Struktura atoma telura. Struktura atoma telura Minerali telura

Malo je vjerovatno da će itko povjerovati u priču o pomorskom kapetanu, koji je uz to profesionalni cirkuski rvač, poznati metalurg i liječnik konsultant na hirurškoj klinici. U svijetu hemijskih elemenata takva raznolikost zanimanja je vrlo česta pojava, a za njih se ne odnosi izraz Kozme Prutkova: „Specijalista je kao đubrivo: njegova potpunost je jednostrana.“ Sjetimo se (i prije nego što pričamo o glavnom predmetu naše priče) gvožđa u automobilima i gvožđa u krvi, gvožđe je koncentrator magnetnog polja, a gvožđe sastavni deo okera... Istina, „stručna obuka“ elemenata ponekad trajalo je mnogo više vremena od pripreme srednje joge. Dakle, element br. 52, o kojem ćemo sada govoriti, koristio se dugi niz godina samo da bi pokazao šta je zapravo, ovaj element nazvan po našoj planeti: “telur” - od tellus, što na latinskom znači “Zemlja”.

Ovaj element je otkriven pre skoro dva veka. Godine 1782. rudarski inspektor Franz Joseph Müller (kasnije baron von Reichenstein) ispitao je rudu zlata pronađenu u Semigorju, u tadašnjoj Austro-Ugarskoj. Pokazalo se da je tako teško dešifrirati sastav rude da je nazvana Aurum problematicum - "sumnjivo zlato". Iz tog „zlata“ je Muller izolovao novi metal, ali nije bilo potpunog povjerenja da je zaista nov. (Kasnije se pokazalo da je Müller pogriješio u nečem drugom: element koji je otkrio bio je nov, ali se može klasificirati samo kao metal s velikom rezervom.)

Kako bi otklonio sumnje, Müller se za pomoć obratio istaknutom specijalistu, švedskom mineralogu i analitičkom hemičaru Bergmanu.

Nažalost, naučnik je umro prije nego što je završio analizu poslane supstance - tih godina su analitičke metode već bile prilično točne, ali je analiza oduzela dosta vremena.

I drugi naučnici su pokušali da proučavaju element koji je otkrio Müller, ali samo 16 godina nakon njegovog otkrića, Martin Heinrich Klaproth, jedan od vodećih hemičara tog vremena, nepobitno je dokazao da je ovaj element zapravo nov, i predložio naziv "telur". za to.

Kao i uvijek, nakon otkrića elementa, počela je potraga za njegovom primjenom. Očigledno, po starom principu koji datira još iz vremena atrohemije - svijet je apoteka, Francuz Fournier je pokušao liječiti telurom neke ozbiljne bolesti, posebno gubu. Ali bezuspješno – tek mnogo godina kasnije telur je mogao ljekarima pružiti neke „manje usluge“. Tačnije, ne sam telur, već soli telurske kiseline K 2 TeO 3 i Na 2 TeO 3, koje su se počele koristiti u mikrobiologiji kao boje koje daju određenu boju bakterijama koje se proučavaju. Dakle, uz pomoć jedinjenja telura, bacil difterije se pouzdano izoluje iz mase bakterija. Ako ne u liječenju, onda barem u dijagnozi, element br. 52 pokazao se korisnim ljekarima.

Ali ponekad ovaj element, a još više neki od njegovih spojeva, zadaju probleme ljekarima. Telur je prilično toksičan. Kod nas se maksimalnom dozvoljenom koncentracijom telura u vazduhu smatra 0,01 mg/m3. Od jedinjenja telura najopasniji je hidrogen telurid H 2 Te, bezbojni otrovni gas neprijatnog mirisa. Ovo posljednje je sasvim prirodno: telurij je analog sumpora, što znači da bi H 2 Te trebao biti sličan vodonik sulfidu. Nadražuje bronhije i štetno djeluje na nervni sistem.

Ova neugodna svojstva nisu spriječila telur da uđe u tehnologiju i stekne mnoga "profesija".

Metalurzi su zainteresovani za telur jer čak i mali dodaci olova značajno povećavaju snagu i hemijsku otpornost ovog važnog metala. Olovo dopirano telurom koristi se u kablovskoj i hemijskoj industriji. Dakle, vijek trajanja uređaja za proizvodnju sumporne kiseline obloženih iznutra legurom olovo-telur (do 0,5% Te) je dvostruko duži nego kod istih uređaja obloženih jednostavno olovom. Dodavanje telura bakru i čeliku olakšava njihovu mašinsku obradu.

U proizvodnji stakla telur se koristi za dobijanje smeđe boje i većeg indeksa prelamanja stakla. U industriji gume ponekad se koristi kao analog sumpora za vulkanizaciju gume.

Telur je poluprovodnik

Međutim, ove industrije nisu odgovorne za skok cijena i potražnje za elementom br. 52. Ovaj skok se desio početkom 60-ih godina našeg veka. Telur je tipičan poluprovodnik i tehnološki poluprovodnik. Za razliku od germanijuma i silicijuma, relativno lako se topi (tačka topljenja 449,8°C) i isparava (vri na temperaturi nešto ispod 1000°C). Shodno tome, od njega je lako dobiti tanke poluvodičke filmove, koji su od posebnog interesa za modernu mikroelektroniku.

Međutim, čisti telur kao poluprovodnik se koristi u ograničenoj meri - za proizvodnju tranzistora sa efektom polja nekih tipova i u uređajima koji mere intenzitet gama zračenja. Štaviše, nečistoća telura je namerno uvedena u galijum arsenid (treći najvažniji poluprovodnik posle silicijuma i germanijuma) kako bi se u njemu stvorila provodljivost elektronskog tipa*.

* Dvije vrste provodljivosti svojstvene poluvodičima detaljno su opisane u članku “Germanijum”.

Opseg primjene nekih telurida - spojeva telura sa metalima - je mnogo širi. Teluridi bizmuta Bi 2 Te 3 i antimona Sb 2 Te 3 postali su najvažniji materijali za termoelektrične generatore. Da bismo objasnili zašto se to dogodilo, hajde da napravimo kratku digresiju u oblasti fizike i istorije.

