Металл или неметалл te

Обновлено: 13.05.2024

ТЕЛЛУ́Р [тэ], -а; м. [от лат. tellus (telluris) - земля] Химический элемент (Те), хрупкий кристаллический металл серебристо-серого цвета (применяется при изготовлении коричневых красителей, полупроводниковых материалов).

(лат. Tellurium), химический элемент VI группы периодической системы. Назван от лат. tellus, род. п. telluris — Земля. Серебристо-серые, очень хрупкие кристаллы с металлическим блеском, плотность 6,25 г/см 3 , t_пл 450°C; полупроводник. На воздухе устойчив, при высокой температуре горит с образованием диоксида ТеО₂. В природе встречается в виде теллуридов и как самородный теллур; часто сопутствует сере и селену; добывают из отходов электролиза меди. Компонент сплавов (меди, свинца, литейного чугуна); краситель для стекла и керамики (коричневый цвет). Многие соединения теллура — полупроводниковые материалы, приёмники ИК-излучения.

ТЕЛЛУ́Р (лат. Tellurium от латинского tellus — Земля), Te (читается «теллур»), химический элемент с атомным номером 52, атомная масса 127,60. Природный теллур состоит из восьми стабильных изотопов: 120 Te (содержание 0,089% по массе), 122 Te (2,46%), 123 Te (2,46%), 124 Te (4,74%), 125 Te (7,03%), 126 Te (18,72%), 128 Te (31,75%) и 130 Te (34,27%). Радиус атома 0,17 нм. Радиусы ионов: Te 2– — 0,207 нм (координационное число 6), Te 4+ — 0,066 нм (3), 0,08 нм (4), 0,111 нм (6), Te 6+ — 0,057 (4) и 0,070 нм (6). Энергии последовательной ионизации: 9,009, 18,6, 28,0, 37,42 и 58,8 эВ. Расположен в VIA группе , в 5 периоде периодической системы элементов. Халькоген (см. ХАЛЬКОГЕНЫ) , неметалл. Конфигурация внешнего электронного слоя 5s 2 p 4 . Степени окисления: –2, +2, +4, +6 (валентности II, IV и VI). Электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 2,10.
Теллур — хрупкое серебристо-белое вещество с металлическим блеском.
История открытия
Впервые был обнаружен в 1782 в золотоносных рудах Трансильвании горным инспектором Ф. И. Мюллером, принявшем его за новый металл. В 1798 М. Г. Клапрот (см. КЛАПРОТ Мартин Генрих) выделил теллур и определил важнейшие его свойства.
Нахождение в природе
Содержание в земной коре 1·10 –6 % по массе. Известно около 100 минералов теллура. Важнейшие из них: алтаит PbTe, сильванит AgAuTe₄, калаверит AuTe₂, тетрадимит Bi₂Te₂S. Встречаются кислородные соединения теллура, например ТеО₂— теллуровая охра. Встречается самородный теллур и вместе с селеном (см. СЕЛЕН) и серой (см. СЕРА) (японская теллуристая сера содержит 0,17% Те и 0,06% Se).
Вaжный источник теллура — медные и свинцовые руды.
Получение
Основной источник — шламы электролитического рафинирования меди (см. МЕДЬ) и свинца. (см. СВИНЕЦ) Шламы подвергают обжигу, теллур остается в огарке, который промывают соляной кислотой. Из полученного солянокислого раствора теллур выделяют, пропуская через него сернистый газ SO₂.
Для разделения селена и теллура добавляют серную кислоту. При этом выпадает диоксид теллура ТеО ₂, а селенистая кислота остается в растворе.
Для выделения Te из шламов используют их спекание с содой с последующим выщелачиванием. Те переходит в щелочной раствор, из которого при нейтрализации он осаждается в виде TeO₂:
Na₂TeO₃+2HC=TeO₂Ї+2NaCl.
Из оксида ТеО₂ теллур восстановливают углем.
Для очистки теллура от S и Se используют его способность под действием восстановителя (Al) в щелочной среде переходить в растворимый дителлурид динатрия Na₂Te₂:
6Te+2Al+8NaOH=3Na₂Te₂+2Na[Al(OH)₄].
Для осаждения теллура через раствор пропускают воздух или кислород:
2Na₂Te₂+2H₂O+O₂=4Te+4NaOH.
Для получения теллура особой чистоты его хлорируют:
Te+2Cl₂=TeCl_4.
Образующийся тетрахлорид очищают дистилляцей или ректификацией. Затем тетрахлорид гидролизуют водой:
TeCl₄+2H₂O=TeO₂Ї+4HCl,
а образовавшийся ТеО₂ восстанавливают водородом:
TeO₂+4H₂=Te+2H₂O.
Физические и химические свойства
Тaллур — хрупкое серебристо-белое вещество с металлическим блеском. Кристаллическая решетка гексагональная, a=0,44566 нм, c=0,59268 нм. Структура состоит из параллельно расположенных спиральных цепочек. Плотность 6,247 г/см 3 . Температура плавления 449,8°C, кипения 990°C. В тонких слоях на просвет красно-коричневый, в парах — золотисто-желтый.
Полупроводник p-типа. Ширина запрещенной зоны 0,32 эВ. Электропроводность увеличивается при освещении.
При осаждении из растворов выделяется аморфный теллур, плотность 5,9 г/см 3 . При 4,2 ГПа и 25°C образуется модификация со структурой типа b-Sn (Тe-II). При 6,3 ГПа получена модификация Те-III с ромбоэдрической структурой. Те-II и Te-III проявляют свойства металлов.
Устойчив на воздухе при комнатной температуре даже в мелкодисперсном состоянии. При нагревании на воздухе сгорает голубовато-зеленым пламенем с образованием диоксида TeO₂. Стандартный потенциал полуреакции:
TeO₃ 2– +3H₂O+4e=Te+6OH – : 0,56В.
При 100–160°C окисляется водой:
Te+2H₂O= TeO₂+2H₂
При кипячении в щелочных растворах теллур диспропорционирует с образование теллурида и теллурита:
8Te+6KOH=2K₂Te+ K₂TeO₃+3H₂O.
С соляной и разбавленной серной кислотами Te не взаимодействует. Концентрированная H₂SO₄ растворяет Te, образующиеся катионы Te₄ 2+ окрашивают раствор в красный цвет. Разбавленная HNO₃ окисляет Te до теллуристой кислоты H₂TeO₃:
3Te+4HNO₃+H₂O=3H₂TeO₃+4NO.
Сильные окислители (HClO₃, KMnO₄) окисляют Te до слабой теллуровой кислоты H₆TeO₆:
Te+HClO₃+3H₂O=HCl+H₆TeO₆.
С галогенами (см. ГАЛОГЕНЫ) (кроме фтора) образует тетрагалогениды. Фтор окисляет Te до гексафторида TeF6.
Теллуроводород H₂Te — бесцветный ядовитый газ с неприятным запахом образуется при гидролизе теллуридов.
Соединения теллура (+2) неустойчивы и склонны к диспропорционированию:
2TeCl₂=TeCl₄+Te.
Применение
Основное применение Te и его соединений — полупроводниковая техника. Добавки Te в чугун (см. ЧУГУН) и сталь (см. СТАЛЬ) , свинец (см. СВИНЕЦ) или медь повышают их механическую и химическую стойкость. Те и его соединения применяют в производстве катализаторов, специальных стекол, инсектицидов, гербицидов.
Физиологическое действие
Теллур и его летучие соединения токсичны. Попадание в организм вызывает тошноту, бронхиты, пневмонию. ПДК в воздухе 0,01 мг/м 3 , в воде 0,01 мг/л. При отравлениях теллур выводится из организма в виде отвратительно пахнущих теллурорганических соединений.
Микроколичества Te всегда содержатся в живых организмах, его биологическая роль не выяснена.

