Struktura atoma telura. Zgradba atoma telura Minerali telura

Malo verjetno je, da bo kdo verjel zgodbi o morskem kapitanu, ki je poleg tega profesionalni cirkuški rokoborec, slavni metalurg in svetovalec na kirurški kliniki. V svetu kemijskih elementov je takšna raznolikost poklicev zelo pogost pojav in zanje ne velja izraz Kozme Prutkova: "Specialist je kot žganje: njegova popolnost je enostranska." Spomnimo se (še preden govorimo o glavnem predmetu naše zgodbe) železo v avtomobilih in železo v krvi, železo je koncentrator magnetnega polja in železo je sestavni del okra ... Res je, "strokovna izobrazba" elementov včasih. vzela veliko več časa kot priprava na srednjo jogo. Torej element št. 52, o katerem bomo govorili, je bil dolga leta uporabljen samo za prikaz tega, kar v resnici je, ta element, imenovan po našem planetu: "telur" - od tellus, kar v latinščini pomeni "Zemlja".

Ta element je bil odkrit pred skoraj dvema stoletjema. Leta 1782 je rudarski inšpektor Franz Joseph Müller (kasneje baron von Reichenstein) pregledal zlato rudo, najdeno v Semigorju, v takratni Avstro-Ogrski. Izkazalo se je, da je tako težko razvozlati sestavo rude, da so jo poimenovali Aurum problematicum - "dvomljivo zlato". Iz tega "zlata" je Muller izoliral novo kovino, vendar ni bilo popolnega zaupanja, da je res nova. (Pozneje se je izkazalo, da se je Müller motil še glede nečesa: element, ki ga je odkril, je bil nov, a ga je mogoče le z veliko rezervo uvrstiti med kovine.)

Da bi razblinil dvome, se je Müller obrnil po pomoč na uglednega specialista, švedskega mineraloga in analitičnega kemika Bergmana.

Na žalost je znanstvenik umrl, preden je končal analizo poslane snovi - v tistih letih so bile analitične metode že precej natančne, vendar je analiza vzela veliko časa.

Element, ki ga je odkril Müller, so poskušali preučevati tudi drugi znanstveniki, a le 16 let po odkritju je Martin Heinrich Klaproth, eden vodilnih kemikov tistega časa, neizpodbitno dokazal, da je ta element v resnici nov, in predlagal ime telur. za to.

Kot vedno se je po odkritju elementa začelo iskanje njegovih aplikacij. Očitno je Francoz Fournier po starem načelu iz časov atrokemije - svet je lekarna - poskušal s telurijem zdraviti nekatere resne bolezni, zlasti gobavost. A neuspešno – šele mnogo let pozneje je telur lahko zdravnikom zagotovil nekaj »manjših storitev«. Natančneje, ne sam telur, temveč soli telurne kisline K 2 TeO 3 in Na 2 TeO 3, ki so se začele uporabljati v mikrobiologiji kot barvila, ki dajejo določeno barvo proučevanim bakterijam. Tako je s pomočjo telurovih spojin bacil davice zanesljivo izoliran od množice bakterij. Če že ne pri zdravljenju, pa vsaj pri diagnostiki, se je element št. 52 izkazal za koristnega za zdravnike.

Toda včasih ta element, še bolj pa nekatere njegove spojine, povzročajo težave zdravnikom. Telur je precej strupen. Pri nas velja za najvišjo dovoljeno koncentracijo telura v zraku 0,01 mg/m3. Od telurovih spojin je najnevarnejši vodikov telurid H 2 Te, brezbarven strupen plin z neprijetnim vonjem. Slednje je povsem naravno: telur je analog žvepla, kar pomeni, da bi moral biti H 2 Te podoben vodikovemu sulfidu. Draži bronhije in škodljivo vpliva na živčni sistem.

Te neprijetne lastnosti niso preprečile, da bi telur vstopil v tehnologijo in pridobil številne "poklice".

Metalurgi se zanimajo za telur, ker že majhni dodatki svincu močno povečajo trdnost in kemično odpornost te pomembne kovine. Svinec, dopiran s telurijem, se uporablja v kabelski in kemični industriji. Tako je življenjska doba naprav za proizvodnjo žveplove kisline, ki so znotraj prevlečene z zlitino svinca in telura (do 0,5 % Te), dvakrat daljša od istih naprav, obloženih preprosto s svincem. Dodatek telurja k bakru in jeklu olajša njihovo strojno obdelavo.

Pri proizvodnji stekla se telur uporablja za rjavo barvo stekla in višji lomni količnik. V gumarski industriji se včasih uporablja kot analog žvepla za vulkanizacijo gume.

Telur je polprevodnik

Vendar te industrije niso bile odgovorne za skok cen in povpraševanja po elementu št. 52. Ta preskok se je zgodil v zgodnjih 60. letih našega stoletja. Telur je tipičen polprevodnik in tehnološki polprevodnik. Za razliko od germanija in silicija se razmeroma enostavno tali (tališče 449,8 °C) in izhlapi (vre pri tik pod 1000 °C). Posledično je iz njega enostavno dobiti tanke polprevodniške filme, ki so še posebej zanimivi za sodobno mikroelektroniko.

Vendar se čisti telur kot polprevodnik uporablja v omejenem obsegu - za izdelavo tranzistorjev z učinkom polja nekaterih vrst in v napravah, ki merijo intenzivnost sevanja gama. Poleg tega se v galijev arzenid (tretji najpomembnejši polprevodnik za silicijem in germanijem) namerno vnese nečistoča telurja, da se v njem ustvari elektronska prevodnost*.

* Dve vrsti prevodnosti, ki sta lastni polprevodnikom, sta podrobno opisani v članku "Germanium".