Prije stoljeće i po (1821. godine) njemački fizičar Seebeck otkrio je da se u zatvorenom električnom kolu koje se sastoji od različitih materijala, među kojima su kontakti na različitim temperaturama, stvara elektromotorna sila (naziva se termo-EMF). Nakon 12 godina, Švicarac Peltier je otkrio efekat suprotan Seebeckovom efektu: kada električna struja teče kroz kolo sastavljeno od različitih materijala, na kontaktnim mjestima, osim uobičajene Joule topline, oslobađa se određena količina topline ili apsorbira (u zavisnosti od smjera struje).

Otprilike 100 godina ova otkrića su ostala „stvari po sebi“, radoznale činjenice, ništa više. I ne bi bilo pretjerano reći da je novi život za oba ova efekta započeo nakon što je heroj socijalističkog rada, akademik A.F. Ioffe i njegove kolege razvili su teoriju korištenja poluvodičkih materijala za proizvodnju termoelemenata. I ubrzo je ova teorija utjelovljena u pravim termoelektričnim generatorima i termoelektričnim hladnjacima za različite namjene.

Konkretno, termoelektrični generatori, koji koriste teluride bizmuta, olova i antimona, daju energiju umjetnim Zemljinim satelitima, navigacijskim i meteorološkim instalacijama i uređajima za katodnu zaštitu za magistralne cjevovode. Isti materijali pomažu u održavanju željene temperature u mnogim elektroničkim i mikroelektronskim uređajima.

Poslednjih godina, još jedno hemijsko jedinjenje telura sa poluprovodničkim svojstvima, kadmijum telurid CdTe, privuklo je veliko interesovanje. Ovaj materijal se koristi za proizvodnju solarnih ćelija, lasera, fotootpornika i brojača zračenja. Kadmijum telurid je poznat i po tome što je jedan od retkih poluprovodnika u kojima se primetno manifestuje Han efekat.

Suština potonjeg je da samo uvođenje male ploče odgovarajućeg poluvodiča u dovoljno jako električno polje dovodi do stvaranja visokofrekventne radio emisije. Hahnov efekat je već našao primenu u radarskoj tehnologiji.

U zaključku, možemo reći da je kvantitativno glavna „profesija“ telura legiranje olova i drugih metala. Kvalitativno, glavna stvar je, naravno, rad telura i telurida kao poluprovodnika.

Korisna primjesa

Telur se u periodnom sistemu nalazi u glavnoj podgrupi grupe VI pored sumpora i selena. Ova tri elementa su slična po hemijskim svojstvima i često prate jedan drugog u prirodi. Ali udio sumpora u zemljinoj kori je 0,03%, selena je samo 10-5%, a telura je čak za red veličine manje - 10-6%. Prirodno, telur, kao i selen, najčešće se nalazi u prirodnim jedinjenjima sumpora - kao nečistoća. Međutim, dešava se (sjetite se minerala u kojem je otkriven telur) da dođe u kontakt sa zlatom, srebrom, bakrom i drugim elementima. Na našoj planeti otkriveno je više od 110 nalazišta četrdeset minerala telura. Ali uvijek se kopa zajedno ili sa selenom, ili zlatom, ili drugim metalima.

U SSSR-u su poznate rude Pechenga i Monchegorsk koje sadrže bakar-nikl, olovo-cinkove rude Altaja koje sadrže telur i niz drugih nalazišta.

Telur se izoluje iz rude bakra u fazi prečišćavanja blister bakra elektrolizom. Talog - mulj - pada na dno elektrolizera. Ovo je veoma skup međuproizvod. Za ilustraciju sastava mulja iz jednog od kanadskih pogona: 49,8% bakra, 1,976% zlata, 10,52% srebra, 28,42% selena i 3,83% telura. Sve ove vrijedne komponente mulja moraju se odvojiti, a postoji nekoliko načina za to. Evo jednog od njih.

Mulj se topi u peći i kroz talinu prolazi vazduh. Metali, osim zlata i srebra, oksidiraju i pretvaraju se u šljaku. Selen i telur se takođe oksiduju, ali u isparljive okside, koji se hvataju u posebnim uređajima (scrubers), zatim rastvaraju i pretvaraju u kiseline - selen H 2 SeO 3 i telur H 2 TeO 3 . Ako se sumpor dioksid SO2 propušta kroz ovu otopinu, doći će do sljedećih reakcija:

H 2 SeO 3 + 2SO 2 + H 2 O → Se ↓ + 2H 2 SO 4,

H 2 TeO 3 + 2SO 2 + H 2 O → Te ↓ + 2H 2 SO 4.

Telur i selen ispadaju istovremeno, što je vrlo nepoželjno - potrebni su nam odvojeno. Zbog toga se procesni uslovi biraju na način da se, u skladu sa zakonima hemijske termodinamike, prvenstveno redukuje selen. Tome se pomaže odabirom optimalne koncentracije klorovodične kiseline dodane otopini.

Zatim se taloži Telurijum. Dobijeni sivi prah, naravno, sadrži određenu količinu selena i, osim toga, sumpor, olovo, bakar, natrijum, silicijum, aluminijum, gvožđe, kalaj, antimon, bizmut, srebro, magnezijum, zlato, arsen, hlor. Telur se prvo mora očistiti od svih ovih elemenata hemijskim metodama, zatim destilacijom ili zonskim topljenjem. Prirodno, telur se ekstrahuje iz različitih ruda na različite načine.

Telur je štetan

Telur se sve više koristi i stoga se povećava broj ljudi koji s njim rade. U prvom dijelu priče o elementu br. 52 već smo spomenuli toksičnost telura i njegovih spojeva. Razgovarajmo o tome detaljnije, upravo zato što sve više ljudi mora da radi sa telurom. Evo citata iz disertacije o teluru kao industrijskom otrovu: bijeli pacovi kojima je ubrizgan telur aerosol „pokazivali su nemir, kihnuli, trljali lica i postali letargični i pospani“. Telur ima sličan efekat na ljude.