Энциклопедический словарь . 2009 .

Полезное

Смотреть что такое "теллур" в других словарях:

ТЕЛЛУР — (ново лат., от лат. Tellus, Telluris земля, богиня земли). Простое тело, по свойству соединений сходное с серой, открыто в золотой руде в 1872 году, относится к металлам и металлоидам. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка.… … Словарь иностранных слов русского языка

Теллур — [tellus земля] м л, Тe. Триг. Габ. призм, до игольчатого. Сп. сов. по призме. Агр.: мелкозернистые и столбчатые. Оловянно белый. Бл. метал. Тв. 2 2,5. Уд. в. 6,3. В гидротерм. жилах с самородным Аи, теллуридами Аu и Ag, сульфидами. Геологический… … Геологическая энциклопедия

ТЕЛЛУР — (лат. Tellurium) Те, химический элемент VI группы периодической системы, атомный номер 52, атомная масса 127,60. Название от лат. tellus род. п. telluris Земля. Серебристо серые, очень хрупкие кристаллы с металлическим блеском, плотность 6,24… … Большой Энциклопедический словарь

теллур — теллурий, халькоген, сильван Словарь русских синонимов. теллур сущ., кол во синонимов: 8 • минерал (5627) • … Словарь синонимов

ТЕЛЛУР — ТЕЛЛУР, Tellurium, хим. символ Те, занимает 52 е место в периодической системе. Гомолог серы и селена (VІ группа). Ат. вес 127,5. Т. аморфный черный порошок или хрупкие куски серебрянобелого цвета, с металлическим блеском; уд. вес 6,24, t°… … Большая медицинская энциклопедия

ТЕЛЛУР — (Tellurium), Te, химический элемент VI группы периодической системы, атомный номер 52, атомная масса 127,60; относится к халькогенам; неметалл. Выделен венгерским ученым Ф. Мюллером фон Райхенштейном в 1782 … Современная энциклопедия

ТЕЛЛУР — (символ Те), серебристо белый химический элемент, открытый в 1782 г. Встречается в природе в сочетании с золотом в сильваните. Его основной источник побочный продукт электролитического рафинирования меди. Блестящий, хрупкий элемент используется в … Научно-технический энциклопедический словарь

ТЕЛЛУР — ТЕЛЛУР, теллура, мн. нет, муж. (от лат. tellus земля) (хим.). Химический элемент, кристаллическое вещество серебристо белого цвета. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ТЕЛЛУР — (лат. Tellurium), Те, хим. элемент главной подгруппы VI группы периодич. системы элементов Менделеева, ат. номер 52, ат. масса 127,60. В природе представлен 8 изотопами: 120 Те (0,096%), 122 Те (2,60%), 123 Те (0,908%), 124 Те (4,816%), 125 Те (7 … Физическая энциклопедия

ТЕЛЛУР — хим. элемент, символ Те (лат. Tellurium), ат. и. 52, ат. м. 127,60; известен в виде аморфной модификации и в виде кристаллического вещества светло серого цвета с металлическим блеском, плотность 6240 кг/м3, tпл = 450 °С; на воздухе устойчив. В… … Большая политехническая энциклопедия

Теллур

Te, химический элемент VI группы главной подгруппы периодической системы Менделеева; атомный номер 52, атомная масса 127,60, относится к редким рассеянным элементам (См. Рассеянные элементы). В природе встречается в виде восьми стабильных изотопов с массовыми числами 120, 122—126, 128, 130, из которых наиболее распространены 128 Te (31,79%) и 130 Te (34,48%). Из искусственно полученных радиоактивных изотопов широкое применение в качестве меченых атомов имеют 127 Te (Т_1/2 =105 сут) и 129 Te (Т_1/2 = 33,5 сут). Т. открыт Ф. Мюллером в 1782. Немецкий учёный М. Г. Клапрот подтвердил это открытие и дал элементу название «теллур» (от латинского tellus, родительный падеж telluris — Земля). Первые систематические исследования химии Т. выполнены в 30-х гг. 19 в. И. Я. Берцелиусом.