Področje uporabe nekaterih teluridov - spojin telura s kovinami - je veliko širše. Teluridi bizmuta Bi 2 Te 3 in antimona Sb 2 Te 3 so postali najpomembnejši materiali za termoelektrične generatorje. Da bi pojasnili, zakaj se je to zgodilo, pojdimo na kratko digresijo na področje fizike in zgodovine.

Pred stoletjem in pol (leta 1821) je nemški fizik Seebeck odkril, da v sklenjenem električnem krogu, sestavljenem iz različnih materialov, katerih stiki so pri različnih temperaturah, nastaja elektromotorna sila (imenuje se termo-EMF). Švicar Peltier je po 12 letih odkril učinek, nasproten Seebeckovemu: ko električni tok teče skozi tokokrog, sestavljen iz različnih materialov, se na stičnih točkah poleg običajne Joulove toplote sprosti določena količina toplote oz. absorbira (odvisno od smeri toka).

Približno 100 let so ta odkritja ostala »stvari zase«, zanimiva dejstva, nič več. In ne bi bilo pretirano reči, da se je novo življenje za oba učinka začelo po junaku socialističnega dela, akademiku A.F. Ioffe in njegovi sodelavci so razvili teorijo uporabe polprevodniških materialov za izdelavo termoelementov. In kmalu je bila ta teorija utelešena v pravih termoelektričnih generatorjih in termoelektričnih hladilnikih za različne namene.

Zlasti termoelektrični generatorji, ki uporabljajo teluride bizmuta, svinca in antimona, oskrbujejo z energijo umetne zemeljske satelite, navigacijske in meteorološke naprave ter naprave za katodno zaščito glavnih cevovodov. Isti materiali pomagajo ohranjati želeno temperaturo v številnih elektronskih in mikroelektronskih napravah.

V zadnjih letih je veliko zanimanje vzbudila druga telurova kemična spojina s polprevodniškimi lastnostmi, kadmijev telurid CdTe. Ta material se uporablja za izdelavo sončnih celic, laserjev, fotouporov in števcev sevanja. Kadmijev telurid je znan tudi po tem, da je eden redkih polprevodnikov, pri katerem se opazno kaže Hanov učinek.

Bistvo slednjega je v tem, da že vnos majhne ploščice ustreznega polprevodnika v dovolj močno električno polje povzroči nastanek visokofrekvenčnega radijskega sevanja. Hahnov učinek je že našel uporabo v radarski tehnologiji.

Na koncu lahko rečemo, da je kvantitativno glavni "poklic" telurija legiranje svinca in drugih kovin. Kakovostno je glavna stvar seveda delo telura in teluridov kot polprevodnikov.

Uporabna mešanica

V periodnem sistemu se telur nahaja v glavni podskupini skupine VI poleg žvepla in selena. Ti trije elementi so si po kemijskih lastnostih podobni in se v naravi pogosto spremljajo. Toda delež žvepla v zemeljski skorji je 0,03%, selen je le 10–5%, telur pa je celo red velikosti manj - 10–6%. Seveda se telur, tako kot selen, najpogosteje nahaja v naravnih žveplovih spojinah - kot nečistoča. Zgodi pa se (spomnite se minerala, v katerem so odkrili telur), da pride v stik z zlatom, srebrom, bakrom in drugimi elementi. Na našem planetu je bilo odkritih več kot 110 nahajališč štiridesetih mineralov telura. Toda vedno se pridobiva skupaj s selenom, zlatom ali drugimi kovinami.

V ZSSR so znane rude Pechenga in Monchegorsk, ki vsebujejo baker-nikelj, telur, svinčevo-cinkove rude Altaj, ki vsebujejo telur, in številna druga nahajališča.

Telur izoliramo iz bakrove rude na stopnji čiščenja pretisnega bakra z elektrolizo. Na dno elektrolizatorja pade usedlina - blato. To je zelo drag vmesni izdelek. Za ponazoritev sestava blata iz ene izmed kanadskih elektrarn: 49,8 % bakra, 1,976 % zlata, 10,52 % srebra, 28,42 % selena in 3,83 % telurja. Vse te dragocene sestavine blata je treba ločiti, za kar obstaja več načinov. Tukaj je eden od njih.

Blato se stopi v peči in skozi talino spusti zrak. Kovine, razen zlata in srebra, oksidirajo in se spremenijo v žlindro. Tudi selen in telur se oksidirata, vendar v hlapne okside, ki jih zajamejo posebne naprave (pralniki), nato raztopijo in pretvorijo v kisline - selenovo H 2 SeO 3 in teluro H 2 TeO 3 . Če skozi to raztopino spustimo žveplov dioksid SO2, pride do naslednjih reakcij:

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 in selen izpadeta hkrati, kar je zelo nezaželeno - potrebujemo ju ločeno. Zato so procesni pogoji izbrani tako, da se v skladu z zakoni kemijske termodinamike najprej primarno reducira selen. K temu pripomore izbira optimalne koncentracije klorovodikove kisline, dodane raztopini.

Nato se odloži telur. Nastali sivi prah seveda vsebuje določeno količino selena in poleg tega še žveplo, svinec, baker, natrij, silicij, aluminij, železo, kositer, antimon, bizmut, srebro, magnezij, zlato, arzen, klor. Telur je treba najprej očistiti vseh teh elementov s kemičnimi metodami, nato z destilacijo ali conskim taljenjem. Seveda se telur iz različnih rud pridobiva na različne načine.

Telur je škodljiv

Telur se vse bolj uporablja, zato se število ljudi, ki delajo z njim, povečuje. V prvem delu zgodbe o elementu št. 52 smo že omenili strupenost telura in njegovih spojin. Pogovorimo se o tem podrobneje, prav zato, ker mora vse več ljudi delati s telurijem. Tukaj je citat iz disertacije o telurju kot industrijskem strupu: bele podgane, ki so jim vbrizgali aerosol telurja, so "pokazale nemir, kihale, drgnile obraze in postale letargične in zaspane." Telur ima podoben učinek na ljudi.

