A tellúr atom szerkezete. Tellúr atom szerkezete Tellúr ásványok

Nem valószínű, hogy bárki elhinné a tengerészkapitányról szóló történetet, aki ráadásul hivatásos cirkuszi birkózó, híres kohász és egy sebészeti klinika tanácsadó orvosa. A kémiai elemek világában a szakmák ilyen sokfélesége nagyon gyakori jelenség, és nem érvényes rájuk Kozma Prutkov kifejezése: „A szakember olyan, mint a gumifőzelék: teljessége egyoldalú.” Emlékezzünk (még mielőtt történetünk fő tárgyáról beszélnénk) a vas az autókban és a vas a vérben, a vas mágneses térkoncentrátor, a vas pedig az okker szerves része... Igaz, az elemek „szakmai kiképzése” néha sokkal több időt vett igénybe, mint a felkészülés közbenső jóga. Tehát az 52-es számú elemet, amelyről beszélni fogunk, sok éven át csak azért használták, hogy bemutassák, mi is valójában, ez az elem, amelyet bolygónkról neveztek el: "tellúrium" - a tellusból, ami latinul "Föld" -et jelent.

Ezt az elemet közel két évszázaddal ezelőtt fedezték fel. 1782-ben Franz Joseph Müller bányafelügyelő (később von Reichenstein báró) megvizsgálta az akkori Ausztria-Magyarországon fekvő Semigorye-ban talált aranyércet. Olyan nehéznek bizonyult megfejteni az érc összetételét, hogy Aurum problematicumnak - „kétes aranynak” nevezték. Muller ebből az „aranyból” izolált egy új fémet, de nem volt teljesen biztos benne, hogy valóban új. (Később kiderült, hogy Müller másban tévedett: az általa felfedezett elem új volt, de csak nagy tartalékkal sorolható a fémek közé.)

A kétségek eloszlatására Müller egy kiemelkedő szakemberhez, Bergman svéd ásványkutatóhoz és analitikus vegyészhez fordult segítségért.

Sajnos a tudós az elküldött anyag elemzésének befejezése előtt meghalt - azokban az években az analitikai módszerek már meglehetősen pontosak voltak, de az elemzés sok időt vett igénybe.

Más tudósok is megpróbálták tanulmányozni a Müller által felfedezett elemet, de csak 16 évvel a felfedezése után Martin Heinrich Klaproth, az akkori idők egyik vezető kémikusa cáfolhatatlanul bebizonyította, hogy ez az elem valójában új, és a „tellúrium” nevet javasolta neki. .

Mint mindig, az elem felfedezése után megkezdődött az alkalmazásai keresése. Nyilvánvalóan az atrokémia idejére visszanyúló régi elv alapján - a világ egy gyógyszertár - a francia Fournier megpróbált tellúrral kezelni néhány súlyos betegséget, különösen a leprát. De sikertelenül - csak sok évvel később volt képes a tellúr bizonyos „kisebb szolgáltatásokat” nyújtani az orvosoknak. Pontosabban nem magát a tellúrt, hanem a tellursav K 2 TeO 3 és Na 2 TeO 3 sóit, amelyeket a mikrobiológiában kezdtek el használni színezékként, amely bizonyos színt ad a vizsgált baktériumoknak. Így a tellúrvegyületek segítségével a diftéria bacillust megbízhatóan izolálják a baktériumok tömegéből. Ha nem is a kezelésben, de legalább a diagnózisban, az 52-es számú elem hasznosnak bizonyult az orvosok számára.

De néha ez az elem, és még inkább egyes vegyületei, gondot okoznak az orvosoknak. A tellúr meglehetősen mérgező. Hazánkban a levegőben a tellúr megengedett legnagyobb koncentrációját 0,01 mg/m3-nek tekintik. A tellúrvegyületek közül a legveszélyesebb a H 2 Te hidrogén-tellurid, amely színtelen, kellemetlen szagú mérgező gáz. Ez utóbbi teljesen természetes: a tellúr a kén analógja, ami azt jelenti, hogy a H 2 Te hasonlónak kell lennie a hidrogén-szulfidhoz. Irritálja a hörgőket, káros hatással van az idegrendszerre.

Ezek a kellemetlen tulajdonságok nem akadályozták meg, hogy a tellúr bekerüljön a technológiába és sok „szakmát” szerezzen.

A kohászokat érdekli a tellúr, mert még kis ólom hozzáadása is nagymértékben növeli ennek a fontos fémnek a szilárdságát és vegyi ellenálló képességét. A tellúrral adalékolt ólmot a kábel- és vegyiparban használják. Így a belülről ólom-tellúrium ötvözettel bevont (legfeljebb 0,5% Te) kénsavgyártó készülékek élettartama kétszer olyan hosszú, mint az egyszerű ólommal bélelt hasonló berendezéseké. Tellúr hozzáadása a rézhez és acélhoz megkönnyíti a megmunkálásukat.

Az üveggyártás során a tellúrt használják arra, hogy az üveg barna színt és magasabb törésmutatót adjon. A gumiiparban néha a kén analógjaként használják gumik vulkanizálására.

A tellúr egy félvezető

Az 52-es számú elem árának és keresletének megugrásáért azonban nem ezek az iparágak voltak felelősek. Ez az ugrás századunk 60-as éveinek elején történt. A tellúr egy tipikus félvezető és egy technológiai félvezető. A germániumtól és a szilíciumtól eltérően viszonylag könnyen megolvad (olvadáspontja 449,8 °C) és elpárolog (alig 1000 °C alatt forr). Következésképpen könnyen lehet belőle vékony félvezető filmeket előállítani, amelyek a modern mikroelektronika számára különösen érdekesek.

A tiszta tellúrt, mint félvezetőt azonban korlátozott mértékben használják - bizonyos típusú térhatású tranzisztorok gyártásához, valamint a gamma-sugárzás intenzitását mérő eszközökben. Sőt, a gallium-arzenidbe (a szilícium és a germánium után a harmadik legfontosabb félvezető) szándékosan tellúr-szennyezést visznek be, hogy elektronikus típusú vezetőképességet hozzanak létre benne*.