Распространение в природе. Т. — один из наиболее редких элементов; среднее содержание в земной коре (кларк) Теллур1․10 -7 % по массе. В магме и биосфере Т. рассеян; из некоторых горячих подземных источников осаждается вместе с S, Ag, Au, Pb и др. элементами. Известны гидротермальные месторождения Au и цветных металлов, обогащенные Т.; с ними связаны около 40 минералов этого элемента (важнейшие — алтаит, теллуровисмутит и др. Теллуриды природные). Характерна примесь Т. в пирите и др. сульфидах. Т. извлекается из полиметаллических руд (См. Полиметаллические руды) (см. также Рассеянных элементов руды).

Физические и химические свойства. Т. серебристо-белого цвета с металлическим блеском, хрупок, при нагреве становится пластичным. Кристаллизуется в гексагональной системе: а = 4,4570 А; с = 5,9290 А; плотность 6,25г/см 3 при 20°С; t_пл 450°С; t_kип 990 ± 1,0 °С; удельная теплоёмкость при 20 °С 0,204 кдж/(кг ․ К)[0,047 кал/(г ․ °С)]; теплопроводность при 20 °С 5,999 вт/(м ․К) [0,014 кал/(см ․ сек °С)]; температурный коэффициент линейного расширения 1,68․10 -5 (20°С). Т. диамагнитен, удельная магнитная восприимчивость при 18 °С — 0,31․10 -6 . Твёрдость по Бринеллю 184,3 Мн/м 2 (18,43 кгс/мм 2 ). Атомный радиус 1,7 А, ионные радиусы: Те 2- 2,22А, Te 4+ 0,89А, Te 6+ 0,56 А.

Т. — полупроводник. Ширина запрещенной зоны 0,34 эв. При обычных условиях и вплоть до температуры плавления чистый Т. имеет проводимость р-типа. С понижением температуры в интервале (-100 °С) — (-80 °С) происходит переход: проводимость Т. становится n-типа. температура этого перехода зависит от чистоты образца, и она тем ниже, чем чище образец.

Конфигурация внешней электронной оболочки атома Te 5s 2 5р 4 . В соединениях проявляет степени окисления –2; +4; +6, реже +2. Т. — химический аналог серы (См. Сера) и Селена с более резко выраженными металлическими свойствами. С кислородом Т. образует окись TeO, двуокись TeO₂ и трёх-окись TeO₃. TeO существует выше 1000 °С в газовой фазе. TeO₂ получается при сгорании Te на воздухе, обладает амфотерными свойствами, трудно растворима в воде, но легко — в кислых и щелочных растворах. TeO₃ неустойчива, может быть получена только при разложении теллуровой кислоты. При нагревании Т. взаимодействует с водородом с образованием теллуроводорода H₂Te — бесцветного ядовитого газа с резким, неприятным запахом. С галогенами реагирует легко; для него характерны галогениды типа TeX₂ и TeX₄ (где Х—Cl и Вг); получены также TeF₄, TeF₆; все они легколетучи, водой гидролизуются. Т. непосредственно взаимодействует с неметаллами (S, Р), а также с металлами; он реагирует при комнатной температуре с концентрированными азотной и серной кислотами, в последнем случае образуется TeSO₃, окисляющаяся при нагревании до TeOSO₄. Известны относительно слабые кислоты Te: теллуроводородная (раствор H₂Te в воде), теллуристая H₂TeO₃ и теллуровая H₆TeO₆; их соли (соответственно Теллуриды, теллуриты и теллураты) слабо или совсем нерастворимы в воде (за исключением солей щелочных металлов и аммония). Известны некоторые органические производные Т., например RTeH, диалкилтеллуриды R₂Te — легкокипящие жидкости с неприятным запахом.

Получение. Т. извлекается попутно при переработке сульфидных руд из полупродуктов медного, свинцово-цинкового производства, а также из некоторых золотых руд. Основным источником сырья для производства Т. являются шламы электролиза меди, содержащие от 0,5 до 2% Te, а также Ag, Au, Se, Cu и др. элементы. Шламы сначала освобождаются от Cu, Se, остаток, содержащий благородные металлы, Te, Pb, Sb и др. компоненты, переплавляют с целью получения сплава золота с серебром. Т. при этом в виде Na₂TeO₃ переходит в содово-теллуровые шлаки, где содержание его достигает 20—35%. Шлаки дробят, размалывают и выщелачивают водой. Из раствора Т. осаждается электролизом на катоде. Полученный теллуровый концентрат обрабатывают щёлочью в присутствии алюминиевого порошка, переводя Т. в раствор в виде теллуридов. Раствор отделяется от нерастворимого остатка, концентрирующего примеси тяжёлых металлов, и продувается воздухом. При этом Т. (чистотой 99%) осаждается в элементарном состоянии. Т. повышенной чистоты получают повторением теллуридной переработки. Наиболее чистый Т. получают сочетанием методов химической очистки, дистилляции, зонной плавки.