A sam telur i njegova jedinjenja mogu doneti nevolje različitih „kalibara“. Oni, na primjer, uzrokuju ćelavost, utiču na sastav krvi i mogu blokirati različite enzimske sisteme. Simptomi kroničnog trovanja elementarnim telurom su mučnina, pospanost, mršavljenje; izdahnuti vazduh dobija gadan, beli luk miris alkil telurida.

U slučaju akutnog trovanja telurom, intravenozno se daje serum sa glukozom, a ponekad i morfijumom. Askorbinska kiselina se koristi kao profilaksa. Ali glavna prevencija je zatvaranje kućišta uređaja, automatizacija procesa u koje su uključeni telur i njegovi spojevi.

Element br. 52 donosi mnogo prednosti i stoga zaslužuje pažnju. Ali rad s njim zahtijeva oprez, jasnoću i, opet, koncentrisanu pažnju.

Izgled telura

Kristalni telur je najsličniji antimonu. Boja mu je srebrno-bela. Kristali su heksagonalni, atomi u njima formiraju spiralne lance i povezani su kovalentnim vezama sa svojim najbližim susjedima. Stoga se elementarni telur može smatrati neorganskim polimerom. Kristalni telur karakteriše metalni sjaj, iako se zbog kompleksa hemijskih svojstava pre može klasifikovati kao nemetal. Telur je krhak i prilično se lako pretvara u prah. Pitanje postojanja amorfne modifikacije telura nije jasno rešeno. Kada se telur redukuje iz telurske ili telurske kiseline, formira se talog, ali još uvek nije jasno da li su te čestice zaista amorfne ili su samo veoma mali kristali.

Dvobojni anhidrid

Kao što i priliči analogu sumpora, telurij pokazuje valencije od 2–, 4+ i 6+, a mnogo rjeđe 2+. Telur monoksid TeO može postojati samo u gasovitom obliku i lako se oksidira u TeO 2 . Ovo je bijela, nehigroskopna, potpuno stabilna kristalna supstanca koja se topi bez raspadanja na 733°C; ima polimernu strukturu, čije su molekule građene ovako:

Telurijev dioksid je gotovo nerastvorljiv u vodi – samo jedan dio TeO 2 na 1,5 miliona dijelova vode prelazi u otopinu i nastaje otopina slabe telurske kiseline H 2 TeO 3 zanemarljive koncentracije. Kisela svojstva telurske kiseline H 6 TeO 6 su takođe slabo izražena. Ova formula (a ne H 2 TeO 4) mu je pripisana nakon što su dobijene soli sastava Ag 6 TeO 6 i Hg 3 TeO 6, koje su visoko rastvorljive u vodi. Anhidrid TeO 3 koji formira telursku kiselinu je praktično nerastvorljiv u vodi. Ova tvar postoji u dvije modifikacije - žutoj i sivoj: α-TeO 3 i β-TeO 3. Sivi anhidrid telura je vrlo stabilan: čak i kada se zagreje, na njega ne utiču kiseline i koncentrisane alkalije. Prečišćava se od žute sorte kuhanjem smjese u koncentrovanom kaustičnom kalijumu.

Drugi izuzetak

Prilikom kreiranja periodnog sistema, Mendeljejev je telur i susedni jod (kao i argon i kalijum) postavio u grupe VI i VII ne u skladu sa, već suprotno njihovoj atomskoj težini. Zaista, atomska masa telura je 127,61, a joda 126,91. To znači da jod ne bi trebao biti iza telura, već ispred njega. Mendeljejev, međutim, nije sumnjao u ispravnost svog razmišljanja, jer je smatrao da atomske težine ovih elemenata nisu dovoljno precizno određene. Mendeljejevljev bliski prijatelj, češki hemičar Boguslav Brauner, pažljivo je provjerio atomske težine telura i joda, ali su se njegovi podaci poklopili s prethodnim. Valjanost izuzetaka koji potvrđuju pravilo ustanovljena je tek kada se periodični sistem zasniva ne na atomskim težinama, već na nuklearnim nabojima, kada je izotopski sastav oba elementa postao poznat. Telurijumom, za razliku od joda, dominiraju teški izotopi.

Usput, o izotopima. Trenutno su poznata 22 izotopa elementa br. 52. Njih osam - sa masenim brojevima 120, 122, 123, 124, 125, 126, 128 i 130 - su stabilne. Posljednja dva izotopa su najzastupljenija: 31,79 i 34,48%, respektivno.

Minerali telura

Iako je telur znatno manje zastupljen na Zemlji od selena, poznato je više minerala elementa 52 od minerala njegovog kolege. Minerali telura su po sastavu dve vrste: ili teluridi ili produkti oksidacije telurida u zemljinoj kori. Među prvima su kalaverit AuTe 2 i krenerit (Au, Ag) Te 2, koji su među rijetkim prirodnim spojevima zlata. Poznati su i prirodni teluridi bizmuta, olova i žive. Prirodni telur se vrlo rijetko nalazi u prirodi. Čak i prije otkrića ovog elementa, ponekad se nalazio u sulfidnim rudama, ali nije mogao biti ispravno identificiran. Minerali telura nemaju praktičan značaj - sav industrijski telur je nusproizvod prerade ruda drugih metala.

Oni - hem. element VI grupe periodnog sistema elemenata; at. n. 52, at. m. 127,60. Sjajna srebrno-siva krhka supstanca sa metalnim sjajem. U jedinjenjima pokazuje oksidaciona stanja od -2, +4 i +6. Prirodni B se sastoji od osam stabilnih izotopa sa masenim brojevima 120, 122-126, 128 i 130. Poznato je 16 radioaktivnih izotopa s poluraspadom od 2 do 154 dana. Najčešći teški izotopi su oni sa masenim brojevima 128 i 130. T. je otkrio (1782.) Mađar. istraživač F. Muller von Reichenstein. Telur je element u tragovima, njegov sadržaj u zemljinoj kori je 10-7%. Sadrži mnoge minerale sa zlatom, srebrom, platinom, bakrom, gvožđem, olovom, bizmutom i sulfidnim mineralima. Kristalna rešetka T. je heksagonalna sa periodima a - 4,4570 A i c = 5,9290 A. Gustina (t-pa 20p C) 6,22 g/cm3; /pl 449,5° C; tačka ključanja 990±2°C.

