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - Cod biblic .Acces deschis
  11. ↑ Izotopul de telur-123 a fost considerat radioactiv (β − -activ cu un timp de înjumătățire de 6⋅10 14 ani), dar după măsurători suplimentare s-a constatat că este stabil în sensibilitatea experimentului.
  12. ↑ 2,2 cvadrilioane de ani - scară lungă .
  13. ↑ Harrison, W.; Bradberry, S.; Vale, J. Tellurium . Programul Internațional de Securitate Chimică (28 ianuarie 1998). Preluat la 12 ianuarie 2007. Arhivat din original la 4 august 2012.
  14. ↑ Wright, P.L.; B. Metabolismul comparat al seleniului și telurului la ovine și porcine  (engleză)  // AJP - Legacy : journal. - 1966. - Vol. 211 , nr. 1 . - P. 6-10 . — PMID 5911055 .
  15. ↑ Müller, R.; Zschiesche, W.; Steffen, HM; Schaller, KH Intoxicație cu telur  (engleză)  // Klinische Wochenschrift : jurnal. - 1989. - Vol. 67 , nr. 22 . - P. 1152-1155 . - doi : 10.1007/BF01726117 . — PMID 2586020 .
  16. ↑ Taylor, Andrew. Biochimia telurului  (engleză)  // Cercetarea oligoelementelor biologice. - Springer , 1996. - Vol. 55 , nr. 3 . - P. 231-239 . - doi : 10.1007/BF02785282 . — PMID 9096851 .

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
 Sistem periodic de elemente chimice a lui D. I. Mendeleev
  unu 2                             3 patru 5 6 7 opt 9 zece unsprezece 12 13 paisprezece cincisprezece 16 17 optsprezece
unu H   El
2 Li Fi   B C N O F Ne
3 N / A mg   Al Si P S Cl Ar
patru K Ca   sc Ti V Cr Mn Fe co Ni Cu Zn Ga GE La fel de Se Br kr
5 Rb Sr   Y Zr Nb lu Tc Ru Rh Pd Ag CD În sn Sb Te eu Xe
6 Cs Ba La Ce Relatii cu publicul Nd P.m sm UE Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb lu hf Ta W Re Os Ir Pt Au hg Tl Pb Bi Po La Rn
7 pr Ra AC Th Pa U Np Pu A.m cm bk cf Es fm md Nu lr RF Db Sg bh hs Mt Ds Rg Cn Nh fl Mc Lv Ts Og
 
Metale alcaline metale alcalino-pământoase Lantanide Actinide metale de tranziție
metale ușoare Semimetale nemetale Halogeni gaze nobile
 Seria de activitate electrochimică a metalelor

Eu , Sm , Li , Cs , Rb , K , Ra , Ba , Sr , Ca , Na , Ac , La , Ce , Pr , Nd , Pm , Gd , Tb , Mg , Y , Dy , Am , Ho , Er , Tm , Lu , Sc , Pu ,
Th , Np , U , Hf , Be , Al , Ti , Zr , Yb , Mn , V , Nb , Pa , Cr , Zn , Ga , Fe , Cd , In , Tl , Co , Ni , Te , Mo , Sn , Pb , H 2 ,
W , Sb , Bi , Ge , Re , Cu , Tc , Te , Rh , Po , Hg , Ag , Pd , Os , Ir , Pt , Au