Применение. Т. используют в полупроводниковой технике (см. Полупроводниковые материалы); в качестве легирующей добавки — в сплавах свинца, чугуне и стали для улучшения их обрабатываемости и повышения механических характеристик; Bi₂Te₃ и Sb₂Te₃ применяют в термогенераторах, a CdTe — в солнечных батареях (См. Солнечная батарея) и в качестве полупроводниковых лазерных материалов (См. Лазерные материалы). Т. используют также для отбеливания чугуна, вулканизации латексных смесей, производства коричневых и красных стекол и эмалей.

Теллур в организме. Т. постоянно присутствует в тканях растений и животных. В растениях, произрастающих на почвах, богатых Т., его концентрация достигает 2․10 -4 —2,5․10 -3 %, в наземных животных — около 2․10 -6 %. У человека суточное поступление Т. с продуктами питания и водой составляет около 0,6 мг. выводится из организма главным образом с мочой (свыше 80%), а также с калом. Умеренно токсичен для растений и высокотоксичен для млекопитающих (вызывает задержку роста, потерю шерсти, параличи и т. д.).

Профессиональные отравления Т. возможны при его выплавке и др. производственных операциях. Наблюдаются озноб, головная боль, слабость, частый пульс, отсутствие аппетита, металлический вкус во рту, чесночный запах выдыхаемого воздуха, тошнота, тёмная окраска языка, раздражение дыхательных путей, потливость, выпадение волос. Профилактика: соблюдение требований гигиены труда, меры индивидуальной защиты кожных покровов, медицинские осмотры рабочих.

Лит.: Кудрявцев А, А.. Химия и технология селена и теллура, 2 изд., М.. 1968; Основы металлургии, т. 4, гл. VIII, М.. 1967; Филянд М. А.. Семенова Е. И.. Свойства редких элементов, 2 изд., М.. 1964; Букетов Е. А., Малышев В. П.. Извлечение селена и теллура из медеэлектролитных шламов, А.-А.. 1969; Bowen H. I. М.. Trace elements in biochemistry, L.-N. Y.. 1966.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Серебристый блестящий неметалл

Теллу́р / Tellurium (Te), 52

[Kr] 4d 10 5s 2 5p 4

2,1 [1] (шкала Полинга)

a =4,457 c =5,929 [4] Å

Теллу́р — химический элемент 16-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы VI группы, халькогены), 5-го периода в периодической системе, имеет атомным номером 52; обозначается символом Te (лат. Tellurium ), относится к семейству металлоидов.

Содержание

История

Впервые был найден в 1782 году в золотоносных рудах Трансильвании горным инспектором Францом Иозефом Мюллером (впоследствии барон фон Рейхенштейн), на территории Австро-Венгрии. В 1798 году Мартин Генрих Клапрот выделил теллур и определил важнейшие его свойства.

Происхождение названия

От латинского tellus, родительный падеж telluris, Земля.

Нахождение в природе

Содержание в земной коре 1·10 −6 % по массе. Известно около 100 минералов теллура. Наиболее часты теллуриды меди, свинца, цинка, серебра и золота. Изоморфная примесь теллура наблюдается во многих сульфидах, однако изоморфизм Te — S выражен хуже, чем в ряду Se — S, и в сульфиды входит ограниченная примесь теллура. Среди минералов теллура особое значение имеют алтаит (PbTe), сильванит (AgAuTe₄), калаверит (AuTe₂), гессит (Ag₂Te), креннерит [(Au, Ag)Te], петцит (Ag₃AuTe₂), мутманнит [(Ag, Au)Te], монбрейит (Au₂Te₃), нагиагит ([Pb₅Au(Te, Sb)]₄S₅), тетрадимит (Bi₂Te₂S). Встречаются кислородные соединения теллура, например ТеО₂ — теллуровая охра.

Встречается самородный теллур и вместе с селеном и серой (японская теллуристая сера содержит 0,17 % Те и 0,06 % Se).

Типы месторождений

Большая часть упомянутых минералов развита в низкотемпературных золото-серебряных месторождениях, где они обычно выделяются после основной массы сульфидов совместно с самородным золотом, сульфосолями серебра, свинца, а также с минералами висмута. Несмотря на развитие большого числа теллуровых минералов, главная масса теллура, извлекаемого промышленностью, входит в состав сульфидов других металлов. В частности, теллур в несколько меньшей степени, чем селен, входит в состав халькопирита медно-никелевых месторождений магматического происхождения, а также халькопирита, развитого в медноколчеданных гидротермальных месторождениях. Теллур находится также в составе пирита, халькопирита, молибденита и галенита месторождений порфировых медных руд, полиметаллических месторождений алтайского типа, галенита свинцово-цинковых месторождений, связанных со скарнами, сульфидно-кобальтовых, сурьмяно-ртутных и некоторых других. Содержание теллура в молибдените колеблется в пределах 8 — 53 г/т, в халькопирите 9 — 31 г/т, в пирите до 70 г/т.

Получение

Основной источник — шламы электролитического рафинирования меди и свинца. Шламы подвергают обжигу, теллур остается в огарке, который промывают соляной кислотой. Из полученного солянокислого раствора теллур выделяют, пропуская через него сернистый газ SO₂.

Для разделения селена и теллура добавляют серную кислоту. При этом выпадает диоксид теллура ТеО₂, а H₂SeO₃ остается в растворе.