Poznata je "amorfna" modifikacija telura (tamnosmeđi prah), koja nepovratno postaje kristalna kada se zagreje. Temperaturni koeficijent linearna ekspanzija polikristalnog T. (16-17) 10-6 deg-1, y koeficijent. toplotna provodljivost (temperatura 20° C) 0,014 cal/cm X X sec x deg; specifični toplotni kapacitet (temperatura 25° C) 0,048 cal/g x deg. T. je poluprovodnik sa zazorom od 0,34 eV. Električna provodljivost kristala zavisi od čistoće i stepena savršenstva kristala. U najčistijim uzorcima je jednak ~0,02 ohm-1 x cm-1. Pokretljivost elektrona 1700, pokretljivost rupa 1200 cm2/v x sec. Kada se otopi, telur prelazi u metalno stanje. Telur je dijamagnetičan, specifična magnetna osetljivost je 0,3 10-6 cm3/g (na sobnoj temperaturi). Tvrdoća po Mohsovoj skali 2,0-2,5; Wed mikrotvrdoća 58 kgf/mm2, modul elastičnosti 4200 kgf/mm2, koeficijent. kompresibilnost (temperatura 30°C) 1,5-10 6 cm2/kgf. Monokristali telura sa (0001) orijentacijom krto se lome pri naprezanju od 14 kgf/mm2.

Prema hemiji Sveti T. podsjeća na sumpor. , ali manje aktivan. Na sobnoj temperaturi ne oksidira na zraku kada se zagrije, gori da bi se formirao Te02 dioksid - bijeli kristalni, slabo topiv u vodi. Poznati su i TeO i Te03, koji su manje stabilni od Te02. U normalnim uslovima Telur veoma sporo reaguje sa vodom sa oslobađanjem vodonika i stvaranjem sumporne kiseline sa formiranjem crvenog rastvora TeS03; Kada se razrijedi vodom, javlja se obrnuta reakcija s oslobađanjem telura. T. se rastvara u azotnoj kiselini da bi se formirala telurska kiselina H2TeO3 u razblaženoj hlorovodoničkoj kiselini;

Telur se polako rastvara u alkalijama. Sa vodonikom stvara telurid H2Te - bezbojni gas neprijatnog mirisa, kondenzujući na temperaturi od -2°C i stvrdnjavajući na temperaturi od -51,2°C, nestabilno jedinjenje koje se lako raspada pod uticajem čak i slabih oksidacionih sredstava. Telur ne stvara sulfide koji su stabilni u normalnim uslovima. Poznati sastavi su TeXb (samo fluorid), TeX4 i TeX2, koji se dobijaju direktnom interakcijom elemenata. Na sobnoj temperaturi sve je čvrsto, djelomično se raspada vodom; samo TeFe je bezbojni gas neprijatnog mirisa. Kada se zagreje, T. reaguje sa mnogim metalima, formirajući.

Sirovine za proizvodnju telura su mulj iz proizvodnje bakra-nikla i sumporne kiseline, kao i proizvodi dobijeni preradom olova. Anodni mulj se obrađuje kiselom ili alkalnom metodom, pretvarajući sumpor u tetravalentno stanje, a zatim ga reducira sumpor-dioksidom iz otopina na kraju otopine. hlorovodonična ili elektrolitička. Osim toga, materijali koji sadrže T. mogu se obraditi metodom hlora. Telurijum visoke čistoće se dobija sublimacijom i zonskom rekristalizacijom (najefikasnija metoda dubinskog prečišćavanja, koja omogućava dobijanje supstance sa čistoćom od 99,9999%).

Jedinjenja telura su toksična, njihov efekat na ljudski organizam je sličan dejstvu jedinjenja selena i arsena. Najmoćniji otrov je telurid. Maksimalna dozvoljena koncentracija T u vazduhu je 0,01 mg/mV. T se koristi u vulkanizaciji gume i u proizvodnji olovnih kablova (dodatak do 0,1% Te poboljšava mehanička svojstva olova). T. spojevi se koriste u staklarskoj industriji (za bojenje stakla i porculana) i u fotografiji. Telur se široko koristi u sintezi poluvodičkih spojeva. T. spojevi su glavni materijal za proizvodnju termoelemenata.

Telur je element u tragovima (njihov sadržaj u zemljinoj kori je 1 ⋅ 10⁻ ⁷ %. Telur se retko formira samostalno. Obično se nalazi u prirodi kao nečistoće u sulfidima, kao iu prirodnom sumporu. Glavni izvori telura i selena su otpad od proizvodnje sumporne kiseline, koji se akumulira u prašnim komorama, kao i sedimenti (mulj) koji nastaju tokom elektrolitičkog prečišćavanja bakra. Mulj, između ostalih nečistoća, sadrži i srebrni selenid Ag 2 Se i neki. Prilikom sagorijevanja mulja nastaje telurij oksid TeO 2 , kao i oksidi teških metala. Telur se redukuje iz TeO oksida 2 kada su izloženi sumpor dioksidu u vodenom okruženju:

TeO 2 + H 2 O = H 2 TeO 3

H 2 SeO 3 + 2SO 2 + H 2 O = Se + 2H 2 SO 4

Telur, poput , formira alotropske modifikacije - kristalne i amorfne. Kristalni telur je srebrnosive boje, lomljiv i lako se melje u prah. Njegova električna provodljivost je beznačajna, ali se povećava kada je osvijetljena. Amorfni telur je smeđe boje i manje stabilan od amorfnog telura na 25 stepeni. postaje kristalno.