* A félvezetőkben rejlő kétféle vezetőképességet a „Germánium” cikk részletesen ismerteti.

Egyes telluridok – a tellúr és fémek vegyületei – alkalmazási köre sokkal szélesebb. A bizmut Bi 2 Te 3 telluridjai és az antimon Sb 2 Te 3 a termoelektromos generátorok legfontosabb anyagaivá váltak. Hogy megmagyarázzuk, miért történt ez, tegyünk egy rövid kitérőt a fizika és a történelem területére.

Másfél évszázaddal ezelőtt (1821-ben) a német fizikus Seebeck felfedezte, hogy egy zárt, különböző anyagokból álló elektromos áramkörben, amelyek érintkezései különböző hőmérsékletűek, elektromotoros erő jön létre (termo-EMF-nek hívják). A svájci Peltier 12 év elteltével a Seebeck-effektussal ellentétes hatást fedezett fel: amikor különböző anyagokból álló áramkörön elektromos áram folyik keresztül, az érintkezési pontokon a szokásos Joule-hő mellett bizonyos mennyiségű hő szabadul fel, ill. elnyelt (az áram irányától függően).

Körülbelül 100 évig ezek a felfedezések „önmagukban lévő dolgok” maradtak, különös tények, semmi több. És nem túlzás azt állítani, hogy mindkét hatás új élete kezdődött, miután a szocialista munka hőse, A.F. akadémikus. Ioffe és munkatársai kidolgoztak egy elméletet a félvezető anyagok hőelemek gyártására való felhasználásáról. És hamarosan ez az elmélet valódi termoelektromos generátorokban és termoelektromos hűtőszekrényekben testesült meg különféle célokra.

Különösen a bizmut, ólom és antimon telluridokat használó termoelektromos generátorok szolgáltatnak energiát a mesterséges földi műholdaknak, a navigációs és meteorológiai berendezéseknek, valamint a fővezetékek katódos védőberendezéseinek. Ugyanazok az anyagok segítenek fenntartani a kívánt hőmérsékletet számos elektronikus és mikroelektronikai eszközben.

Az elmúlt években egy másik, félvezető tulajdonságokkal rendelkező tellúr kémiai vegyület, a kadmium-tellurid CdTe is nagy érdeklődést váltott ki. Ezt az anyagot napelemek, lézerek, fotoellenállások és sugárzásszámlálók gyártására használják. A kadmium-tellurid arról is híres, hogy egyike azon kevés félvezetőknek, amelyekben a Han-effektus észrevehetően megnyilvánul.

Ez utóbbinak az a lényege, hogy a megfelelő félvezető kis lemezének kellően erős elektromos térbe való bevezetése már maga a nagyfrekvenciás rádiósugárzás generálásához vezet. A Hahn-effektus már a radartechnológiában is alkalmazásra talált.

Összegzésképpen elmondhatjuk, hogy mennyiségileg a tellúr fő „szakma” az ólom és más fémek ötvözése. Minőségi szempontból a legfontosabb természetesen a tellúr és a telluridok mint félvezető munkája.

Hasznos adalékanyag

A periódusos rendszerben a tellúr a VI. csoport fő alcsoportjában található a kén és a szelén mellett. Ez a három elem kémiai tulajdonságaiban hasonló, és gyakran kísérik egymást a természetben. De a kén részaránya a földkéregben 0,03%, a szelén csak 10-5%, és a tellúr még egy nagyságrenddel is kevesebb - 10-6%. Természetesen a tellúr a szelénhez hasonlóan leggyakrabban természetes kénvegyületekben található meg - szennyeződésként. Előfordul azonban (emlékezzünk arra az ásványra, amelyben a tellúrt felfedezték), hogy arannyal, ezüsttel, rézzel és más elemekkel érintkezik. Több mint 110, negyven tellúr ásványból álló lelőhelyet fedeztek fel bolygónkon. De mindig együtt bányászják vagy szelénnel, vagy arannyal, vagy más fémekkel.

A Szovjetunióban ismertek a besenyői és moncsegorszki réz-nikkel tellúr tartalmú ércek, az altaji tellúrt tartalmazó ólom-cink ércek és számos más lelőhely.

A tellúrt a rézércből izolálják a buborékfóliás réz elektrolízissel történő tisztításának szakaszában. Egy üledék - iszap - hullik az elektrolizáló aljára. Ez egy nagyon drága köztes termék. Az egyik kanadai üzemből származó iszap összetételének szemléltetésére: 49,8% réz, 1,976% arany, 10,52% ezüst, 28,42% szelén és 3,83% tellúr. Az iszap ezen értékes összetevőit el kell különíteni, és ennek többféle módja van. Íme az egyik közülük.

Az iszapot kemencében megolvasztják, és levegőt vezetnek át az olvadékon. A fémek az arany és az ezüst kivételével oxidálódnak és salakká alakulnak. A szelént és a tellúrt szintén oxidálják, de illékony oxidokká, amelyeket speciális eszközökben (mosókban) rögzítenek, majd feloldanak és savakká alakítják - szelén H 2 SeO 3 és tellur H 2 TeO 3 . Ha ezen az oldaton kén-dioxidot SO2 engedünk át, a következő reakciók mennek végbe:

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.

A tellúr és a szelén egyszerre esik ki, ami nagyon nem kívánatos - külön kell őket. Ezért a folyamat körülményeit úgy választják meg, hogy a kémiai termodinamika törvényeinek megfelelően elsősorban a szelént redukálják először. Ezt segíti az oldathoz adagolt sósav optimális koncentrációjának kiválasztása.

Ezután a tellúrt lerakják. Az így kapott szürke por természetesen tartalmaz bizonyos mennyiségű szelént és ezen kívül ként, ólmot, rezet, nátriumot, szilíciumot, alumíniumot, vasat, ónt, antimont, bizmutot, ezüstöt, magnéziumot, aranyat, arzént, klórt. A tellúrt először kémiai módszerekkel, majd desztillációval vagy zónaolvasztással kell megtisztítani ezektől az elemektől. Természetesen a tellúrt különböző ércekből különböző módon vonják ki.