Из оксида ТеО₂ теллур восстанавливают углем.

Для очистки теллура от серы и селена используют его способность под действием восстановителя (Al, Zn) в щелочной среде переходить в растворимый дителлурид динатрия Na₂Te₂:

Для осаждения теллура через раствор пропускают воздух или кислород:

Для получения теллура особой чистоты его хлорируют

Образующийся тетрахлорид очищают дистилляцией или ректификацией. Затем тетрахлорид гидролизуют водой:

а образовавшийся ТеО₂ восстанавливают водородом:

Теллур — редкий элемент, и значительный спрос при малом объёме добычи определяет высокую его цену (около $200—300 за кг в зависимости от чистоты), но, несмотря на это, диапазон областей его применения постоянно расширяется.

Физико-химические свойства

Теллур — хрупкое серебристо-белое вещество с металлическим блеском. В тонких слоях на просвет красно-коричневый, в парах — золотисто-жёлтый.

Химически теллур менее активен, чем сера. Он растворяется в щелочах, поддается действию азотной и серной кислот, но в разбавленной соляной кислоте растворяется слабо. С водой металлический теллур начинает реагировать при 100 °C, а в виде порошка он окисляется на воздухе даже при комнатной температуре, образуя оксид TeO₂.

При нагреве на воздухе теллур сгорает, образуя TeO₂. Это прочное соединение обладает меньшей летучестью, чем сам теллур. Поэтому для очистки теллура от оксидов их восстанавливают проточным водородом при 500—600 °C.

В расплавленном состоянии теллур довольно инертен, поэтому в качестве контейнерных материалов при его плавке применяют графит и кварц.

Изотопы

Известны 38 нуклидов и 18 ядерных изомеров теллура с атомными числами от 105 до 142 [5] . Теллур — самый лёгкий элемент, чьи известные изотопы подвержены альфа-распаду (изотопы от 106 Te до 110 Te). Атомная масса теллура (127,60 г/моль) превышает атомную массу следующего за ним элемента — иода (126,90 г/моль).

В природе встречается восемь изотопов теллура. Шесть из них, 120 Te, 122 Te, 123 Te, 124 Te, 125 Te и 126 Te — стабильны [5] [6] . Остальные два — 128 Te и 130 Te — радиоактивны, оба они испытывают двойной бета-распад, превращаясь в изотопы ксенона 128 Xe и 130 Xe, соответственно. Стабильные изотопы составляют лишь 33,3 % от общего количества теллура, встречающегося в природе, что является возможным благодаря чрезвычайно долгим периодам полураспада природных радиоактивных изотопов. Они составляют от 7,9·10 20 до 2,2·10 24 лет. Изотоп 128 Te имеет самый долгий подтверждённый период полураспада из всех радионуклидов — 2,2·10 24 лет или 2,2 септиллиона [7] лет, что примерно в 160 триллионов раз больше оценочного возраста Вселенной.

Применение

Сплавы

Теллур применяется в производстве сплавов свинца с повышенной пластичностью и прочностью (применяемых, например, при производстве кабелей). При введении 0,05 % теллура потери свинца на растворение под воздействием серной кислоты снижаются в 10 раз, и это используется при производстве свинцово-кислотных аккумуляторов. Так же важно то обстоятельство, что легированный теллуром свинец при обработке пластической деформацией не разупрочняется, и это позволяет вести технологию изготовления токоотводов аккумуляторных пластин методом холодной высечки и значительно увеличить срок службы и удельные характеристики аккумулятора.

Термоэлектрические материалы

Также велика его роль в производстве полупроводниковых материалов и, в частности, теллуридов свинца, висмута, сурьмы, цезия. Очень важное значение в ближайшие годы приобретёт производство теллуридов лантаноидов, их сплавов и сплавов с селенидами металлов для производства термоэлектрогенераторов с весьма высоким (до 72—78 %) КПД, что позволит применить их в энергетике и в автомобильной промышленности.

Так, например, недавно обнаружена очень высокая термо-ЭДС в теллуриде марганца (500 мкВ/К) и в его сочетании с селенидами висмута, сурьмы и лантаноидов, что позволяет не только достичь весьма высокого КПД в термогенераторах но и осуществить уже в одной ступени полупроводникового холодильника охлаждение вплоть до области криогенных (температурный уровень жидкого азота) температур и даже ниже. Лучшим материалом на основе теллура для производства полупроводниковых холодильников в последние годы явился сплав теллура, висмута и цезия, который позволил получить рекордное охлаждение до −237 °C. В то же время, как термоэлектрический материал, перспективен сплав теллур-селен (70 % селена), который имеет коэффициент термо-ЭДС около 1200 мкВ/К.

Узкозонные полупроводники

Совершенно исключительное значение также получили сплавы КРТ (кадмий-ртуть-теллур), которые обладают фантастическими характеристиками для обнаружения излучения от стартов ракет и наблюдения за противником из космоса через атмосферные окна (не имеет значение облачность). КРТ является одним из наиболее дорогих материалов в современной электронной промышленности.

Высокотемпературная сверхпроводимость

Ряд систем, имеющих в своем составе теллур, недавно обнаружили существование в них трёх (возможно четырёх) фаз, сверхпроводимость в которых не исчезает при температуре несколько выше температуры кипения жидкого азота.

Производство резины

Отдельной областью применения теллура является его использование в процессе вулканизации каучука.

Производство халькогенидных стёкол

Теллур используется при варке специальных марок стекла (где он применяется в виде диоксида), специальные стёкла, легированные редкоземельными металлами, применяются в качестве активных тел оптических квантовых генераторов.