U pogledu hemijskih svojstava, telur ima značajne sličnosti sa sumporom. Sagorijeva na zraku (zelenkasto-plava), stvarajući odgovarajuće okside TeO 2. Za razliku od SO 2 Telur oksid je kristalna supstanca i slabo je rastvorljiv u vodi.

Telur se ne kombinuje direktno sa vodonikom. Kada se zagrije, reagira s mnogim metalima, formirajući odgovarajuće soli (), na primjer K 2 Te. Telur reaguje sa vodom čak i pod normalnim uslovima:

Te + 2H 2 O = TeO 2 + 2H 2

Kao i selen, telurij se oksidira u odgovarajuće kiseline H 2 TeO 4 , ali u težim uslovima i dejstvu drugih oksidacionih sredstava:

Te + 3H 2 O 2 (30%) = H 6 TeO 6

U kipućim vodenim rastvorima alkalija, telur, poput sumpora, polako se otapa:

3Te + 6KOH = 6K 2 Te + K 2 TeO 3 + 3H 2 O

Telur se prvenstveno koristi kao poluprovodnički materijal.

Osobine telura

Vodikov telurid se može dobiti tretiranjem telurida razblaženim kiselinama:

Na 2 Te + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 Te

Vodonik telurid u normalnim uslovima je bezbojni gas sa karakterističnim neprijatnim mirisima (neugodnijim od mirisa H. 2 S, ali toksičniji, a vodonik telurid je manje toksičan). Telurijum hidridi pokazuju redukciona svojstva u većoj meri nego H 2 Te u vodi je približno isto kao i vodonik sulfid. Vodene otopine hidrida pokazuju izraženu kiselu reakciju zbog njihove disocijacije u vodenim otopinama prema sljedećoj shemi:

H 2 Te ↔ H + HTe ⁺

↓

H+Te²⁺

U nizu O - S - Se - Te, radijusi njihovih jona su E² ⁺ drže jon vodonika. To potvrđuju i eksperimentalni podaci koji su potvrdili da je hidrotelurska kiselina jača od hidrosulfidne kiseline.

U seriji O - S - Se - Te povećava se sposobnost termičke disocijacije hidrida: najteže je razgraditi vodu kada se zagrije, a telur hidridi su nestabilni i raspadaju se čak i pri slabom zagrijavanju.

Soli hidrotelurske kiseline (teluridi) su po svojstvima slične sulfidima. Dobivaju se, kao i sulfidi, djelovanjem telurijevog vodonika na rastvorljive soli metala.

Teluridi su slični sulfidima u pogledu rastvorljivosti u vodi i kiselinama. Na primjer, kada se vodik telur propušta kroz vodeni rastvor Cu 2 SO 4 bakar telurid se dobija:

H 2 Te + CuSO 4 = H 2 SO 4 + CuTe

Te sa kiseonikom stvara jedinjenja TeO 2 i TeO 3 nastaju prilikom sagorevanja telura u vazduhu, prilikom pečenja telurida, a takođe i prilikom sagorevanja telurhidrida:

Te + O 2 = TeO 2

2ZnTe + 3O 2 = 2ZnO + 2TeO 2

2H 2 Te + 3O 2 = 2H 2 O + 2TeO 2

TeO2 - kiseli oksidi (anhidridi). Kada se rastvore u vodi, formiraju telursku kiselinu:

TeO 2 + H 2 O = H 2 TeO 3

Ova kiselina disocira u vodenoj otopini nešto slabije od sumporne kiseline. Telurna kiselina nije dobijena u slobodnom obliku i postoji samo u vodenim rastvorima.

Dok jedinjenja sumpora sa oksidacionim stanjem 4+ u hemijskim reakcijama pretežno deluju kao redukcioni agensi, sa povećanjem oksidacionog stanja sumpora na 6+, TeO 2 a odgovarajuće kiseline pokazuju uglavnom oksidirajuća svojstva, odnosno reduciraju se u Te. U praksi se telur dobija u slobodnom obliku sledećim metodama:

H 2 TeO 3 + 2SO 2 + H 2 O = 2H 2 SO 4 + Te

Telurna kiselina pokazuje redukciona svojstva samo kada je u interakciji sa jakim oksidantima:

3H 2 TeO 3 + HClO 3 = 3H 2 TeO 4 + HCl

Slobodna telurska kiselina H 2 TeO 4 - obično izolovani kao kristalni hidrat H 2 TeO 4 2H 2 O koje je napisano kao H 6 TeO 6 . U ortotelurskoj kiselini H 6 TeO 6 atomi vodika mogu biti djelomično ili potpuno zamijenjeni atomima metala, formirajući soli Na6TeO6.

Telur je srebrno-bela, krhka supstanca sa karakterističnim metalnim sjajem. U ovom slučaju, tanak sloj telura ima crveno-smeđu nijansu kada je izložen svjetlosti, a para ima zlatno-žutu boju. Budući da je telurij inertan, kvarc ili grafit se koriste kao materijali za kontejnere prilikom njegovog topljenja. Telur je rijedak element, a značajna potražnja za njim određuje njegovu visoku cijenu.

Prilikom proizvodnje telura uglavnom se koristi otpad od elektrolitičke rafinacije olova i bakra. Nakon spaljivanja mulja, telur se taloži u pepelu, nakon čega se ispere hlorovodoničnom kiselinom. Dobivena otopina hlorovodonične kiseline se izoluje prolaskom kroz sumpor dioksid. Za dalje prečišćavanje od sumpora, selena i drugih nečistoća telur se rastvara u alkalnom mediju, gde se pod dejstvom aluminijuma ili cinka pretvara u dinatrijum ditelurid. Zatim se propušta kroz kiseonik ili vazduh, a da bi se dobio telur visoke čistoće, hloriše se, nakon čega sledi prečišćavanje rektifikacijom, hidrolizira se vodom i redukuje vodonikom.

Glavni proizvođači telura u ZND su:

OJSC Almalyk Rudarsko-metalurški kombinat (Uzbekistan);
- OJSC “Ural Mining and Metalurgical Company” (Ruska Federacija);
- CJSC Kyshtym Copper Electrolyte Plant (Ruska Federacija).