A tellúr káros

A tellúrt egyre szélesebb körben használják, ezért egyre többen dolgoznak vele. Az 52. számú elemről szóló történet első részében már említettük a tellúr és vegyületeinek mérgező hatását. Beszéljünk erről részletesebben, pontosan azért, mert egyre több embernek kell tellúrral dolgoznia. Íme egy idézet egy, a tellúrról mint ipari méregről szóló értekezésből: a tellúraeroszollal fecskendezett fehér patkányok „nyugtalanságot mutattak, tüsszögtek, dörzsölték az arcukat, letargikusak és álmosak lettek”. A tellúr hasonló hatással van az emberekre.

Maga a tellúr és vegyületei pedig különböző „kaliberű” bajokat hozhatnak. Például kopaszodást okoznak, befolyásolják a vér összetételét, és blokkolhatják a különböző enzimrendszereket. Az elemi tellúrral való krónikus mérgezés tünetei a hányinger, álmosság, lesoványodás; a kilélegzett levegő bűzös, fokhagymás alkil-tellurid-szagot kap.

Akut tellúrmérgezés esetén intravénásan glükózt, sőt néha morfiumot is tartalmazó szérumot adnak be. Az aszkorbinsavat megelőzésként használják. A fő megelőzés azonban az eszközök lezárása, a folyamatok automatizálása, amelyekben a tellúr és vegyületei részt vesznek.

Az 52. számú elem számos előnnyel jár, ezért figyelmet érdemel. De a vele való munkavégzés körültekintést, világosságot és ismételten koncentrált figyelmet igényel.

A tellúr megjelenése

A kristályos tellúr leginkább az antimonhoz hasonlít. Színe ezüstös-fehér. A kristályok hatszögletűek, a bennük lévő atomok spirális láncokat alkotnak, és kovalens kötéssel kapcsolódnak legközelebbi szomszédaikhoz. Ezért az elemi tellúr szervetlen polimernek tekinthető. A kristályos tellúrt fémes csillogás jellemzi, bár összetett kémiai tulajdonságai miatt inkább a nemfémek közé sorolható. A tellúr törékeny és könnyen porrá alakítható. A tellúr amorf módosulatának létezésének kérdése nem tisztázott egyértelműen. Amikor a tellúrt tellursavból vagy tellursavból redukáljuk, csapadék képződik, de még mindig nem világos, hogy ezek a részecskék valóban amorfak-e, vagy csak nagyon kicsi kristályok.

Kétszínű anhidrid

Mint egy kénanalóghoz illik, a tellúr vegyértéke 2–, 4+ és 6+, és sokkal ritkábban 2+. A tellúr-monoxid TeO csak gáznemű formában létezhet, és könnyen TeO 2 -dá oxidálódik. Ez egy fehér, nem higroszkópos, teljesen stabil kristályos anyag, amely 733 °C-on bomlás nélkül olvad; polimer szerkezetű, melynek molekulái a következőképpen épülnek fel:

A tellúr-dioxid vízben szinte oldhatatlan - 1,5 millió rész vízre csak egy része TeO 2 jut át ​​az oldatba, és elhanyagolható koncentrációjú gyenge tellursav H 2 TeO 3 oldat képződik. A tellursav H 6 TeO 6 savas tulajdonságai is gyengén fejeződnek ki. Ezt a képletet (és nem H 2 TeO 4-et) az Ag 6 TeO 6 és Hg 3 TeO 6 összetételű, vízben jól oldódó sók előállítása után rendelték hozzá. A tellursavat képező TeO 3 anhidrid gyakorlatilag nem oldódik vízben. Ez az anyag két változatban létezik - sárga és szürke: α-TeO 3 és β-TeO 3. A szürke tellúr-anhidrid nagyon stabil: még melegítés közben sem befolyásolják savak és tömény lúgok. A sárga fajtától úgy tisztítják, hogy a keveréket tömény káliumban forralják.

Második kivétel

Mengyelejev a periódusos rendszer létrehozásakor a tellúrt és a szomszédos jódot (valamint az argont és a káliumot) a VI. és VII. csoportba helyezte, nem az atomtömegükkel összhangban, hanem ellentétesen. Valójában a tellúr atomtömege 127,61, a jódé pedig 126,91. Ez azt jelenti, hogy a jódnak nem a tellúr mögött, hanem előtte kell lennie. Mengyelejev azonban nem kételkedett érvelésének helyességében, mivel úgy vélte, hogy ezeknek az elemeknek az atomsúlyát nem határozták meg elég pontosan. Mengyelejev közeli barátja, Boguslav Brauner cseh kémikus gondosan ellenőrizte a tellúr és a jód atomsúlyát, de adatai egybeestek a korábbiakkal. A szabályt megerősítő kivételek érvényességét csak akkor állapították meg, amikor a periódusos rendszer nem atomsúlyokon, hanem magtöltéseken alapult, amikor mindkét elem izotópösszetétele ismertté vált. A tellúrban a jóddal ellentétben a nehéz izotópok dominálnak.

Egyébként az izotópokról. Jelenleg az 52. számú elem 22 izotópja ismert. Közülük nyolc – 120, 122, 123, 124, 125, 126, 128 és 130 tömegszámmal – stabil. Az utolsó két izotóp a leggyakoribb: 31,79 és 34,48%.

Tellúr ásványok

Bár a tellúr lényegesen kisebb mennyiségben fordul elő a Földön, mint a szelén, az 52-es elem több ásványi anyaga ismert, mint megfelelője. A tellúr ásványok kétféle összetételűek: vagy telluridok, vagy a földkéregben lévő telluridok oxidációjának termékei. Az elsők között van a calaverit AuTe 2 és a krennerit (Au, Ag) Te 2, amelyek a kevés természetes aranyvegyületek közé tartoznak. A bizmut, az ólom és a higany természetes telluridjai is ismertek. A természetes tellúr nagyon ritkán található meg a természetben. Még ennek az elemnek a felfedezése előtt is előfordult, hogy szulfidércekben találták meg, de nem tudták megfelelően azonosítani. A tellúrásványoknak nincs gyakorlati jelentősége – minden ipari tellúr más fémek ércfeldolgozásának mellékterméke.