Кроме того, некоторые стёкла на основе теллура являются полупроводниками, это свойство находит применение в электронике.

Специальные сорта теллурового стекла (достоинство таких стёкол — прозрачность, легкоплавкость и электропроводность), примененяются в конструировании специальной химической аппаратуры (реакторов).

Источники света

Ограниченное применение теллур находит для производства ламп с его парами — они имеют спектр, очень близкий к солнечному.

Сплав теллура применяется в перезаписываемых компакт-дисках (в частности, фирмы Mitsubishi Chemical Corporation марки «Verbatim») для создания деформируемого отражающего слоя.

Биологическая роль

Микроколичества теллура всегда содержатся в живых организмах, его биологическая роль не выяснена.

Физиологическое действие

Теллур и его летучие соединения токсичны. Попадание в организм вызывает тошноту, бронхиты, пневмонию. ПДК в воздухе колеблется для различных соединений 0,007—0,01 мг/м³, в воде 0,001—0,01 мг/л. Карциногенность теллура не подтверждена. [8]

В целом соединения теллура менее токсичны, чем соединения селена.

При отравлениях теллур выводится из организма в виде отвратительно пахнущих летучих теллурорганических соединений — алкилтеллуридов, в основном диметилтеллурида (CH₃)₂Te. Их запах напоминает запах чеснока, поэтому при попадании в организм даже малых количеств теллура выдыхаемый человеком воздух приобретает этот запах, что является важным симптомом отравления теллуром. [9] [10] [11]

Теллур — химический элемент 16-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы VI группы, халькогены), 5-го периода в периодической системе, имеет атомный номер 52; обозначается символом Te (лат. Tellurium ), относится к семейству металлоидов.

1 История
2 Происхождение названия

3 Нахождение в природе

3.1 Типы месторождений

4.1 Цены

5.1 Изотопы

7.1 Сплавы
7.2 Термоэлектрические материалы
7.3 Узкозонные полупроводники
7.4 Высокотемпературная сверхпроводимость
7.5 Производство резины
7.6 Производство халькогенидных стёкол
7.7 Источники света
7.8 CD-RW

8.1 Физиологическое действие

Впервые был найден в 1782 году в золотоносных рудах Трансильвании горным инспектором Францем Йозефом Мюллером (впоследствии барон фон Райхенштейн), на территории Австро-Венгрии. В 1798 году Мартин Генрих Клапрот выделил теллур и определил важнейшие его свойства.

От латинского tellus, родительный падеж telluris, Земля (название предложил Мартин Клапрот).

Содержание в земной коре 1⋅10 −6 % по массе. Известно около 100 минералов теллура. Наиболее часты теллуриды меди, свинца, цинка, серебра и золота. Изоморфная примесь теллура наблюдается во многих сульфидах, однако изоморфизм Te — S выражен хуже, чем в ряду Se — S, и в сульфиды входит ограниченная примесь теллура. Среди минералов теллура особое значение имеют алтаит (PbTe), сильванит (AgAuTe₄), калаверит (AuTe₂), гессит (Ag₂Te), креннерит [(Au, Ag)Te], петцит (Ag₃AuTe₂), мутманнит [(Ag, Au)Te], монбрейит (Au₂Te₃), нагиагит ([Pb₅Au(Te, Sb)]₄S₅), тетрадимит (Bi₂Te₂S). Встречаются кислородные соединения теллура, например, TeO₂ — теллуровая охра.

Большая часть упомянутых минералов развита в низкотемпературных золото-серебряных месторождениях, где они обычно выделяются после основной массы сульфидов совместно с самородным золотом, сульфосолями серебра, свинца, а также с минералами висмута. Несмотря на развитие большого числа теллуровых минералов, главная масса теллура, извлекаемого промышленностью, входит в состав сульфидов других металлов. В частности, теллур в несколько меньшей степени, чем селен, входит в состав халькопирита медно-никелевых месторождений магматического происхождения, а также халькопирита, развитого в медноколчеданных гидротермальных месторождениях. Теллур находится также в составе пирита, халькопирита, молибденита и галенита месторождений порфировых медных руд, полиметаллических месторождений алтайского типа, галенита свинцово-цинковых месторождений, связанных со скарнами, сульфидно-кобальтовых, сурьмяно-ртутных и некоторых других. Содержание теллура в молибдените колеблется в пределах 8—53 г/т, в халькопирите 9—31 г/т, в пирите — до 70 г/т.

Из оксида TeO₂ теллур восстанавливают углём.

а образовавшийся TeO₂ восстанавливают водородом:

Теллур — редкий элемент, и значительный спрос при малом объёме добычи определяет высокую его цену (около $200–300 за кг в зависимости от чистоты), но, несмотря на это, диапазон областей его применения постоянно расширяется.

Физические свойства

Теллур — хрупкое серебристо-белое вещество с металлическим блеском. В тонких слоях на просвет красно-коричневый, в парах — золотисто-жёлтый. При нагревании приобретает пластичность. Кристаллическая решётка — гексагональная. Коэффициент теплового расширения — 1,68·10 −5 K −1 . Диамагнетик. Полупроводник с шириной запрещённой зоны 0,34 эВ, тип проводимости — p в нормальных условиях и при повышенной температуре, n — при пониженной температуре (граница перехода — от −80 °C до −100 °C в зависимости от чистоты).