Telur se koristi u proizvodnji specijalnog olova koje ima povećanu čvrstoću i duktilnost. Ovo svojstvo se široko koristi u proizvodnji žica i drugih kablovskih proizvoda. Kombinacija telura i olova smanjuje otapanje olova pod uticajem sumporne kiseline za 10 puta. Ovo svojstvo se koristi u olovnim baterijama.

U specijalnoj hemijskoj opremi koriste se telurska stakla koja imaju izuzetnu prozirnost, električnu provodljivost i topljivost. Neke vrste naočala s dodatkom telura su poluvodiči. Široko se koriste u elektronici. A specijalna stakla, sa telurijevim dioksidom, dopiranim retkim zemnim metalima, koriste se u optičkim kvantnim generatorima kao aktivna tela.

Legure telura se koriste za stvaranje reflektujućeg deformabilnog sloja kompaktnih diskova. Telur u obliku pare se koristi za fluorescentne lampe. Svjetlost koju emituju takve lampe ima spektar uporediv sa prirodnom sunčevom svjetlošću.

Telur je hemijski element grupe 16 (prema zastareloj klasifikaciji - glavna podgrupa grupe VI, halkogeni), period 5 u periodnom sistemu, ima atomski broj 52; označen simbolom Te (lat. Telurium), pripada porodici metaloida.
Sadržaj u zemljinoj kori iznosi 1·10-6% po težini. Poznato je oko 100 minerala telura. Najčešći teluridi su bakar, olovo, cink, srebro i zlato.
Izomorfna primjesa telura je uočena u mnogim sulfidima, ali je Te - S izomorfizam manje izražen nego u seriji Se - S, a sulfidi sadrže ograničenu primjesu telura. Među telurskim mineralima su altait (PbTe), silvanit (AgAuTe4), kalaverit (AuTe2), hesit (Ag2Te), krenerit [(Au, Ag)Te], petzit (Ag3AuTe2), muthmannit [(Ag, Au)Te] od posebnog značaja, montbreuit (Au2Te3), nagiagit (4S5), tetradimit (Bi2Te2S). Postoje kisikovi spojevi telura, na primjer TeO2 - telur oker. Prirodni telur se takođe javlja zajedno sa selenom i sumporom (japanski telurski sumpor sadrži 0,17% Te i 0,06% Se).

Rezerve na nalazištima telura u 2012. godini, tona*

* Podaci američkog Geološkog zavoda

Glavni izvor telura je mulj koji nastaje tokom elektrolitičkog prečišćavanja blister (anodnog) bakra. Na svakih 500 tona bakrene rude obično dolazi jedna funta (0,45 kg) telurijuma. Telur se prvenstveno proizvodi u Sjedinjenim Državama, Kini, Belgiji, Rusiji, Japanu i Kanadi.
Anodna suspenzija sadrži selenide i teluride plemenitih metala u kompozicijama formule M2Se ili M2Te (M = Cu, Ag, Au). Na temperaturama od 500 °C, anodni mulj se zagrijava natrijum karbonatom u prisustvu zraka. Metalni joni se redukuju u metale dok se telurid pretvara u natrijum telurit - M2Te + O2 + Na2CO3 > Na2TeO3 + 2M + CO2.
Teluriti se izlužuju iz mješavina s vodom i obično su prisutni kao hidrotelurit HTeO3– u otopini. Tokom ovog procesa nastaju i seleniti, ali se mogu odvojiti dodavanjem sumporne kiseline. Hidrotelurit se pretvara u nerastvorljivi telur dioksid, dok seleniti ostaju u rastvoru - HTeO3- + OH– + H2SO4 > TeO2 + SO42- + 2H2O.
Redukcija u metal se vrši ili elektrolizom ili reakcijom telur-dioksida sa sumpor-dioksidom u sumpornoj kiselini - TeO2 + 2 SO2 + 2H2O > Te + SO42- + 4H+.
Telurijum komercijalnog kvaliteta se obično prodaje kao prah, a dostupan je i u obliku ploča, ingota ili šipki.
Najveći potrošač telura je metalurgija, gde se koristi u gvožđu, bakru i legurama olova. Dodavanje telura nerđajućem čeliku i bakru čini ove metale obradivijim. Dodatak telurijuma omogućava dobijanje kovanog livenog gvožđa, koji, kada se topi, ima prednosti sivog liva: livenje u tečnom stanju, svojstva livenja i mogućnost obrade. Telur u olovu poboljšava snagu i izdržljivost i smanjuje korozivni efekat sumporne kiseline.
Poluprovodnici i elektronika. Kadmijum telurid (CdTe) se koristi u solarnim ćelijama. Ispitivanja Laboratorije za obnovljivu energiju u Sjedinjenim Državama pokazala su da ovaj materijal pruža mnoge prednosti za rad nove generacije solarnih ćelija. Masovna komercijalna proizvodnja solarnih ćelija koje koriste CdTe posljednjih godina dovela je do značajnog povećanja potražnje za telurom. Ako se dio kadmijuma u CdTe zamijeni cinkom, formira se omjer (Cd,Zn) koji se koristi u čvrstim rendgenskim senzorima.
CRT (kadmijum-živa-telur) legure su dobile apsolutno izuzetan značaj, koje imaju fantastične karakteristike za detekciju radijacije iz lansiranja raketa i posmatranje neprijatelja iz svemira kroz atmosferske prozore (oblačnost nije bitna). MCT je jedan od najskupljih materijala u modernoj elektronskoj industriji.
Organotelurid kao što su etan telurid, dietil telurid, diizopropil telurid, dietil i metil telurid, alil telurid se koriste kao osnova za epitaksiju organometalne faze rasta za proizvodnju višeslojnih poluprovodničkih jedinjenja.
Brojni sistemi koji sadrže telur nedavno su otkrili postojanje tri (moguće četiri) faze u kojima supravodljivost ne nestaje na temperaturi malo iznad tačke ključanja tečnog azota.
Telurijum kao telur oksid se koristi za stvaranje slojeva optičkih diskova koji se mogu ponovo upisivati, uključujući kompakt diskove koji se mogu ponovo upisivati ​​(CD-RW), Blu-ray digitalne video diskove koji se mogu ponovo upisivati ​​i diskove koji se mogu ponovo upisivati ​​(DVD-RW).
Telurijum se koristi u novim memorijskim čipovima sa promenom faze koje je razvio Intel. Bizmut telurid (Bi2Te3) i telurid olova koriste se u elementima termoelektričnih uređaja. Telurid olova se takođe koristi u infracrvenim senzorima.
Druge upotrebe. Telur se koristi za bojenje keramike. Fenomen snažnog povećanja optičke refrakcije nakon dodavanja selenida i telurida staklu koristi se u proizvodnji staklenih vlakana za telekomunikacije. Smjese selena i telura koriste se s barijevim peroksidom kao oksidacijskim sredstvom u prahu za odlaganje električnih kapa za pjeskarenje.
Organski teluridi se koriste kao inicijatori za radikalnu polimerizaciju, mono- i diteluridi imaju antioksidativnu aktivnost. Telur se može koristiti umesto sumpora ili selena za vulkanizaciju gume. Guma proizvedena na ovaj način pokazuje poboljšanu toplinsku otpornost. Teluriti se koriste za identifikaciju patogena odgovornih za difteriju.
Potrošnja telura u zemljama širom sveta je raspoređena na sledeći način: Kina - 80-100 tona, Rusija - 10 tona, SAD - 50-60 tona. Ukupno se u cijelom svijetu godišnje potroši oko 400 tona telurijuma. Tabela ispod daje približne podatke o proizvodnji telura u svijetu (podaci iz USGS-a, razne kritike i članci na tržištu).

Proizvodnja telura u svijetu, tona*

* Podaci američkog Geološkog zavoda

Telur je rijedak element, a značajna potražnja uz mali obim proizvodnje određuje njegovu visoku cijenu (oko 200-300 dolara po kg, ovisno o čistoći), ali unatoč tome, raspon njegove primjene se stalno širi.
Cijena telura 2000. godine bila je oko 30 USD po kilogramu. Između 2004. i 2011. cijene telurijuma su kontinuirano rasle, s izuzetkom 2009. godine. Tokom ovih godina, cijena telura bila je određena značajnim povećanjem potražnje i ograničenom ponudom. U 2011. godini cijena telura dostigla je 350 dolara po kilogramu. Međutim, 2012. godine cijene telura su naglo pale na otprilike 150 USD po kilogramu.

Tržište telura se trenutno suočava sa brojnim izazovima. Kao nusproizvod proizvodnje bakra, tržište telura u velikoj meri zavisi od kretanja na glavnom (bakarnom) tržištu. Smanjenje proizvodnje bakra uz korištenje novih alternativnih tehnologija za proizvodnju ovog metala, na primjer, utjecat će na obim isporuke telura.
Kako su obim isporuke pod sumnjom, cijena materijala vrtoglavo raste. Prema mnogim tržišnim prognozama, cena telura će ponovo porasti u naredne 2-3 godine. Poznato je da na tržištu postoji niz različitih proizvoda za zamjenu telura, koji se već počinju koristiti u uvjetima nestašice ponude. Međutim, kako napominju stručnjaci, nijedna zamjena nema ista svojstva kao telur. Osim toga, potencijalno povećanje potražnje za telurom moglo bi biti rezultat razvoja u solarnom sektoru tankih filmova.

Telurijum(lat. telur), te, hemijski element VI grupe glavne podgrupe Mendeljejevljevog periodnog sistema; atomski broj 52, atomska masa 127,60, klasificiran kao rijedak rasuti elementi. U prirodi se javlja kao osam stabilnih izotopa sa masenim brojevima 120, 122-126, 128, 130, od kojih su najčešći 128 te (31,79%) i 130 te (34,48%). Od umjetno dobivenih radioaktivnih izotopa, 127 te (T 1/2 = 105) se široko koristi kao obilježeni atomi dana) i 129 te (T 1/2 = 33,5 dana) . T. otvori F. Muller 1782. godine. Njemački naučnik M. G. Klaproth potvrdio je ovo otkriće i dao elementu naziv “telur” (od latinskog Tellus, genitiv teluris – Zemlja). Prva sistematska proučavanja hemije T. sprovedena su 30-ih godina. 19. vijek I JA. Berzelius.

Rasprostranjenost u prirodi . T. je jedan od najrjeđih elemenata; prosječan sadržaj u zemljinoj kori (klark) ~1 ? 10 -7% po težini. T. je rasut u magmi i biosferi; iz nekih toplih podzemnih izvora taloži se zajedno sa s, ag, au, pb i drugim elementima. Poznata su hidrotermalna ležišta au i obojenih metala obogaćenih T; Uz njih se vezuje oko 40 minerala ovog elementa (najvažniji su altait, telurobismutit itd. prirodni teluridi) . Tipične primjese T. su u piritu i drugim sulfidima. T. se izdvaja iz polimetalne rude.

Fizička i hemijska svojstva. T. je srebrno-bijele boje sa metalnim sjajem, lomljiv i postaje plastičan kada se zagrije. Kristalizuje u heksagonalnom sistemu: A= 4,4570 A; With= 5,9290 A; gustina 6,25 G/ cm 3 na 20°C; t pl 450°C; t kip 990 ± 1,0 °C; specifični toplotni kapacitet na 20 °C 0,204 kJ/(kg? TO); toplotna provodljivost na 20 °C 5.999 uto/(m? TO) ; temperaturni koeficijent linearne ekspanzije 1,68? 10 -5 (20°C). T. je dijamagnetna, specifična magnetna susceptibilnost na 18 °C je 0,31? 10 -6. Tvrdoća po Brinellu 184,3 Mn/m 2 (18,43 kgf/mm 2) . Atomski radijus 1,7 A, jonski radijusi: Te 2- 2,22 A, te 4+ 0,89 A, te 6+ 0,56 A.

T. - poluprovodnik. Razmak u pojasu 0,34 ev. U normalnim uslovima i do tačke topljenja, čisti T. ima provodljivost R-tip. Sa smanjenjem temperature u rasponu (-100 ° C) - (-80 ° C), dolazi do prijelaza: provodljivost T. postaje n-tip. temperatura ovog prijelaza ovisi o čistoći uzorka, a što je uzorak čistiji, to je niža.

Konfiguracija vanjske elektronske ljuske te 5 atoma s 2 5 r 4. U jedinjenjima pokazuje oksidaciona stanja –2; +4; +6, rjeđe +2. T. - hemijski analog sumpor I Selena sa izraženijim metalnim svojstvima. Sa kiseonikom T. formira teooksid, teo2 dioksid i teo3 trioksid. teo postoji iznad 1000 °C u gasnoj fazi. teo 2 se dobija sagorevanjem te na vazduhu, ima amfoterna svojstva, slabo je rastvorljiv u vodi, ali lako rastvorljiv u kiselim i alkalnim rastvorima. teo 3 je nestabilan i može se dobiti samo razgradnjom telurske kiseline. Kada se zagreje, vodonik reaguje sa vodonikom i formira vodonik telurid h 2 te, bezbojni otrovni gas oštrog, neprijatnog mirisa. Lako reaguje sa halogenima; karakteriziraju ga halogenidi tipa tex 2 i tex 4 (gdje X-cl i Br); dobijeni su i tef 4, tef 6; Svi su vrlo isparljivi i hidroliziraju se s vodom. T. direktno interaguje sa nemetalima (s, P), kao i sa metalima; na sobnoj temperaturi reaguje sa koncentriranim azotnim i sumpornim kiselinama, u poslednjem slučaju nastaje teso 3, koji oksidira kada se zagrije u teoso 4. Poznate su relativno slabe kiseline te: hidrotelurska kiselina (rastvor h 2 te u vodi), telurna kiselina h 2 teo 3 i telurna kiselina h 6 teo 6 ; njihove soli (odnosno teluridi, teluri i telurati) su malo ili potpuno nerastvorljivi u vodi (s izuzetkom soli alkalnih metala i amonijuma). Poznati su neki organski derivati ​​T., na primjer rteh, dialkil teluridi r 2 te - tečnosti sa niskim ključanjem neprijatnog mirisa.

Potvrda. T. se ekstrahuje kao nusproizvod pri preradi sulfidnih ruda iz međuproizvoda proizvodnje bakra, olova i cinka, kao i iz nekih ruda zlata. Glavni izvor sirovine za proizvodnju bakra je mulj elektrolize bakra, koji sadrži od 0,5 do 2% te, kao i ag, au, se, cu i druge elemente. Mulj se prvo oslobađa od cu, se, a ostatak koji sadrži plemenite metale, te, pb, sb i druge komponente se topi kako bi se dobila legura zlata i srebra. T. u ovom slučaju, u obliku na 2 teo 3, prelazi u soda-telur šljaku, gdje njen sadržaj dostiže 20-35%. Šljaka se drobi, melje i izlužuje vodom. Iz rastvora, T. se taloži elektrolizom na katodi. Dobiveni koncentrat telura se tretira alkalijom u prisustvu aluminijumskog praha, prevodeći telur u rastvor u obliku telurida. Rastvor se odvaja od nerastvorljivog ostatka, koji koncentriše nečistoće teških metala, i upuhuje se vazduhom. U ovom slučaju, T. (99% čistoće) se deponuje u elementarnom stanju. T. povećane čistoće dobija se ponavljanjem obrade telurida. Najčišći T. dobija se kombinacijom metoda hemijskog prečišćavanja, destilacije i zonskog topljenja.

Aplikacija. T. se koristi u tehnologiji poluprovodnika ; kao aditiv za legiranje - u legurama olova, livenog gvožđa i čelika radi poboljšanja njihove obradivosti i povećanja mehaničkih karakteristika; bi 2 te 3 i sb 2 te 3 se koriste u termogeneratorima, a cdte - u na solarni pogon i kao poluprovodnici laserski materijali. T. se takođe koristi za beljenje livenog gvožđa, vulkanizaciju mešavina lateksa i proizvodnju smeđih i crvenih čaša i emajla.

T. N. Graver.

Telurijum u telu . T. je stalno prisutan u tkivima biljaka i životinja. U biljkama koje rastu na tlima bogatim T., njegova koncentracija doseže 2? 10 -4 -2,5 ? 10 -3%, kod kopnenih životinja - oko 2? 10 -6%. Kod ljudi dnevni unos T. iz hrane i vode iznosi oko 0,6 mg. izlučuje se iz organizma uglavnom urinom (preko 80%), kao i izmetom. Umjereno toksičan za biljke i visoko toksičan za sisare (uzrokuje usporavanje rasta, gubitak kose, paralizu itd.).

Moguće je profesionalno trovanje T. tokom njegovog topljenja i drugih proizvodnih operacija. Uočavaju se drhtavica, glavobolja, slabost, ubrzan puls, nedostatak apetita, metalni ukus u ustima, miris belog luka u izdahnutom vazduhu, mučnina, tamna obojenost jezika, iritacija respiratornog trakta, znojenje, opadanje kose. Prevencija: poštovanje higijenskih zahtjeva na radu, mjere individualne zaštite kože, ljekarski pregledi radnika.

Lit.: Kudryavtsev A, A.. Hemija i tehnologija selena i telura, 2. izd., M.. 1968; Osnove metalurgije, tom 4, pogl. VIII, M. 1967; Filyand M.A.. Semenova E.I.. Svojstva rijetkih elemenata, 2. izd., M.. 1964; Buketov E. A., Malyshev V. P. Ekstrakcija selena i telura iz bakarno-elektrolitnog mulja, A.-A.. 1969; bowen h. i. M.. elementi u tragovima u biohemiji, l.-n. god.. 1966.