In sam telur in njegove spojine lahko prinesejo težave različnih "kalibrov". Povzročajo na primer plešavost, vplivajo na sestavo krvi in ​​lahko blokirajo različne encimske sisteme. Simptomi kronične zastrupitve z elementarnim telurijem so slabost, zaspanost, shujšanost; izdihani zrak dobi neprijeten vonj po česnu po alkilnih teluridih.

V primeru akutne zastrupitve s telurijem intravensko dajemo serum z glukozo, včasih celo morfin. Askorbinska kislina se uporablja kot profilaktično sredstvo. Toda glavna preventiva je tesnjenje ohišij naprav, avtomatizacija procesov, v katere so vključeni telur in njegove spojine.

Element št. 52 prinaša veliko prednosti in si zato zasluži pozornost. Toda delo z njim zahteva previdnost, jasnost in spet osredotočeno pozornost.

Videz telura

Kristalni telur je najbolj podoben antimonu. Njegova barva je srebrno bela. Kristali so šesterokotni, atomi v njih tvorijo vijačne verige in so s kovalentnimi vezmi povezani z najbližjimi sosedi. Zato lahko elementarni telur štejemo za anorganski polimer. Za kristalni telur je značilen kovinski sijaj, čeprav ga zaradi kompleksa kemijskih lastnosti lahko prej uvrstimo med nekovine. Telur je krhek in ga je zlahka spremeniti v prah. Vprašanje obstoja amorfne modifikacije telura ni jasno rešeno. Ko se telur reducira iz telurne ali telurne kisline, nastane oborina, vendar še vedno ni jasno, ali so ti delci resnično amorfni ali le zelo majhni kristali.

Dvobarvni anhidrid

Kot se za žveplov analog spodobi, ima telur valence 2–, 4+ in 6+, veliko redkeje pa 2+. Telurov monoksid TeO lahko obstaja le v plinasti obliki in se zlahka oksidira v TeO 2 . To je bela, nehigroskopna, popolnoma stabilna kristalinična snov, ki se pri 733 °C topi brez razgradnje; ima polimerno strukturo, katere molekule so zgrajene takole:

Telurov dioksid je skoraj netopen v vodi - le en del TeO 2 na 1,5 milijona delcev vode preide v raztopino in nastane raztopina šibke telurske kisline H 2 TeO 3 zanemarljive koncentracije. Kisle lastnosti telurne kisline H 6 TeO 6 so tudi šibko izražene. Ta formula (in ne H 2 TeO 4) ji je bila dodeljena, potem ko so bile pridobljene soli sestave Ag 6 TeO 6 in Hg 3 TeO 6, ki so zelo topne v vodi. Anhidrid TeO 3, ki tvori telurno kislino, je praktično netopen v vodi. Ta snov obstaja v dveh modifikacijah - rumeni in sivi: α-TeO 3 in β-TeO 3. Sivi telurjev anhidrid je zelo stabilen: tudi pri segrevanju nanj ne vplivajo kisline in koncentrirane alkalije. Očistimo ga iz rumene sorte z vrenjem mešanice v koncentriranem jedkem kaliju.

Druga izjema

Pri ustvarjanju periodnega sistema je Mendelejev telur in sosednji jod (pa tudi argon in kalij) uvrstil v skupini VI in VII ne v skladu z njihovimi atomskimi utežmi, ampak v nasprotju z njimi. Dejansko je atomska masa telurija 127,61, atomska masa joda pa 126,91. To pomeni, da jod ne sme biti za telurijem, ampak pred njim. Mendelejev pa ni dvomil o pravilnosti svojega razmišljanja, saj je menil, da atomske teže teh elementov niso dovolj natančno določene. Tesni prijatelj Mendelejeva, češki kemik Boguslav Brauner, je skrbno preveril atomske mase telura in joda, vendar so njegovi podatki sovpadali s prejšnjimi. Veljavnost izjem, ki potrjujejo pravilo, je bila ugotovljena šele, ko periodični sistem ni temeljil na atomskih utežeh, temveč na jedrskih nabojih, ko je postala znana izotopska sestava obeh elementov. Telur, za razliko od joda, prevladujejo težki izotopi.

Mimogrede, o izotopih. Trenutno je znanih 22 izotopov elementa št. 52. Osem jih je - z masnimi števili 120, 122, 123, 124, 125, 126, 128 in 130 - stabilnih. Najpogostejša sta zadnja dva izotopa: 31,79 oziroma 34,48 %.

Minerali telura

Čeprav je telurja na Zemlji bistveno manj kot selena, je znanih več mineralov elementa 52 kot mineralov njegovega dvojnika. Minerali telura so po sestavi dveh vrst: bodisi teluridi bodisi produkti oksidacije teluridov v zemeljski skorji. Med prvimi sta kalaverit AuTe 2 in krenerit (Au, Ag) Te 2, ki spadata med redke naravne spojine zlata. Znani so tudi naravni teluridi bizmuta, svinca in živega srebra. Samorodni telur se v naravi zelo redko nahaja. Še pred odkritjem tega elementa so ga včasih našli v sulfidnih rudah, vendar ga ni bilo mogoče pravilno identificirati. Minerali telura nimajo praktičnega pomena - ves industrijski telur je stranski produkt predelave rud drugih kovin.

Tisti - kem. element VI skupine periodnega sistema elementov; pri. n. 52, pri. m 127,60. Bleščeča srebrno siva krhka snov s kovinskim leskom. V spojinah kaže oksidacijska stanja -2, +4 in +6. Naravni B je sestavljen iz osmih stabilnih izotopov z masnimi števili 120, 122-126, 128 in 130. Poznamo 16 radioaktivnih izotopov z razpolovnimi dobami od 2 do 154 dni. Najpogostejši težki izotopi so z masnim številom 128 in 130. T. je odkril (1782) Madžar. raziskovalec F. Muller von Reichenstein. Telur je element v sledovih, njegova vsebnost v zemeljski skorji je 10-7%. Vsebuje ga v številnih mineralih z zlatom, srebrom, platino, bakrom, železom, svincem, bizmutom in sulfidnimi minerali. Kristalna mreža T. je heksagonalna z obdobji a - 4,4570 A in c = 5,9290 A. Gostota (t-pa 20p C) 6,22 g/cm3; /pl 449,5°C; vrelišče 990±2°C.

Poznana je »amorfna« modifikacija telurija (temno rjav prah), ki ob segrevanju nepovratno postane kristalen. Temperaturni koeficient linearna ekspanzija polikristalnega T. (16-17) 10-6 deg-1, y koeficient. toplotna prevodnost (temperatura 20° C) 0,014 cal/cm X X sec x deg; specifična toplotna kapaciteta (temp. 25° C) 0,048 cal/g x deg. T. je polprevodnik z vrzeljo v pasu 0,34 eV. Električna prevodnost kristala je odvisna od čistosti in stopnje popolnosti kristala. V najčistejših vzorcih je enako ~0,02 ohm-1 x cm-1. Gibljivost elektronov 1700, gibljivost lukenj 1200 cm2/v x sek. Ko se tali, telur preide v kovinsko stanje. Telur je diamagneten, specifična magnetna občutljivost je 0,3 10-6 cm3/g (pri sobni temperaturi). Trdota po Mohsovi lestvici 2,0-2,5; Sre mikrotrdota 58 kgf/mm2, modul elastičnosti 4200 kgf/mm2, koeficient. stisljivost (temperatura 30° C) 1,5-10 6 cm2/kgf. Monokristali telura z orientacijo (0001) se krhko zlomijo pri napetosti 14 kgf/mm2.

Glede na kemijo Sveti T. spominja na žveplo. , a manj aktiven. Pri sobni temperaturi ne oksidira na zraku, pri segrevanju gori in tvori Te02 dioksid - bel kristalin, rahlo topen v vodi. Znana sta tudi TeO in Te03, ki sta manj stabilna od Te02. V normalnih pogojih telur zelo počasi reagira z vodo s sproščanjem vodika in tvorbo žveplove kisline s tvorbo rdeče raztopine TeS03; pri redčenju z vodo pride do obratne reakcije s sproščanjem telura. T. se raztopi v dušikovi kislini in tvori teluronsko kislino H2TeO3, v razredčeni klorovodikovi kislini se rahlo raztopi.

Telur se počasi topi v alkalijah. Z vodikom tvori telurid H2Te - brezbarven plin z neprijetnim vonjem, kondenzira pri temperaturi -2 °C in strdi pri temperaturi -51,2 °C, nestabilno spojino, ki zlahka razpade pod vplivom celo šibkih oksidantov. Telur ne tvori sulfidov, ki so stabilni v normalnih pogojih, spojina TeS2 je stabilna pri temperaturah do -20° C. T tvori s selenom kontinuirne trdne raztopine. Znane sestave so TeXb (samo fluorid), TeX4 in TeX2, ki jih dobimo z neposredno interakcijo elementov. Pri sobni temperaturi je vse trdno, z vodo se delno razgradi; samo TeFe je brezbarven plin z neprijetnim vonjem. Pri segrevanju T. reagira s številnimi kovinami in tvori.

Surovine za proizvodnjo telurija so mulj iz proizvodnje bakrovega niklja in žveplove kisline ter proizvodi, pridobljeni pri rafinaciji svinca. Anodno blato predelamo s kislo ali alkalno metodo, pri čemer pretvorimo žveplo v štirivalentno stanje in ga nato reduciramo z žveplovim dioksidom iz raztopin na koncu raztopine. klorovodikova ali elektrolitska. Poleg tega je mogoče materiale, ki vsebujejo T., obdelati s klorno metodo. Telur visoke čistosti se pridobiva s sublimacijo in consko rekristalizacijo (najučinkovitejša metoda globokega čiščenja, ki omogoča pridobitev snovi s čistostjo 99,9999%).

Spojine telura so strupene, njihov učinek na človeško telo je podoben učinku spojin selena in arzena. Najmočnejši strup je telurid. Najvišja dovoljena koncentracija T v zraku je 0,01 mg/mV T se uporablja pri vulkanizaciji gume in pri proizvodnji svinčenih kablov (dodatek do 0,1 % Te izboljša mehanske lastnosti svinca). T. spojine se uporabljajo v steklarski industriji (za barvanje stekla in porcelana) in v fotografiji. Telur se pogosto uporablja pri sintezi polprevodniških spojin. T. povezave so glavni material za proizvodnjo termoelementov.

Telur je element v sledovih (njihova vsebnost v zemeljski skorji je 1 ⋅ 10⁻ ⁷ %. Telur se redko oblikuje samostojno. V naravi ga običajno najdemo kot primesi v sulfidih, pa tudi v samorodnem žveplu. Glavni viri telurja in selena so odpadki iz proizvodnje žveplove kisline, ki se kopičijo v prašnih komorah, ter usedline (mulj), ki nastanejo med elektrolitskim čiščenjem bakra. Blato poleg drugih primesi vsebuje tudi srebrov selenid Ag 2 Se in nekaj. Pri zgorevanju blata nastane telurijev oksid TeO 2 , kot tudi oksidi težkih kovin. Telur se reducira iz TeO oksidov 2 pri izpostavljenosti žveplovemu dioksidu v vodnem okolju:

TeO 2 + H 2 O = H 2 TeO 3

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

Telur, tako kot , tvori alotropske modifikacije - kristalne in amorfne. Kristalni telur je srebrno sive barve, krhek in se zlahka zmelje v prah. Njegova električna prevodnost je zanemarljiva, vendar se ob osvetlitvi poveča. Amorfni telur je rjave barve in manj stabilen kot amorfni telur pri 25 stopinjah. postane kristalen.

Glede na kemijske lastnosti ima telur velike podobnosti z žveplom. Gori na zraku (zelenkasto modro) in tvori ustrezne okside TeO 2. Za razliko od SO 2 Telurjev oksid je kristalinična snov in je slabo topen v vodi.

Telur se ne spaja neposredno z vodikom. Pri segrevanju reagira s številnimi kovinami in tvori ustrezne soli (), na primer K 2 Te. Telur reagira z vodo tudi v normalnih pogojih:

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

Tako kot selen se tudi telur oksidira v ustrezne kisline H 2 TeO 4 , vendar v težjih pogojih in delovanju drugih oksidantov:

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

V vrelih vodnih raztopinah alkalij se telur, tako kot žveplo, počasi raztopi:

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

Telur se uporablja predvsem kot polprevodniški material.

Lastnosti telura

Vodikov telurid lahko pripravimo z obdelavo teluridov z razredčenimi kislinami:

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

Vodikov telurid je v normalnih pogojih brezbarven plin z značilnimi neprijetnimi vonjavami (bolj neprijetnimi kot vonj H 2 S, vendar bolj toksičen, vodikov telurid pa je manj toksičen). Telurijevi hidridi kažejo redukcijske lastnosti v večji meri kot in H 2 Te v vodi je približno enaka vrednosti vodikovega sulfida. Vodne raztopine hidridov imajo izrazito kislo reakcijo zaradi njihove disociacije v vodnih raztopinah po naslednji shemi:

H 2 Te ↔ H + HTe ⁺

↓

H+Te²⁺

V seriji O - S - Se - Te so polmeri njihovih ionov E² ⁺ zadrži vodikov ion. To potrjujejo eksperimentalni podatki, ki so potrdili, da je hidrotelurska kislina močnejša od hidrosulfidne kisline.

V nizu O - S - Se - Te se sposobnost toplotne disociacije hidridov poveča: najtežje je razgraditi vodo pri segrevanju, telurijevi hidridi pa so nestabilni in razpadejo že pri nizkem segrevanju.

Soli hidrotelurne kisline (teluridi) so po lastnostih podobne sulfidom. Dobijo se, tako kot sulfidi, z delovanjem vodika telura na topne kovinske soli.

Teluridi so po topnosti v vodi in kislinah podobni sulfidom. Na primer, ko vodikov telur prehaja skozi vodno raztopino Cu 2 SO 4 bakrov telurid dobimo:

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

Te tvori spojine TeO s kisikom 2 in TeO 3 nastanejo pri zgorevanju telurja na zraku, pri žganju teluridov in tudi pri zgorevanju telur hidridov:

Te + O 2 = TeO 2

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

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

TeO2 - kislinski oksidi (anhidridi). Ko se raztopijo v vodi, tvorijo telurno kislino:

TeO 2 + H 2 O = H 2 TeO 3

Ta kislina v vodni raztopini disociira nekoliko manj močno kot žveplova kislina. Telurska kislina ni bila pridobljena v prosti obliki in obstaja samo v vodnih raztopinah.

Medtem ko žveplove spojine z oksidacijskim stanjem 4+ v kemijskih reakcijah pretežno delujejo kot reducenti, s povečanjem oksidacijskega stanja žvepla na 6+ TeO 2 in ustrezne kisline kažejo predvsem oksidativne lastnosti, oziroma se reducirajo na Te. V praksi se telur pridobiva v prosti obliki s temi metodami:

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

Telurska kislina ima redukcijske lastnosti le pri interakciji z močnimi oksidanti:

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

Prosta telurska kislina H 2 TeO 4 - običajno izoliran kot kristalni hidrat H 2 TeO 4 2H 2 O, ki je zapisan kot H 6 TeO 6 . V ortotelurni kislini H 6 TeO 6 vodikove atome lahko delno ali v celoti zamenjamo s kovinskimi atomi, pri čemer nastanejo soli Na6TeO6.

Telur je srebrno bela, krhka snov z značilnim kovinskim leskom. V tem primeru ima tanka plast telura rdeče-rjav odtenek, ko je izpostavljena svetlobi, para pa ima zlato-rumeno barvo. Ker je telur inerten, se pri njegovem taljenju kot posodni material uporablja kremen ali grafit. Telur je redek element in veliko povpraševanje po njem določa visoke stroške.

Pri proizvodnji telurja se uporabljajo predvsem odpadki iz elektrolitske rafinacije svinca in bakra. Po zgorevanju blata se telur obori v pepelu, nato pa se spere v klorovodikovi kislini. Nastala raztopina klorovodikove kisline se izolira s prehodom skozi žveplov dioksid. Za nadaljnje čiščenje žvepla, selena in drugih nečistoč se telur raztopi v alkalnem mediju, kjer se pod delovanjem aluminija ali cinka spremeni v dinatrijev ditellurid. Nato ga spustimo skozi kisik ali zrak in da dobimo telur visoke čistosti, ga kloriramo, čemur sledi čiščenje z rektifikacijo, hidroliziramo z vodo in reduciramo z vodikom.

Glavni proizvajalci telura v CIS so:

OJSC Almalyk rudarsko-metalurški obrat (Uzbekistan);
- OJSC "Ural Mining and Metallurgical Company" (Ruska federacija);
- CJSC Kyshtym Copper Electrolyte Plant (Ruska federacija).

Telur se uporablja pri proizvodnji posebnega svinca, ki ima povečano trdnost in duktilnost. Ta lastnost se pogosto uporablja pri proizvodnji žic in drugih kabelskih izdelkov. Kombinacija telura in svinca zmanjša raztapljanje svinca pod vplivom žveplove kisline za 10-krat. Ta lastnost se uporablja pri svinčenih baterijah.

V specialni kemični opremi se uporabljajo stekla iz telura, ki imajo izjemno prosojnost, električno prevodnost in taljivost. Nekatere vrste stekel z dodatkom telura so polprevodniki. Veliko jih uporabljajo v elektroniki. In posebna stekla, s telurijevim dioksidom, dopirana z redkimi zemeljskimi kovinami, se uporabljajo v optičnih kvantnih generatorjih kot aktivna telesa.

Telurijeve zlitine se uporabljajo za ustvarjanje odsevne deformabilne plasti zgoščenk. Telur v obliki pare se uporablja za fluorescenčne sijalke. Svetloba, ki jo oddajajo takšne svetilke, ima spekter primerljiv z naravno sončno svetlobo.

Telur je kemijski element skupine 16 (po zastareli klasifikaciji - glavna podskupina skupine VI, halkogeni), periode 5 v periodnem sistemu, ima atomsko številko 52; označen s simbolom Te (lat. Tellurium), spada v družino metaloidov.
Vsebnost v zemeljski skorji je 1·10-6% teže. Znanih je približno 100 mineralov telura. Najpogostejši teluridi so baker, svinec, cink, srebro in zlato.
V mnogih sulfidih opazimo izomorfno primesi telurja, vendar je izomorfizem Te - S manj izrazit kot v seriji Se - S, sulfidi pa vsebujejo omejeno primes telurja. Med minerali telura sodijo altait (PbTe), silvanit (AgAuTe4), kalaverit (AuTe2), hesit (Ag2Te), krenerit [(Au, Ag)Te], petcit (Ag3AuTe2), mutmanit [(Ag, Au)Te]. poseben pomen, montbreuit (Au2Te3), nagiagit (4S5), tetradimit (Bi2Te2S). Obstajajo kisikove spojine telura, na primer TeO2 - telur oker. Samorodni telur se pojavlja tudi skupaj s selenom in žveplom (japonsko telursko žveplo vsebuje 0,17 % Te in 0,06 % Se).

Zaloge na nahajališčih telurja v 2012, tone *

* Podatki ameriškega geološkega zavoda

Glavni vir telurja je blato, ki nastane med elektrolitskim čiščenjem pretisnega (anodnega) bakra. Na vsakih 500 ton bakrove rude je običajno en funt (0,45 kg) telurja. Telur se proizvaja predvsem v ZDA, na Kitajskem, v Belgiji, Rusiji, na Japonskem in v Kanadi.
Anodna gošča vsebuje selenide in teluride plemenitih kovin v sestavkih s formulo M2Se ali M2Te (M = Cu, Ag, Au). Pri temperaturah 500 °C anodno blato segrejemo z natrijevim karbonatom v prisotnosti zraka. Kovinski ioni se reducirajo v kovine, medtem ko se telurid pretvori v natrijev telurit - M2Te + O2 + Na2CO3 > Na2TeO3 + 2M + CO2.
Teluriti se izpirajo iz zmesi z vodo in so običajno prisotni kot hidroteluriti HTeO3– v raztopini. Pri tem nastajajo tudi seleniti, ki pa jih lahko ločimo z dodatkom žveplove kisline. Hidroteluriti se pretvorijo v netopen telurijev dioksid, seleniti pa ostanejo v raztopini - HTeO3- + ОH– + H2SO4 > TeO2 + SO42- + 2H2O.
Redukcija v kovino poteka z elektrolizo ali z reakcijo telurijevega dioksida z žveplovim dioksidom v žveplovi kislini - TeO2 + 2 SO2 + 2H2O > Te + SO42- + 4H+.
Komercialni telur se običajno prodaja kot prah in je na voljo tudi v obliki plošč, ingotov ali palic.
Največji porabnik telurja je metalurgija, kjer se uporablja v zlitinah železa, bakra in svinca. Dodajanje telurja nerjavnemu jeklu in bakru naredi te kovine bolj uporabne. Dodatek telurja omogoča pridobivanje temprane litine, ki ima pri taljenju prednosti sive litine: tekoče litje, livne lastnosti in obdelovalnost. Pri svincu telur izboljša trdnost in vzdržljivost ter zmanjša korozivni učinek žveplove kisline.
Polprevodniki in elektronika. Kadmijev telurid (CdTe) se uporablja v sončnih celicah. Testi Laboratorija za obnovljivo energijo v ZDA so pokazali, da ta material zagotavlja številne prednosti za delovanje nove generacije sončnih celic. Množična komercialna proizvodnja sončnih celic z uporabo CdTe v zadnjih letih je povzročila znatno povečanje povpraševanja po teluriju. Če nekaj kadmija v CdTe nadomestimo s cinkom, nastane razmerje (Cd,Zn), ki se uporablja v polprevodniških rentgenskih senzorjih.
Absolutno izjemen pomen so dobile zlitine CRT (kadmij-živo srebro-telur), ki imajo fantastične lastnosti za zaznavanje sevanja pri izstrelitvah raket in opazovanje sovražnika iz vesolja skozi atmosferska okna (oblačnost ni pomembna). MCT je eden najdražjih materialov v sodobni elektronski industriji.
Organoteluridi, kot so etan telurid, dietil telurid, diizopropil telurid, dietil in metil telurid, alil telurid, se uporabljajo kot osnova za epitaksijo organokovinske rastne faze za proizvodnjo večplastnih polprevodniških spojin.
Številni sistemi, ki vsebujejo telur, so nedavno odkrili obstoj treh (po možnosti štirih) faz, v katerih superprevodnost ne izgine pri temperaturi, ki je nekoliko nad vreliščem tekočega dušika.
Telur kot telurijev oksid se uporablja za ustvarjanje plasti prepisljivih optičnih diskov, vključno s prepisljivimi zgoščenkami (CD-RW), prepisljivimi digitalnimi video diski Blu-ray in prepisljivimi (DVD-RW).
Telur se uporablja v novih pomnilniških čipih s spremembo faze, ki jih je razvil Intel. Bizmutov telurid (Bi2Te3) in svinčev telurid se uporabljata v elementih termoelektričnih naprav. Svinčev telurid se uporablja tudi v infrardečih senzorjih.
Druge uporabe. Telur se uporablja za barvanje keramike. Pojav močnega povečanja optičnega loma po dodajanju selenidov in teluridov steklu se uporablja pri proizvodnji steklenih vlaken za telekomunikacije. Mešanice selena in telurja se uporabljajo z barijevim peroksidom kot oksidantom v zadrževalnem prahu za električne kape za razstreljevanje.
Kot iniciatorji za radikalsko polimerizacijo se uporabljajo organski teluridi, z elektroni bogati mono- in diteluridi imajo antioksidativno delovanje. Za vulkanizacijo gume lahko namesto žvepla ali selena uporabimo telur. Tako proizvedena guma ima izboljšano toplotno odpornost. Teluriti se uporabljajo za identifikacijo patogenov, ki povzročajo davico.
Poraba telura v državah po vsem svetu je razdeljena na naslednji način: Kitajska - 80-100 ton, Rusija - 10 ton, ZDA - 50-60 ton. Skupno se na svetu letno porabi približno 400 ton telura. V spodnji tabeli so približni podatki o proizvodnji telurja v svetu (podatki USGS, različne ocene in članki na trgu).

Proizvodnja telura na svetu, tone*

* Podatki ameriškega geološkega zavoda

Telur je redek element in veliko povpraševanje z majhnim obsegom proizvodnje določa njegovo visoko ceno (približno 200-300 USD na kg, odvisno od čistosti), vendar se kljub temu obseg njegove uporabe nenehno širi.
Cena telurja je bila leta 2000 približno 30 USD na kilogram. Med letoma 2004 in 2011 so cene telurja nenehno rasle, z izjemo leta 2009. V teh letih sta ceno telura določala znatno povečanje povpraševanja in omejena ponudba. Leta 2011 je cena telurja dosegla 350 ameriških dolarjev za kilogram. Vendar so leta 2012 cene telurja močno padle na približno 150 USD za kilogram.

Trg telurja se trenutno sooča s številnimi izzivi. Kot stranski proizvod proizvodnje bakra je trg telurja zelo odvisen od trendov na glavnem trgu (bakra). Zmanjšanje proizvodnje bakra skupaj z uporabo novih alternativnih tehnologij za proizvodnjo te kovine bo na primer vplivalo na obseg ponudbe telurija.
Ker so količine dobave vprašljive, cena materiala skokovito raste. Po številnih tržnih napovedih bo cena telura v naslednjih 2-3 letih ponovno narasla. Znano je, da na trgu obstaja vrsta različnih nadomestkov za telur, ki se ob pomanjkanju ponudbe že začenjajo uporabljati. Vendar pa, kot ugotavljajo strokovnjaki, nobeden od nadomestkov nima enakih lastnosti kot telur. Poleg tega bi lahko morebitno povečanje povpraševanja po teluriju izhajalo iz razvoja v sektorju sončne tanke plasti.

Telur(latinsko telur), te, kemični element skupine VI glavne podskupine Mendelejevega periodnega sistema; atomsko število 52, atomska masa 127,60, razvrščen kot redek razpršeni elementi. V naravi se pojavlja kot osem stabilnih izotopov z masnimi števili 120, 122-126, 128, 130, med katerimi sta najpogostejša 128 te (31,79 %) in 130 te (34,48 %). Od umetno pridobljenih radioaktivnih izotopov se 127 te (T 1/2 = 105) široko uporablja kot označeni atom dnevi) in 129 te (T 1/2 = 33,5 dnevi) . T. odprt F. Muller leta 1782. Nemški znanstvenik M. G. Klaproth je to odkritje potrdil in elementu dal ime "telur" (iz latinščine tellus, genitiv Telluris - Zemlja). Prve sistematične študije kemije T. so bile izvedene v 30. letih. 19. stoletje IN JAZ. Berzelius.

Razširjenost v naravi . T. je eden najredkejših elementov; povprečna vsebnost v zemeljski skorji (klark) ~1 ? 10 -7 % teže. T. je razpršen v magmi in biosferi; iz nekaterih vročih podzemnih vrelcev se izloča skupaj s s, ag, au, pb in drugimi elementi. Znana so hidrotermalna nahajališča zlata in barvnih kovin, obogatenih s T; Z njimi je povezanih približno 40 mineralov tega elementa (najpomembnejši so altait, telurobizmutit itd.). naravni teluridi) . Tipične primesi T. najdemo v piritu in drugih sulfidih. T. je pridobljen iz polimetalne rude.

Fizikalne in kemijske lastnosti. T. je srebrno bele barve s kovinskim sijajem, krhka in pri segrevanju postane plastična. Kristalizira v heksagonalnem sistemu: A= 4,4570 A; z= 5,9290 A; gostota 6,25 G/ cm 3 pri 20°C; t pl 450°C; t kip 990 ± 1,0 °C; specifična toplotna kapaciteta pri 20 °C 0,204 kJ/(kg? TO); toplotna prevodnost pri 20 °C 5,999 tor/(m? ZA) ; temperaturni koeficient linearne ekspanzije 1,68? 10 -5 (20°C). T. je diamagneten, specifična magnetna občutljivost pri 18 °C je 0,31? 10 -6. Trdota po Brinellu 184,3 Mn/m 2 (18,43 kgf/mm 2) . Atomski radij 1,7 A, ionski radij: Te 2- 2,22 A, te 4+ 0,89 A, te 6+ 0,56 A.

T. - polprevodnik. Pasovna vrzel 0,34 ev. V normalnih pogojih in do tališča ima čisti T. prevodnost R- vrsta. Z znižanjem temperature v območju (-100 ° C) - (-80 ° C) pride do prehoda: prevodnost T. postane n- vrsta. temperatura tega prehoda je odvisna od čistosti vzorca in bolj ko je vzorec čist, nižja je.

Konfiguracija zunanje elektronske lupine atoma te 5 s 2 5 r 4. V spojinah kaže oksidacijska stanja –2; +4; +6, manj pogosto +2. T. - kemični analog žveplo in Selena z bolj izrazitimi kovinskimi lastnostmi. S kisikom T. tvori teo oksid, teo 2 dioksid in teo 3 trioksid. teo obstaja nad 1000 °C v plinski fazi. teo 2 se pridobiva z zgorevanjem te na zraku, ima amfoterne lastnosti, je slabo topen v vodi, lahko pa topen v kislih in alkalnih raztopinah. teo 3 je nestabilen in ga je mogoče dobiti samo z razgradnjo telurne kisline. Pri segrevanju vodik reagira z vodikom in tvori vodikov telurid h 2 te, brezbarven strupen plin z ostrim, neprijetnim vonjem. zlahka reagira s halogeni; zanj so značilni halogenidi tipa tex 2 in tex 4 (kjer sta X-cl in Br); pridobljeni so tudi tef 4, tef 6; Vsi so zelo hlapni in hidrolizirajo z vodo. T. neposredno sodeluje z nekovinami (s, P), pa tudi s kovinami; pri sobni temperaturi reagira s koncentrirano dušikovo in žveplovo kislino, pri čemer nastane teso 3, ki pri segrevanju oksidira v teoso 4. Razmeroma šibke kisline te so znane: teluronska kislina (raztopina h 2 te v vodi), telur h 2 teo 3 in telur h 6 teo 6 ; njihove soli (oz teluridi, teluriti in telurati) so rahlo ali popolnoma netopni v vodi (z izjemo alkalijskih kovin in amonijevih soli). Znani so nekateri organski derivati ​​T., na primer rteh, dialkil teluridi r 2 te - tekočine z nizkim vreliščem z neprijetnim vonjem.

potrdilo o prejemu. T. se ekstrahira kot stranski proizvod med predelavo sulfidnih rud iz vmesnih proizvodov proizvodnje bakra, svinca in cinka, pa tudi iz nekaterih zlatih rud. Glavni vir surovin za proizvodnjo bakra je mulj elektrolize bakra, ki vsebuje od 0,5 do 2% te, pa tudi ag, au, se, cu in druge elemente. Blato najprej osvobodimo cu, se, ostanek, ki vsebuje žlahtne kovine, te, pb, sb in druge sestavine, pretalimo, da dobimo zlitino zlata in srebra. T. v tem primeru v obliki na 2 teo 3 prehaja v soda-telur žlindro, kjer njegova vsebnost doseže 20-35%. Žlindro zdrobimo, zmeljemo in izlužimo z vodo. Iz raztopine se T. nanese z elektrolizo na katodo. Nastali koncentrat telurja obdelamo z alkalijo v prisotnosti aluminijevega prahu, pri čemer telur preide v raztopino v obliki teluridov. Raztopino ločimo od netopnega ostanka, ki koncentrira nečistoče težkih kovin, in jo prepihavamo z zrakom. V tem primeru se T. (čist 99 %) odloži v elementarnem stanju. T. povečane čistosti dobimo s ponavljajočo obdelavo telurida. Najčistejši T. dobimo s kombinacijo metod kemičnega čiščenja, destilacije in conskega taljenja.

Aplikacija. T. se uporablja v polprevodniški tehniki ; kot legirni dodatek - v svinčevih zlitinah, litem železu in jeklu za izboljšanje njihove obdelovalnosti in povečanje mehanskih lastnosti; bi 2 te 3 in sb 2 te 3 se uporabljata v termogeneratorjih, cdte pa v na sončno energijo in kot polprevodniki laserski materiali. T. se uporablja tudi za beljenje litega železa, vulkaniziranje zmesi lateksa in proizvodnjo rjavih in rdečih stekel ter emajlov.

T. N. Graver.

Telur v telesu . T. je stalno prisoten v tkivih rastlin in živali. V rastlinah, ki rastejo na tleh, bogatih s T., njegova koncentracija doseže 2? 10 -4 -2,5 ? 10 -3%, pri kopenskih živalih - približno 2? 10 -6 %. Pri ljudeh je dnevni vnos T. s hrano in vodo približno 0,6 mg izloča se iz telesa predvsem z urinom (več kot 80%), pa tudi z blatom. Zmerno strupen za rastline in zelo strupen za sesalce (povzroča zastoj rasti, izpadanje las, paralizo itd.).

Med njegovim taljenjem in drugimi proizvodnimi postopki je možna poklicna zastrupitev s T. Opaženi so mrzlica, glavobol, šibkost, hiter srčni utrip, pomanjkanje apetita, kovinski okus v ustih, vonj po česnu izdihanega zraka, slabost, temna obarvanost jezika, draženje dihalnih poti, znojenje, izpadanje las. Preprečevanje: skladnost z zahtevami higiene pri delu, individualni ukrepi za zaščito kože, zdravniški pregledi delavcev.

Lit.: Kudryavtsev A, A.. Kemija in tehnologija selena in telura, 2. izd., M.. 1968; Osnove metalurgije, letnik 4, pogl. viii, M.. 1967; Filyand M. A.. Semenova E. I.. Lastnosti redkih elementov, 2. izd., M.. 1964; Buketov E. A., Malyshev V. P.. Ekstrakcija selena in telurja iz blata bakrovega elektrolita, A.-A.. 1969; bowen h. jaz. M.. elementi v sledovih v biokemiji, l.-n. letnik 1966.