Изотопы

Известны 38 нуклидов и 18 ядерных изомеров теллура с атомными числами от 105 до 142. Теллур — самый лёгкий элемент, чьи известные изотопы подвержены альфа-распаду (изотопы от 106 Te до 110 Te). Атомная масса теллура (127,60 г/моль) превышает атомную массу следующего за ним элемента — йода (126,90 г/моль).

В природе встречается восемь изотопов теллура. Шесть из них, 120 Te, 122 Te, 123 Te, 124 Te, 125 Te и 126 Te — стабильны. Остальные два — 128 Te и 130 Te — радиоактивны, оба они испытывают двойной бета-распад, превращаясь в изотопы ксенона 128 Xe и 130 Xe, соответственно. Стабильные изотопы составляют лишь 33,3 % от общего количества теллура, встречающегося в природе, что является возможным благодаря чрезвычайно долгим периодам полураспада природных радиоактивных изотопов. Они составляют от 7,9⋅10 20 до 2,2⋅10 24 лет. Изотоп 128 Te имеет самый долгий подтверждённый период полураспада из всех радионуклидов — 2,2⋅10 24 лет или 2,2 септиллиона лет, что примерно в 160 триллионов раз больше оценочного возраста Вселенной.

Химические свойства

В химических соединениях теллур проявляет степени окисления −2; +2; +4; +6. Является аналогом серы и селена, но химически менее активен, чем сера. Растворяется в щелочах, поддается действию азотной и серной кислот, но в разбавленной соляной кислоте растворяется слабо. С водой металлический теллур начинает реагировать при 100 °C .

С кислородом образует соединения TeO, TeO₂, TeO₃. В виде порошка окисляется на воздухе даже при комнатной температуре, образуя оксид TeO₂. При нагреве на воздухе сгорает, образуя TeO₂ — прочное соединение, обладающее меньшей летучестью, чем сам теллур. Это свойство используется для очистки теллура от оксидов, которые восстанавливают проточным водородом при температуре 500—600 °C . Диоксид теллура плохо растворим в воде, хорошо — в кислых и щелочных растворах.

Теллур образует соединение с водородом при нагревании, легко реагирует с галогенами, взаимодействует с серой, фосфором и металлами. При взаимодействии с концентрированной серной кислотой образует сульфит. Образует слабые кислоты: теллурводородную (H₂Te), теллуристую (H₂TeO₃) и теллуровую (H₆TeO₆), большинство солей которых плохо растворимы в воде.

Теллур применяется в производстве сплавов свинца с повышенной пластичностью и прочностью (применяемых, например, при производстве кабелей). При введении 0,05 % теллура потери свинца на растворение под воздействием серной кислоты снижаются в 10 раз, и это используется при производстве свинцово-кислотных аккумуляторов. Также важно то обстоятельство, что легированный теллуром свинец при обработке пластической деформацией не разупрочняется, и это позволяет вести технологию изготовления токоотводов аккумуляторных пластин методом холодной высечки и значительно увеличить срок службы и удельные характеристики аккумулятора.

В составе сплава CZT (теллурид кадмия-цинка, CdZnTe) применяется в производстве детекторов рентгеновского и гамма- излучений, которые работают при комнатной температуре.

Термоэлектрические материалы

Так, например, недавно обнаружена очень высокая термо-ЭДС в теллуриде марганца (500 мкВ/К) и в его сочетании с селенидами висмута, сурьмы и лантаноидов, что позволяет не только достичь весьма высокого КПД в термогенераторах, но и осуществить уже в одной ступени полупроводникового холодильника охлаждение вплоть до области криогенных (температурный уровень жидкого азота) температур и даже ниже. Лучшим материалом на основе теллура для производства полупроводниковых холодильников в последние годы явился сплав теллура, висмута и цезия, который позволил получить рекордное охлаждение до −237 °C. В то же время, как термоэлектрический материал, перспективен сплав теллур-селен (70 % селена), который имеет коэффициент термо-ЭДС около 1200 мкВ/К.

Узкозонные полупроводники

Совершенно исключительное значение также получили сплавы КРТ (кадмий-ртуть-теллур), которые обладают фантастическими характеристиками для обнаружения излучения от стартов ракет и наблюдения за противником из космоса через атмосферные окна (не имеет значения облачность). КРТ является одним из наиболее дорогих материалов в современной электронной промышленности.

Высокотемпературная сверхпроводимость

Ряд систем, имеющих в своем составе теллур, недавно обнаружили существование в них трёх (возможно, четырёх) фаз, сверхпроводимость в которых не исчезает при температуре несколько выше температуры кипения жидкого азота.

Производство резины

Специальные сорта теллурового стекла (достоинство таких стёкол — прозрачность, легкоплавкость и электропроводность), применяются в конструировании специальной химической аппаратуры (реакторов).

Источники света

Физиологическое действие

Теллур и его летучие соединения токсичны. Попадание в организм вызывает тошноту, бронхиты, пневмонию. ПДК в воздухе колеблется для различных соединений 0,007—0,01 мг/м³, в воде 0,001—0,01 мг/л. Канцерогенность теллура не подтверждена.

Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu,
Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H₂,
W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au

Теллур – свойства, польза, ограничения

Без этого элемента было бы невозможно создание компакт-дисков с опцией «перезапись». Теллур закупают производители аккумуляторов, лазеров, стекла.

Что представляет собой

Теллур – это химический элемент, занимающий ячейку №52 таблицы Менделеева.

Выглядит как серебристо-белое вещество, наделенное металлическим блеском. Такое описание не делает элемент металлом: он относится к металлоидам.

С данным семейством элементов ясности нет: общепризнанных наименований шесть (включая теллур). Плюс пять спорных.