Azok - chem. eleme a periódusos elemrendszer csoportjának VI. nál nél. n. 52, at. m 127,60. Fényes ezüstszürke rideg anyag, fémes fényű. A vegyületekben -2, +4 és +6 oxidációs állapotot mutat. A természetes B nyolc stabil izotópból áll, amelyek tömegszáma 120, 122-126, 128 és 130. 16 radioaktív izotóp ismert, felezési ideje 2-154 nap. A leggyakoribb nehéz izotópok a 128 és 130 tömegszámúak. A T.-t (1782) a magyarok fedezték fel. kutató F. Muller von Reichenstein. A tellúr egy nyomelem, a földkéreg tartalma 10-7%. Számos ásványi anyagot tartalmaz arany, ezüst, platina, réz, vas, ólom, bizmut és szulfid ásványokkal. A T. kristályrácsa hatszögletű, periódusa a - 4,4570 A és c = 5,9290 A. Sűrűség (t-pa 20p C) 6,22 g/cm3; /pl 449,5 °C; forráspontja 990±2°C.

Ismert a Tellúr egy „amorf” módosulata (sötétbarna por), amely hevítés hatására visszafordíthatatlanul kristályosodik. Hőmérsékleti együttható polikristályos T. lineáris tágulása (16-17) 10-6 fok-1, y együttható. hővezető képesség (hőmérséklet 20° C) 0,014 cal/cm X X sec x deg; fajlagos hőkapacitás (hőmérséklet 25° C) 0,048 cal/g x deg. A T. egy félvezető, amelynek sávszélessége 0,34 eV. A kristály elektromos vezetőképessége a kristály tisztaságától és tökéletességi fokától függ. A legtisztább mintákban ez ~0,02 ohm-1 x cm-1. Elektronmobilitás 1700, lyukmozgás 1200 cm2/v x sec. Amikor megolvad, a tellúr fémes állapotba megy át. A tellúr diamágneses, fajlagos mágneses szuszceptibilitása 0,3 10-6 cm3/g (szobahőmérsékleten). Keménység a Mohs-skálán 2,0-2,5; Házasodik mikrokeménység 58 kgf/mm2, rugalmassági modulus 4200 kgf/mm2, együttható. összenyomhatóság (hőmérséklet 30° C) 1,5-10 6 cm2/kgf. A (0001) orientációjú tellúr egykristályok 14 kgf/mm2 feszültségnél törékenyen törnek.

A kémia szerint Szent T. kénre emlékeztet. , de kevésbé aktív. Szobahőmérsékleten nem oxidálódik a levegőben, hevítéskor Te02-dioxid keletkezik - fehér kristályos, vízben gyengén oldódik. A Te02-nél kevésbé stabil TeO és Te03 is ismert. Normál körülmények között a tellúr nagyon lassan reagál a vízzel, hidrogén felszabadulásával és kénsav képződésével vörös TeS03 oldat képződésével; vízzel hígítva fordított reakció lép fel a tellúr felszabadulásával. T. salétromsavban feloldódik, és híg sósavban H2TeO3 keletkezik, enyhén oldódik.

A tellúr lassan oldódik lúgokban. Hidrogénnel tellurid H2Te - színtelen, kellemetlen szagú gáz, amely -2 ° C-on kondenzál, és -51,2 ° C-on megszilárdul, instabil vegyület, amely könnyen lebomlik még gyenge oxidálószerek hatására is. A tellúr nem képez szulfidokat, amelyek normál körülmények között stabilak, a TeS2 vegyület -20°C-ig stabil. A T szelénnel folyamatos szilárd oldatokat képez. Az ismert összetételek a TeXb (csak fluorid), a TeX4 és a TeX2, amelyeket az elemek közvetlen kölcsönhatásával kapnak. Szobahőmérsékleten minden szilárd, vízzel részben lebomlik; csak a TeFe színtelen, kellemetlen szagú gáz. Hevítéskor a T. sok fémmel reagál, képződik.

A Tellúr előállításának alapanyaga a réz-nikkel és a kénsav gyártásból származó iszap, valamint az ólomfinomításból nyert termékek. Az anódiszap feldolgozása savas vagy lúgos módszerrel történik, a ként négy vegyértékű állapotúvá alakítják, majd az oldat végén az oldatokból kén-dioxiddal redukálják. sósav vagy elektrolit. Ezenkívül a T.-t tartalmazó anyagok klóros módszerrel is feldolgozhatók. A nagy tisztaságú tellúrt szublimációval és zóna átkristályosítással nyerik (a mélytisztítás leghatékonyabb módszere, amely lehetővé teszi 99,9999%-os tisztaságú anyag előállítását).

A tellúrvegyületek mérgezőek, az emberi szervezetre gyakorolt ​​hatásuk hasonló a szelén- és arzénvegyületek hatásához. A legerősebb méreg a tellurid. A T megengedett legnagyobb koncentrációja a levegőben 0,01 mg/mV. A T-t gumi vulkanizálásánál és ólomkábelek gyártásánál használják (akár 0,1% Te hozzáadása javítja az ólom mechanikai tulajdonságait). A T. vegyületeket az üvegiparban (üveg és porcelán színezésére) és a fényképezésben használják. A tellúrt széles körben használják félvezető vegyületek szintézisében. A T. csatlakozások a hőelemek gyártásának fő anyagai.

A tellúr egy nyomelem (tartalmuk a földkéregben 1 ⋅ 10⁻ ⁷ %. A tellúr ritkán alakul önállóan. A természetben általában szulfidok szennyeződéseként, valamint a természetes kénben található. A tellúr és a szelén fő forrásai a kénsavgyártásból származó hulladékok, amelyek a porkamrákban halmozódnak fel, valamint a réz elektrolitikus tisztítása során keletkező üledékek (iszap). Az iszap az egyéb szennyeződések mellett ezüst-szelenid Ag-t is tartalmaz 2 Se és néhány. Az iszap elégetésekor Tellúr-oxid TeO képződik 2 , valamint a nehézfémek oxidjai. A tellúr a TeO-oxidokból redukálódik 2 ha kén-dioxidnak vannak kitéve vízi környezetben:

TeO 2 + H 2 O = H 2 TeO 3

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

A tellúrhoz hasonlóan allotróp módosulatokat képez - kristályos és amorf. A kristályos tellúr ezüstszürke színű, törékeny és könnyen porrá őrölhető. Elektromos vezetőképessége jelentéktelen, de megvilágítva növekszik. Az amorf tellúr barna színű, és 25 fokon kevésbé stabil, mint az amorf tellúr. kristályossá válik.

Kémiai tulajdonságait tekintve a tellúr jelentős hasonlóságot mutat a kénnel. Levegőben ég (zöldeskék), a megfelelő TeO oxidokat képezve 2. Ellentétben a SO 2-vel A tellúr-oxid kristályos anyag, vízben rosszul oldódik.

A tellúr nem kapcsolódik közvetlenül a hidrogénhez. Hevítéskor sok fémmel reagál, és megfelelő sókat képez (például K). 2 Te. A tellúr még normál körülmények között is reagál vízzel:

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

A szelénhez hasonlóan a tellúr is a megfelelő H savakká oxidálódik 2 TeO 4 , de súlyosabb körülmények között és más oxidálószerek hatására:

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

A lúgok forrásban lévő vizes oldataiban a tellúr a kénhez hasonlóan lassan feloldódik:

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

A tellúrt elsősorban félvezető anyagként használják.

A tellúr tulajdonságai

A hidrogén-tellurid előállítható a telluridok híg savakkal való kezelésével:

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

A hidrogén-tellurid normál körülmények között színtelen gáz, jellegzetes kellemetlen szagokkal (kellemetlenebb, mint a H szaga 2 S, de mérgezőbb, a hidrogéntellurid pedig kevésbé mérgező). A tellúr-hidridek nagyobb mértékben redukáló tulajdonságokat mutatnak, mint a H 2 Te-értéke a vízben megközelítőleg megegyezik a hidrogén-szulfid értékével. A hidridek vizes oldatai kifejezett savas reakciót mutatnak a vizes oldatokban való disszociációjuk miatt az alábbi séma szerint:

H 2 Te ↔ H + HTe ⁺

↓

H+Te²⁺

Az O - S - Se - Te sorozatban az ionjaik sugara E² ⁺ hidrogéniont tartanak. Ezt megerősítik a kísérleti adatok, amelyek megerősítették, hogy a hidrotelluursav erősebb, mint a hidroszulfidsav.

Az O - S - Se - Te sorozatban megnő a hidridek termikus disszociációs képessége: melegítés közben a víz a legnehezebb lebontani, a tellúr-hidridek pedig instabilak és még alacsony melegítés mellett is lebomlanak.

A hidrotellursav sói (telluridok) tulajdonságaiban hasonlóak a szulfidokhoz. Ezeket a szulfidokhoz hasonlóan a tellúr-hidrogén oldható fémsókra történő hatására állítják elő.

A telluridok vízben és savakban való oldhatóságát tekintve hasonlóak a szulfidokhoz. Például amikor hidrogén-tellúrt vezetünk át a réz vizes oldatán 2 SO 4 réztelluridot kapunk:

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

A Te oxigénnel TeO vegyületeket képez 2 és TeO 3 a tellúr levegőben történő elégetésekor, a telluridok égetésekor, valamint a tellúr-hidridek égésekor keletkeznek:

Te + O 2 = TeO 2

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

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

TeO2 - savas oxidok (anhidridek). Vízben oldva tellursavat képeznek:

TeO 2 + H 2 O = H 2 TeO 3

Ez a sav vizes oldatban valamivel kevésbé erősen disszociál, mint a kénsav. A tellursavat nem nyerték szabad formában, és csak vizes oldatokban létezik.

Míg a kémiai reakciókban a 4+ oxidációs állapotú kénvegyületek túlnyomórészt redukálószerként működnek, a kén oxidációs állapotának 6+-ra növelésével a TeO 2 és a megfelelő savak főként oxidáló tulajdonságokat mutatnak, rendre Te-vé redukálódnak. A gyakorlatban a tellúrt szabad formában nyerik a következő módszerekkel:

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

A tellursav csak akkor mutat redukáló tulajdonságokat, ha erős oxidálószerekkel lép kölcsönhatásba:

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

Szabad tellursav H 2 TeO 4 - általában H kristályos hidrátként izolálják 2 TeO 4 2H 2 O, ami H-ként van írva 6 TeO 6 . Az orthotellursavban H 6 TeO 6 A hidrogénatomok részben vagy teljesen helyettesíthetők fématomokkal, így Na6TeO6 sók képződnek.

A tellúr ezüstfehér, törékeny anyag, jellegzetes fémes fényű. Ebben az esetben a vékony tellúrréteg fény hatására vörösesbarna árnyalatú, a gőz pedig aranysárga színű. Mivel a tellúr inert, olvasztásakor kvarcot vagy grafitot használnak tartályanyagként. A tellúr ritka elem, és az iránta való jelentős kereslet határozza meg magas költségét.

A tellúr előállítása során elsősorban az ólom és a réz elektrolitikus finomításából származó hulladékot használják fel. Az iszap elégetése után a salakban tellúr válik ki, majd sósavban mossák. A kapott sósavoldatot kén-dioxidon való átengedéssel izoláljuk. A kéntől, szeléntől és egyéb szennyeződésektől való további tisztításhoz a tellúrt lúgos közegben oldják fel, ahol alumínium vagy cink hatására dinátrium-diteluruddá alakul. Ezután oxigénen vagy levegőn vezetik át, és nagy tisztaságú tellúr előállításához klórozzák, majd rektifikálással tisztítják, vízzel hidrolizálják és hidrogénnel redukálják.

A FÁK-ban a tellúr fő gyártói a következők:

OJSC Almalyk Bányászati ​​és Kohászati ​​Üzem (Üzbegisztán);
- OJSC „Ural Mining and Metallurgical Company” (Orosz Föderáció);
- CJSC Kyshtym Copper Elektrolit Plant (Orosz Föderáció).

A tellúrt speciális ólom előállításához használják, amelynek szilárdsága és rugalmassága megnövekedett. Ezt a tulajdonságot széles körben használják vezetékek és más kábeltermékek gyártásában. A tellúr és az ólom kombinációja 10-szer csökkenti az ólom feloldódását kénsav hatására. Ezt a tulajdonságot ólom-savas akkumulátorokban használják.

A speciális vegyi berendezésekben tellúros üvegeket használnak, amelyek kivételes átlátszósággal, elektromos vezetőképességgel és olvaszthatósággal rendelkeznek. A tellúr hozzáadásával készült üvegek bizonyos típusai félvezetők. Széles körben használják az elektronikában. Különleges, ritkaföldfémekkel adalékolt tellúr-dioxidos üvegeket pedig az optikai kvantumgenerátorokban aktív testként használnak.

A tellúrötvözeteket a kompakt lemezek fényvisszaverő, deformálható rétegének létrehozására használják. A gőz formájú tellúrt fénycsövekhez használják. Az ilyen lámpák által kibocsátott fény spektruma hasonló a természetes napfényhez.

A tellúr a 16. csoport kémiai eleme (az elavult besorolás szerint - a VI. csoport fő alcsoportja, kalkogén), a periódusos rendszer 5. periódusa, 52-es rendszámmal rendelkezik; a Te (lat. Tellúr) szimbólummal jelölve, a metalloidok családjába tartozik.
A földkéreg tartalom 1,10-6 tömeg%. Mintegy 100 tellúr ásvány ismeretes. A leggyakoribb telluridok a réz, ólom, cink, ezüst és arany.
A tellúr izomorf keveréke számos szulfidban megfigyelhető, de a Te-S izomorfizmus kevésbé kifejezett, mint a Se-S sorozatban, és a szulfidok korlátozott tellúr-keveréket tartalmaznak. A tellúr ásványok közül az altait (PbTe), szilvanit (AgAuTe4), calaverit (AuTe2), hessit (Ag2Te), krennerit [(Au, Ag)Te], petzit (Ag3AuTe2), muthmannit [(Ag, Au)Te] különösen fontos, montbreuit (Au2Te3), nagiagit (4S5), tetradimit (Bi2Te2S). Vannak a tellúr oxigénvegyületei, például a TeO2 - tellúrokker. A natív tellúr a szelénnel és a kénnel együtt is előfordul (a japán tellúrkén 0,17% Te-t és 0,06% szelént tartalmaz).

A tellúrlelőhelyek készletei 2012-ben, tonna *

* Az US Geological Survey adatai

A tellúr fő forrása a hólyagos (anódos) réz elektrolitikus tisztítása során keletkező iszap. Minden 500 tonna rézércre jellemzően egy font (0,45 kg) tellúr jut. A tellúrt elsősorban az Egyesült Államokban, Kínában, Belgiumban, Oroszországban, Japánban és Kanadában állítják elő.
Az anódszuszpenzió nemesfémek szelenidjeit és telluridjait tartalmazza M2Se vagy M2Te (M = Cu, Ag, Au) képletü kompozíciókban. 500 °C hőmérsékleten az anódiszapot nátrium-karbonáttal melegítik levegő jelenlétében. A fémionok fémekké redukálódnak, míg a tellurid nátrium-tellurittá alakul - M2Te + O2 + Na2CO3 > Na2TeO3 + 2M + CO2.
A telluritok kimosódnak a vízzel alkotott keverékekből, és általában HTeO3– hidrotelluritként vannak jelen oldatban. A folyamat során szelenitek is keletkeznek, de kénsav hozzáadásával szétválaszthatók. A hidrotelluritok oldhatatlan tellúr-dioxiddá alakulnak, míg a szelenitek oldatban maradnak - HTeO3- + ОH– + H2SO4 > TeO2 + SO42- + 2H2O.
A fémré redukciót vagy elektrolízissel vagy a tellúr-dioxid kén-dioxiddal való reakciójával hajtják végre kénsavban - TeO2 + 2 SO2 + 2H2O > Te + SO42- + 4H+.
A kereskedelmi minőségű tellúrt általában por formájában árusítják, és lapok, tömbök vagy rudak formájában is kapható.
A tellúr legnagyobb fogyasztója a kohászat, ahol vas-, réz- és ólomötvözetekben használják. Telúrium rozsdamentes acélhoz és rézhez való hozzáadása jobban megmunkálhatóvá teszi ezeket a fémeket. A tellúr hozzáadása lehetővé teszi temperöntvény előállítását, amely megolvasztva a szürkeöntvény előnyeivel rendelkezik: folyékony öntés, öntési tulajdonságok és megmunkálhatóság. Az ólomban a tellúr javítja a szilárdságot és a tartósságot, valamint csökkenti a kénsav korrozív hatását.
Félvezetők és elektronika. A kadmiumtelluridot (CdTe) napelemekben használják. Az Egyesült Államokban működő Megújuló Energia Laboratórium tesztjei kimutatták, hogy ez az anyag számos előnnyel jár a napelemek új generációjának működéséhez. Az elmúlt években a CdTe-t használó napelemek tömeges kereskedelmi gyártása a tellúr iránti kereslet jelentős növekedéséhez vezetett. Ha a CdTe-ben lévő kadmium egy részét cinkkel helyettesítjük, akkor kialakul az arány (Cd,Zn), amelyet a szilárdtest-röntgenszenzoroknál használnak.
Teljesen kivételes jelentőséget kaptak a CRT (kadmium-higany-tellurium) ötvözetek, amelyek fantasztikus tulajdonságokkal rendelkeznek a rakétakilövésekből származó sugárzás észlelésére és az ellenség megfigyelésére az űrből a légköri ablakokon keresztül (a felhőtakaró nem számít). Az MCT az egyik legdrágább anyag a modern elektronikai iparban.
Organotelluridokat, például etántelluridot, dietil-telluridot, diizopropil-telluridot, dietil- és metil-telluridot, allil-telluridot használnak a fémorganikus növekedési fázis epitaxiájának alapjaként többrétegű félvezető vegyületek előállítására.
Számos tellúrt tartalmazó rendszer a közelmúltban fedezte fel bennük három (esetleg négy) fázis létezését, amelyekben a szupravezetés nem tűnik el a folyékony nitrogén forráspontja feletti hőmérsékleten.
A tellúrt mint tellúr-oxidot újraírható optikai lemezek rétegeinek létrehozására használják, beleértve az újraírható kompakt lemezeket (CD-RW), az újraírható Blu-ray digitális videolemezeket és az újraírható (DVD-RW) lemezeket.
A tellúrt az Intel által kifejlesztett új fázisváltó memóriachipekben használják. A bizmuttelluridot (Bi2Te3) és az ólomtelluridot termoelektromos eszközök elemeiben használják. Az ólomtelluridot infravörös érzékelőkben is használják.
Egyéb felhasználások. A tellúrt kerámiák színezésére használják. A szelenidek és telluridok üveghez való hozzáadása után az optikai fénytörés erőteljes növekedésének jelenségét a távközlési üvegszálak gyártása során használják. A szelén és a tellúr keverékeit bárium-peroxiddal oxidálószerként használják késleltető porban elektromos szórófejekhez.
A szerves telluridokat gyökös polimerizáció iniciátoraként használják az elektronban gazdag mono- és ditelluridok antioxidáns hatásúak. Kén vagy szelén helyett tellúr használható a gumi vulkanizálására. Az így előállított gumi jobb hőállóságot mutat. A telluritokat a diftériáért felelős kórokozók azonosítására használják.
A tellúr-fogyasztás a világ országaiban a következőképpen oszlik meg: Kína - 80-100 tonna, Oroszország - 10 tonna, USA - 50-60 tonna. A világon összesen mintegy 400 tonna tellúrt fogyasztanak el évente. Az alábbi táblázat hozzávetőleges adatokat közöl a világ tellúrtermeléséről (az USGS adatai, különféle áttekintések és cikkek a piacon).

Tellúrtermelés a világon, tonna*

* Az US Geological Survey adatai

A tellúr ritka elem, kis termelési volumen mellett jelentős kereslet határozza meg magas árát (tisztaságtól függően kb. 200-300 USD/kg), ennek ellenére alkalmazási köre folyamatosan bővül.
A tellúr ára 2000-ben körülbelül 30 USD volt kilogrammonként. 2004 és 2011 között a tellúr ára 2009 kivételével folyamatosan emelkedett. Ezekben az években a tellúr árát a kereslet jelentős növekedése és a korlátozott kínálat határozta meg. 2011-ben a tellúr kilogrammonkénti ára elérte a 350 USD-t. 2012-ben azonban a tellúr ára meredeken, kilogrammonként körülbelül 150 USD-ra esett.

A tellúrpiac jelenleg számos kihívással néz szembe. A rézgyártás melléktermékeként a tellúrpiac nagymértékben függ a fő (réz) piac trendjétől. A réztermelés csökkenése, valamint a fém előállítására szolgáló új alternatív technológiák alkalmazása például hatással lesz a tellúr mennyiségére.
Mivel a beszerzési mennyiségek kétségesek, az anyag ára az egekbe szökik. Számos piaci előrejelzés szerint a tellúr ára a következő 2-3 évben ismét emelkedni fog. Ismeretes, hogy egy sor különféle tellúrpótló termék van a piacon, amelyeket a kínálati hiányok közepette már kezdenek használni. A szakértők azonban megjegyzik, hogy egyik csere sem rendelkezik olyan tulajdonságokkal, mint a tellúr. Ezen túlmenően a tellúr iránti kereslet potenciális növekedése a szoláris vékonyréteg-ágazat fejlesztései miatt következhet be.

Tellúr(latinul tellúr), te, a Mengyelejev-féle periodikus rendszer fő alcsoportjának VI. csoportjának kémiai eleme; rendszáma 52, atomtömege 127,60, ritka szétszórt elemek. A természetben nyolc stabil izotópként fordul elő 120, 122-126, 128, 130 tömegszámmal, amelyek közül a leggyakoribb a 128 te (31,79%) és a 130 te (34,48%). A mesterségesen előállított radioaktív izotópok közül 127 te-t (T 1/2 = 105) széles körben használnak jelölt atomként napok) és 129 te (T 1/2 = 33,5 napok) . T. nyitott F. Muller 1782-ben. A német tudós, M. G. Klaproth megerősítette ezt a felfedezést, és az elemnek a „tellurium” nevet adta (a latin tellus, genitive telluris - Föld szóból). A T. kémiájának első szisztematikus vizsgálatait a 30-as években végezték. 19. század ÉS ÉN. Berzelius.

Elterjedés a természetben . A T. a legritkább elemek egyike; átlagos tartalom a földkéregben (clark) ~1 ? 10-7 tömeg%. A T. a magmában és a bioszférában szétszóródott; egyes földalatti forró forrásokból s, ag, au, pb és egyéb elemekkel együtt kicsapódik. Az au és a T-ben dúsított színesfémek hidrotermikus lelőhelyei ismertek; Ennek az elemnek körülbelül 40 ásványa kapcsolódik hozzájuk (a legfontosabbak az altait, a telluro-biszmutit stb.). természetes telluridok) . A T. tipikus adalékanyagai a piritben és más szulfidokban találhatók. T.-ből nyerik ki polifémes ércek.

Fizikai és kémiai tulajdonságok. A T. ezüstös-fehér színű, fémes fényű, törékeny, hevítéskor képlékenysé válik. Kristályosodik a hatszögletű rendszerben: A= 4,4570 A; Val vel= 5,9290 A; sűrűség 6,25 G/ cm 3 20 °C-on; t pl 450 °C; t kip 990 ± 1,0 °C; fajlagos hőkapacitás 20 °C-on 0,204 kJ/(kg? NAK NEK); hővezető képesség 20 °C-on 5,999 kedd/(m? NAK NEK) ; lineáris tágulás hőmérsékleti együtthatója 1,68? 10-5 (20 °C). A T. diamágneses, a fajlagos mágneses szuszceptibilitás 18 °C-on 0,31? 10 -6. Brinell keménység 184,3 Mn/m 2 (18,43 kgf/mm 2) . Atomsugár 1,7 A, ionos sugarak: Te 2-2,22 A, te 4+ 0,89 A, te 6+ 0,56 A.

T. - félvezető. Sávköz 0,34 ev. Normál körülmények között és olvadáspontig a tiszta T. vezetőképességgel rendelkezik R-típus. A hőmérséklet (-100 ° C) - (-80 ° C) tartományban történő csökkenésével átmenet következik be: a T. vezetőképessége válik n-típus. ennek az átmenetnek a hőmérséklete a minta tisztaságától függ, és minél tisztább a minta, annál alacsonyabb.

A te 5 atom külső elektronhéjának konfigurációja s 2 5 r 4. Vegyületekben oxidációs állapota –2; +4; +6, ritkábban +2. T. - kémiai analóg kénÉs Selena hangsúlyosabb fémes tulajdonságokkal. Oxigénnel a T. teo-oxidot, teo 2-dioxidot és teo 3-trioxidot képez. A teo 1000 °C felett van gázfázisban. A teo 2-t a te levegőben történő elégetésével nyerik, amfoter tulajdonságokkal rendelkezik, vízben mérsékelten oldódik, de savas és lúgos oldatokban könnyen oldódik. A teo 3 instabil, és csak a tellursav lebontásával nyerhető. Melegítéskor a hidrogén reakcióba lép a hidrogénnel, így hidrogén-tellurid h 2 te, színtelen mérgező gáz, szúrós, kellemetlen szaggal. Könnyen reagál halogénekkel; tex 2 és tex 4 típusú halogenidek jellemzik (ahol X-cl és Br); tef 4, tef 6 is lett; Mindegyik nagyon illékony és vízzel hidrolizál. T. közvetlenül kölcsönhatásba lép nemfémekkel (s, P), valamint fémekkel; szobahőmérsékleten reagál tömény salétrom- és kénsavval, utóbbi esetben teso 3 keletkezik, ami teoso 4-re hevítve oxidálódik. Viszonylag gyenge savak te ismertek: hidrotellursav (h 2 te oldata vízben), tellursav h 2 teo 3 és tellursav h 6 teo 6 ; sóik (ill telluridok, telluritok és tellurátok) kis mértékben vagy teljesen oldhatatlanok vízben (az alkálifém- és ammóniumsók kivételével). A T. egyes szerves származékai ismertek, például rteh, dialkiltellurid r 2 te - alacsony forráspontú, kellemetlen szagú folyadékok.

Nyugta. A T.-t a szulfidércek feldolgozása során melléktermékként vonják ki a réz-, ólom- és cinkgyártás közbenső termékeiből, valamint egyes aranyércekből. A rézgyártás fő nyersanyagforrása a réz-elektrolízis iszap, amely 0,5-2% te-t, valamint ag, au, se, cu és egyéb elemeket tartalmaz. Az iszapot először megszabadítják a cu, se-től, a nemesfémeket, te, pb, sb és egyéb komponenseket tartalmazó maradékot megolvasztják, így arany és ezüst ötvözetet kapnak. A T. ebben az esetben na 2 teo 3 formájában szóda-tellúrium salakba megy át, ahol a tartalma eléri a 20-35%-ot. A salakot összetörik, megőrlik és vízzel kimossák. Az oldatból a T. elektrolízissel lerakódik a katódra. A kapott tellúrkoncentrátumot alumíniumpor jelenlétében lúggal kezelik, és a tellúrt telluridok formájában oldatba juttatják. Az oldatot elválasztják az oldhatatlan maradéktól, amely a nehézfém-szennyeződéseket koncentrálja, és levegővel fújják. Ebben az esetben a T. (99%-os tisztaságú) elemi állapotban rakódik le. A megnövekedett tisztaságú T.-t a telluridos feldolgozás megismétlésével kapjuk. A legtisztább T.-t kémiai tisztítási, desztillációs és zónaolvasztási módszerek kombinációjával kapjuk.

Alkalmazás. A T.-t a félvezető technológiában használják ; ötvöző adalékként - ólomötvözetekben, öntöttvasban és acélban a megmunkálhatóság javítása és a mechanikai jellemzők növelése érdekében; bi 2 te 3 és sb 2 te 3 hőgenerátorokban használatos, és cdte - in napelemesés mint félvezetők lézeres anyagok. A T.-t öntöttvas fehérítésére, latexkeverékek vulkanizálására, valamint barna és vörös üvegek és zománcok készítésére is használják.

T. N. Graver.

Tellúr a szervezetben . A T. folyamatosan jelen van a növények és állatok szöveteiben. A T.-ben gazdag talajon termő növényekben koncentrációja eléri a 2? 10 -4 -2,5 ? 10 -3%, szárazföldi állatokban - körülbelül 2? 10-6%. Emberben az élelmiszerből és vízből származó T. napi bevitele körülbelül 0,6 mg. főként vizelettel (több mint 80%), valamint széklettel ürül ki a szervezetből. Közepesen mérgező a növényekre és erősen mérgező az emlősökre (növekedési késleltetést, hajhullást, bénulást stb. okoz).

Az olvasztása és egyéb termelési műveletei során a T. foglalkozási mérgezése lehetséges. Hidegrázás, fejfájás, gyengeség, szapora pulzus, étvágytalanság, fémes íz a szájban, a kilélegzett levegő fokhagymás szaga, hányinger, a nyelv sötét elszíneződése, a légutak irritációja, izzadás, hajhullás. Megelőzés: munkahigiénés követelmények betartása, egyéni bőrvédelmi intézkedések, dolgozók orvosi vizsgálata.

Megvilágított.: Kudrjavcev A, A.. A szelén és a tellúr kémiája és technológiája, 2. kiadás, M.. 1968; A Kohászat alapjai, 4. köt. viii, M., 1967; Filyand M. A.. Semenova E. I.. Properties of ritka elemek, 2. kiadás, M.. 1964; Buketov E. A., Malyshev V. P.. Szelén és tellúr kinyerése réz-elektrolit iszapból, A.-A.. 1969; bowen h. én. M.. nyomelemek a biokémiában, l.-n. y.. 1966.