По составу это конгломерат из восьми природных изотопов:

Шесть стабильны. На них приходится треть общего количества теллура на планете.
Период полураспада двух радиоактивных единиц – 128 и 130 – на десять порядков превышает возраст Вселенной.

Дольше всех радионуклидов распадается теллур128: период полураспада 2,19 септиллиона (единица с 24 нулями) лет.

Самые востребованные – 127 и 129 (периоды полураспада 3,5 и 1 месяц).

Международное обозначение – Те (Tellurium).

Как был открыт

Первооткрыватель теллура – немецкий чиновник горного ведомства Фридрих Мюллер. Он обнаружил элемент, исследуя золотоносные руды Трансильвании.

Его соотечественник и коллега Мартин Г. Клапрот подтвердил наличие открытого в 1782 году элемента, окрестил « теллуром ».

Образец теллура

Название восходит к латинскому термину telluris – Земля.

Систематически изучил вещество спустя столетие шведский химик Иенс Я. Берцелиус.

Как представлен в природе

Элемент не формирует собственных месторождений, это редкостный компонент, рассеянный по литосфере, термальным источникам, магме:

Это характерная примесь сульфидов (например, пирита).
Выявлена сотня минералов элемента (общее название – теллуриды).

Теллурид – водородно-теллуровое соединение с формулой H2Te.

В термальных источниках осаждается с другими элементами (включая золото и серебро).
По соседству с селеном и серой попадаются самородки.

Тонна земной коры содержит 1 грамм теллура.

Физико-химические характеристики

Элемент хрупок, но нагреваясь, обретает пластичность. Благодаря этому свойству востребован разными отраслями.

Это полупроводник, структура и проводимость которого определяется температурой, чистотой материала (порог составляет 80-100°С ниже нуля).

Химически – аналог селена и серы, но металлические характеристики проявляются сильнее:

Взаимодействует с металлами и неметаллами.
Формирует оксиды II, IV, VI.
Нагревшись, образует теллуроводород.

Вещество с формулой Н2Те (теллуроводород) – ядовитый бесцветный газ с резким отвратным запахом.

С насыщенными азотной и серной кислотами взаимодействует при комнатной температуре. С водой – при ее закипании.

Выявлены органические продукты элемента. Их отличает неприятный запах и быстрая закипаемость.

Свойства атома
Название, символ, номер	Теллу́р / Tellurium (Te), 52
Атомная масса (молярная масса)	127,60(3) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Kr] 4d10 5s2 5p4
Радиус атома	160 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	136 пм
Радиус иона	(+6e) 56 211 (−2e) пм
Электроотрицательность	2,1 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	0
Степени окисления	+6, +4, +2, −2
Энергия ионизации (первый электрон)	869,0 (9,01) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	6,24 г/см³
Температура плавления	722,7 K
Температура кипения	1263 K
Уд. теплота плавления	17,91 кДж/моль
Уд. теплота испарения	49,8 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	25,8 Дж/(K·моль)
Молярный объём	20,5 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	гексагональная
Параметры решётки	a=4,457 c=5,929
Отношение c/a	1,330
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) 14,3 Вт/(м·К)
Номер CAS	13494-80-9

Теллуровый кубик с ребром 1 см весит 6,25 грамма.

Технология получения

Теллур как элемент получают при переработке руд. Его извлекают из золотого, медного, свинцового, цинкового «полуфабриката».

Исходник для производства вещества – шламы электролиза (0,51 – 1,99% теллура).

Шламы обжигают.
Остаток с теллуром обрабатывают соляной кислотой.
Смесь окутывают сернистым газом.
Добавляют серную кислоту, чтобы отделить теллур от селена.
Диоксид теллура выпадает осадком.
Из него вещество восстанавливают углем.

Особо чистый материал – результат хлорирования, дистилляции, гидролиза.

Где используется

Элемент используют в промышленном сегменте:

Добавка-лигатура к свинцу. 0,049 % теллура уменьшают потери свинца при производстве на порядок, чем пользуются производители аккумуляторов. Емкость оборудования увеличивается, оно служит дольше. Пластичный сплав пригоден как материал кабелей.
Соединения вещества с кадмием, сурьмой, висмутом – материал компонентов лазеров, солнечных батарей, нагревательных приборов.
Сплав с кадмием и цинком – материал датчиков рентген- и гамма-излучения, не требующих особого температурного режима.
Теллуровое стекло – полупроводник. Им снабжают электронику и инструментарий для химических опытов.
Сплавом вещества покрывают поверхность многоразовых компакт-дисков.

Чистое вещество – вулканизатор латексов, отбеливатель чугунов. Применяется как шоколадно-красный пигмент фарфора, стекла, эмалей.

Биологическое влияние

Теллур – постоянный компонент биологических тканей, хотя исчисляется микродозами (тысячные-десятитысячные доли процента). Зачем нужен, не выяснено.

Человек получает его с водой и пищей – 0,58 мг ежесуточно.

Вещество выводится из организма естественным путем.

Тяжелые отравления возможны для людей, работающих на металлургических предприятиях по переработке руды.

По стандартам РФ, кубометр воздуха не должен содержать более 0,099 мг вещества, литр воды – 0,099 мг.

Слабость, озноб, потливость.
Головная боль.
Учащенный пульс.
Отсутствие аппетита.
Металлический привкус.

Явный признак отравления теллуром – чесночный запах выдыхаемого человеком воздуха.

Другие признаки: выпадение волос, тошнота, потемнение языка, першение в горле.

Читайте также: