Теллур и его характеристики

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.

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Оценим за полчаса!

Происхождение названия

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

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, TeO2 — теллуровая охра.

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

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!
Читайте также:  Формула мощности тока

Оценим за полчаса!

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 TeO2 теллур восстанавливают углём.

Для очистки теллура от серы и селена используют его способность под действием восстановителя (Al, Zn) 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 → TeCl4

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

 TeCl4 + 2H2O → TeO2 + 4HCl,

а образовавшийся TeO2 восстанавливают водородом:

 TeO2 + 2H2 → Te + 2H2O

Цены

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

Основная статья: Изотопы теллура

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 106Te до 110Te). 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, 120Te, 122Te, 123Te, 124Te, 125Te и 126Te — стабильны. Остальные два — 128Te и 130Te — радиоактивны, оба они испытывают двойной бета-распад, превращаясь в изотопы ксенона 128Xe и 130Xe, 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⋅1020 до 2,2⋅1024 лет.

Изотоп 128Te имеет самый долгий подтверждённый период полураспада из всех радионуклидов — 2,2⋅1024 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.

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

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.

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.

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

Теллур и его характеристикиМонокристалл теллурида висмута

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 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

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), применяются 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.

CD-RW

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. Канцерогенность теллура не подтверждена.

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.

Источник: https://chem.ru/tellur.html

Теллур

  • Главная
  • Справочник
  • Химия
  • Химические элементы
  • Теллур

Теллур (от лателлур tellus, род. падеж telluris-Земля; лат. Tellurium) Те, хим. элемент VI гр. периодич. системы, относится к халькогенам, ат. н. 52, ат. м. 127,60.

Природный теллур состоит из восьми изотопов. 120Те (0,089%), 122Те (2,46%), 123Те (0,89%), 124Те (4,74%), 125Те (7,03%), 126Те (18,72%), 128Те (31,75%) и 130Те (34,27%). Конфигурация внеш.

электронной оболочки 5s2 5p4; степени окисления — 2, + 4, +6, редко +2; энергия ионизации при последоват. переходе от Те0 к Те6+ 9,010, 18,6, 28,0, 37,42, 58,8, 72,0 эВ; сродство к электрону ~ 2 эВ; электроотрицательность по Полингу 2,10; атомный радиус 0,17 нм, ионные радиусы.

нм (в скобках указаны координац. числа): Те2 0,207(6), Те4+ 0,066(3), 0,80(4), 0,111(6), Те6+ 0,057(4), 0,070(6).

Содержание в земной коре 1 • 10 % по массе. Известно ок. 100 минералов теллур, в т.ч. самородный теллур, алтаит РbТе, гессит Ag2Te, силтванит AuAgTe4, калаверит АuТе2, тетрадимит Bi2Te2S. теллур входит в качестве изоморфной примеси в сульфидные минералы — халькопирит, галенит, пирит.

пентландит и др. Теллур извлекают в осн. из медных, свинцовых, пирит.ых руд. где он находится как в рассеянном состоянии, так и в виде микровкрапленностей собств. минералов. Известны золото-теллуровые месторождения с собственно теллуровой минерализацией. не имеющие существенного значения.

Химические элементыТеория Химия 8 класс Химический элемент

Не можешь написать работу сам?

Доверь её нашим специалистам

от 100 р.стоимость заказа Теллур и его характеристики

Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями!

  • Cd
  • In
  • Sn
  • Sb
  • I
  • Xe
  • Cs
  • Ba
  • Сколько метров в километре?В одном километре содержится тысяча метров. 1 км = 1000 м
  • Сколько километров в узле?Один морской узел равен одной тысяче восемьсот пятьдесят двум метрам или одному километру восемьсот пятьдесят двум метрам
  • Обзор веса нескольких животных
  • Старинные русские меры длины, веса, объёмаСистема древнерусских мер длины включала в себя следующие основные меры: версту, сажень, аршин, локоть, пядь и вершок.
  • Сколько должен весить человек?Чтобы узнать вес человека, достаточно знать его рост в сантиметрах, из этой цифры вычесть 100, а к полученному числу либо прибавить 10, если речь идет о мужчине, либо отнять 10, если вычисляется вес женщины.
  • Бесплатный генератор паролей онлайнСоздать бесплатно пароль любой длины и уровня сложности для ваших приложений, аккаунтов, соц. сетей, паролей к Windows, зашифрованным архивам и т.д.
Читайте также:  Как сделать точки в содержании в ворде

Источник: https://calcsbox.com/post/tellurium.html

Популярная библиотека химических элементов

52
Te 6 18 18 8 2
ТЕЛЛУР
127,60
5s25p4

Вряд ли кто-либо поверит рассказу о капитане дальнего плавания, который, кроме того, профессиональный цирковой борец, известный металлург и врач-консультант хирургической клиники.

В мире же химических элементов подобное разнообразие профессий – явление весьма распространенное, и к ним неприменимо выражение Козьмы Пруткова: «Специалист подобен флюсу: полнота его односторонняя».

Вспомним (еще до разговора о главном объекте нашего рассказа) железо в машинах и железо в крови, железо – концентратор магнитного поля и железо – составную часть охры… Правда, на «профессиональную выучку» элементов порой уходило намного больше времени, чем на подготовку йога средней квалификации.

Так и элемент №52, о котором предстоит нам рассказать, долгие годы применяли лишь для того, чтобы продемонстрировать, каков он в действительности, этот элемент, названный в честь нашей планеты: «теллур» – от tellus, что по-латыни значит «Земля».

Открыт этот элемент почти два века назад. В 1782 г. горный инспектор Франц Иозеф Мюллер (впоследствии барон фон Рейхенштейн) исследовал золотоносную руду, найденную в Семигорье, на территории тогдашней Австро-Венгрии.

Расшифровать состав руды оказалось настолько сложно, что ее назвали Aurum problematicum – «золото сомнительное». Именно из этого «золота» Мюллер выделил новый металл, но полной уверенности в том, что он действительно новый, не было.

(Впоследствии оказалось, что Мюллер ошибался в другом: открытый им элемент был новым, но к числу металлов отнести его можно лишь с большой натяжкой.)

  • Чтобы рассеять сомнения, Мюллер обратился за помощью к видному специалисту, шведскому минералогу и химику-аналитику Бергману.
  • К сожалению, ученый умер, не успев закончить анализ присланного вещества – в те годы аналитические методы были уже достаточно точными, но анализ занимал очень много времени.
  • Элемент, открытый Мюллером, пытались изучать и другие ученые, однако лишь через 16 лет после его открытия Мартин Генрих Клапрот – один из крупнейших химиков того времени – неопровержимо доказал, что этот элемент на самом деле новый, и предложил для него название «теллур».

Как и всегда, вслед за открытием элемента начались поиски его применений. Видимо, исходя из старого, еще времен иатрохимии принципа – мир это аптека, француз Фурнье пробовал лечить теллуром некоторые тяжелые заболевания, в частности проказу. Но без успеха – лишь спустя много лет теллур смог оказать медикам некоторые «мелкие услуги».

Точнее, не сам теллур, а соли теллуристой кислоты К2TeO3 и Na2TeO3, которые стали использовать в микробиологии как красители, придающие определенную окраску изучаемым бактериям. Так, с помощью соединений теллура надежно выделяют из массы бактерий дифтерийную палочку.

Если не в лечении, так хоть в диагностике элемент №52 оказался полезен врачам.

Но иногда этот элемент, а в еще большей мере некоторые его соединения прибавляют врачам хлопот. Теллур достаточно токсичен. В нашей стране предельно допустимой концентрацией теллура в воздухе считается 0,01 мг/м3.

Из соединений теллура самое опасное – теллуроводород Н2Te, бесцветный ядовитый газ с неприятным запахом. Последнее вполне естественно: теллур – аналог серы, значит, Н2Te должен быть подобен сероводороду.

Он раздражает бронхи, вредно влияет на нервную систему.

Эти неприятные свойства не помешали теллуру выйти в технику, приобрести множество «профессий».

Металлурги интересуются теллуром потому, что уже небольшие его добавки к свинцу сильно повышают прочность и химическую стойкость этого важного металла. Свинец, легированный теллуром, применяют в кабельной и химической промышленности.

Так, срок службы аппаратов сернокислотного производства, покрытых изнутри свинцово-теллуровым сплавом (до 0,5% Te), вдвое больше, чем у таких же аппаратов, облицованных просто свинцом.

Присадка теллура к меди и стали облегчает их механическую обработку.

В стекольном производстве теллуром пользуются, чтобы придать стеклу коричневую окраску и больший коэффициент лучепреломления. В резиновой промышленности его, как аналог серы, иногда применяют для вулканизации каучуков.

Теллур – полупроводник

Однако не эти отрасли были виновниками скачка в ценах и спросе на элемент №52. Произошел этот скачок в начале 60-х годов нашего века. Теллур – типичный полупроводник, и полупроводник технологичный.

В отличие от германия и кремния, он сравнительно легко плавится (температура плавления 449,8°C) и испаряется (закипает при температуре чуть ниже 1000°C).

Из него, следовательно, легко получать тонкие полупроводниковые пленки, которыми особенно интересуется современная микроэлектроника.

Однако чистый теллур как полупроводник применяют ограниченно – для изготовления полевых транзисторов некоторых типов и в приборах, которыми меряют интенсивность гамма-излучения. Да еще примесь теллура умышленно вводят в арсенид галлия (третий по значению после кремния и германия полупроводник), чтобы создать в нем проводимость электронного типа*.

* О двух типах проводимости, присущих полупроводникам, подробно рассказано в статье «Германий».

Намного обширнее область применения некоторых теллуридов – соединений теллура с металлами. Теллуриды висмута Bi2Te3 и сурьмы Sb2Te3 стали самыми важными материалами для термоэлектрических генераторов. Чтобы объяснить, почему это произошло, сделаем небольшое отступление в область физики и истории.

Еще полтора века назад (в 1821 г.) немецкий физик Зеебек обнаружил, что в замкнутой электрической цепи, состоящей из разных материалов, контакты между которыми находятся при разной температуре, создается электродвижущая сила (ее называют термо-ЭДС).

Через 12 лет швейцарец Пельтье обнаружил эффект, обратный эффекту Зеебека: когда электрический ток течет по цепи, составленной из разных материалов, в местах контактов, кроме обычной джоулевой теплоты, выделяется или поглощается (в зависимости от направления тока) некоторое количество тепла.

Примерно 100 лет эти открытия оставались «вещью в себе», любопытными фактами, не более. И не будет преувеличением утверждать, что новая жизнь обоих этих эффектов началась после того, как Герой Социалистического Труда академик А.Ф.

 Иоффе с сотрудниками разработал теорию применения полупроводниковых материалов для изготовления термоэлементов. А вскоре эта теория воплотилась в реальные термоэлектрогенераторы и термоэлектрохолодильники различного назначения.

В частности, термоэлектрогенераторы, в которых использованы теллуриды висмута, свинца и сурьмы, дают энергию искусственным спутникам Земли, навигационно-метеорологическим установкам, устройствам катодной защиты магистральных трубопроводов. Те же материалы помогают поддержать нужную температуру во многих электронных и микроэлектронных устройствах.

В последние годы большой интерес вызывает еще одно химическое соединение теллура, обладающее полупроводниковыми свойствами, – теллурид кадмия CdTe. Этот материал используют для изготовления солнечных батарей, лазеров, фотосопротивлений, счетчиков радиоактивных излучений. Теллурид кадмия знаменит и тем, что это один из немногих полупроводников, в которых заметно проявляется эффект Гана.

Суть последнего заключается в том, что уже само введение маленькой пластинки соответствующего полупроводника в достаточно сильное электрическое поле приводит к генерации высокочастотного радиоизлучения. Эффект Гана уже нашел применение в радиолокационной технике.

Заключая, можно сказать, что количественно главная «профессия» теллура – легирование свинца и других металлов. Качественно же главное, безусловно, это работа теллура и теллуридов как полупроводников.

Полезная примесь

В таблице Менделеева место теллура находится в главной подгруппе VI группы рядом с серой и селеном. Эти три элемента сходны по химическим свойствам и часто сопутствуют друг другу в природе. Но доля серы в земной коре – 0,03%, селена всего – 10–5%, теллура же еще на порядок меньше – 10–6%.

Естественно, что теллур, как и селен, чаще всего встречается в природных соединениях серы – как примесь. Бывает, правда (вспомните о минерале, в котором открыли теллур), что он контактирует с золотом, серебром, медью и другими элементами. На нашей планете открыто более 110 месторождений сорока минералов теллура.

Но добывают его всегда заодно или с селеном, или с золотом, или с другими металлами.

В СССР известны медно-никелевые теллурсодержащие руды Печенги и Мончегорска, теллурсодержащие свинцово-цинковые руды Алтая и еще ряд месторождений.

Из медной руды теллур выделяют на стадии очистки черновой меди электролизом. На дно электролизера выпадает осадок – шлам. Это очень дорогой полупродукт.

Приведем для иллюстрации состав шлама одного из канадских заводов: 49,8% меди, 1,976% золота, 10,52% серебра, 28,42% селена и 3,83% теллура.

Все эти ценнейшие компоненты шлама надо разделить, и для этого существует несколько способов. Вот один из них.

Шлам расплавляют в печи, и через расплав пропускают воздух. Металлы, кроме золота и серебра, окисляются, переходят в шлак. Селен и теллур тоже окисляются, но – в летучие окислы, которые улавливают в специальных аппаратах (скрубберах), затем растворяют и превращают в кислоты – селенистую H2SeO3 и теллуристую H2TeO3. Если через этот раствор пропустить сернистый газ SO2, произойдут реакции:

H2SeO3 + 2SO2 + H2O → Se ↓ + 2H2SO4,

H2TeO3 + 2SO2 + H2O → Te ↓ + 2H2SO4.

Теллур и селен выпадают одновременно, что весьма нежелательно – они нужны нам порознь. Поэтому условия процесса подбирают таким образом, чтобы в соответствии с законами химической термодинамики сначала восстанавливался преимущественно селен. Этому помогает подбор оптимальной концентрации добавляемой в раствор соляной кислоты.

Затем осаждают теллур.

Выпавший серый порошок, разумеется, содержит некоторое количество селена и, кроме того, серу, свинец, медь, натрий, кремний, алюминий, железо, олово, сурьму, висмут, серебро, магний, золото, мышьяк, хлор.

От всех этих элементов теллур приходится очищать сначала химическими методами, затем перегонкой или зонной плавкой. Естественно, что из разных руд теллур извлекают по-разному.

Теллур вреден

Теллур применяют все шире и, значит, все возрастает число работающих с ним. В первой части рассказа об элементе №52 мы уже упоминали о токсичности теллура и его соединений.

Расскажем об этом подробней – именно потому, что с теллуром приходится работать все большему числу людей.

Вот цитата из диссертации, посвященной теллуру как промышленному яду: белые крысы, которым ввели аэрозоль теллура, «проявляли беспокойство, чихали, терли мордочки, делались вялыми и сонливыми». Подобным образом действует теллур и на людей.

И сам теллур и его соединения могут приносить беды разных «калибров». Они, например, вызывают облысение, влияют на состав крови, могут блокировать различные ферментные системы. Симптомы хронического отравления элементарным теллуром – тошнота, сонливость, исхудание; выдыхаемый воздух приобретает скверный чесночный запах алкилтеллуридов.

При острых отравлениях теллуром вводят внутривенно сыворотку с глюкозой, а иногда даже морфий. Как профилактическое средство употребляют аскорбиновую кислоту. Но главная профилактика – это падежная герметизация аппаратов, автоматизация процессов, в которых участвуют теллур и его соединения.

Элемент №52 приносит много пользы и уже потому заслуживает внимания. Но работа с ним требует осторожности, четкости и опять-таки – сосредоточенного внимания.

Внешний вид теллура

Кристаллический теллур больше всего похож на сурьму. Цвет его – серебристо-белый. Кристаллы – гексагональные, атомы в них образуют спиральные цепи и связаны ковалентными связями с ближайшими соседями. Поэтому элементарный теллур можно считать неорганическим полимером.

Кристаллическому теллуру свойствен металлический блеск, хотя по комплексу химических свойств его скорее можно отнести к неметаллам. Теллур хрупок, его довольно просто превратить в порошок. Вопрос о существовании аморфной модификации теллура однозначно не решен.

При восстановлении теллура из теллуристой или теллуровой кислот выпадает осадок, однако до сих пор не ясно, являются ли эти частички истинно аморфными или это просто очень мелкие кристаллы.

Двухцветный ангидрид

Как и положено аналогу серы, теллур проявляет валентности 2–, 4+ и 6+ и значительно реже 2+. Моноокись теллура TeO может существовать лишь в газообразном виде и легко окисляется до TeO2. Это белое негигроскопичное, вполне устойчивое кристаллическое вещество, плавящееся без разложения при 733°C; оно имеет полимерное строение, молекулы которого построены так:

Теллур и его характеристики

В воде двуокись теллура почти не растворяется – в раствор переходит лишь одна часть TeO2 на 1,5 млн частей воды и образуется раствор слабой теллуристой кислоты H2TeO3 ничтожной концентрации. Так же слабо выражены кислотные свойства и у теллуровой кислоты H6TeO6.

Эту формулу (а не H2TeO4) ей присвоили после того, как были получены соли состава Ag6TeO6 и Hg3TeO6, хорошо растворяющиеся в воде. Образующий теллуровую кислоту ангидрид TeO3 в воде практически не растворяется. Это вещество существует в двух модификациях – желтого и серого цвета: α-TeO3 и β-TeO3.

Серый теллуровый ангидрид очень устойчив: даже при нагревании на него не действуют кислоты и концентрированные щелочи. От желтой разновидности его очищают, кипятя смесь в концентрированном едком кали.

Второе исключение

При создании периодической таблицы Менделеев поставил теллур и соседний с ним иод (так же, как аргон и калий) в VI и VII группы не в соответствии, а вопреки их атомным весам. Действительно, атомная масса теллура – 127,61, а иода – 126,91.

Значит, иод должен был бы стоять не за теллуром, а впереди него. Менделеев, однако, не сомневался в правильности своих рассуждений, так как считал, что атомные веса этих элементов определены недостаточно точно.

Близкий друг Менделеева чешский химик Богуслав Браунер тщательно проверил атомные веса теллура и иода, но его данные совпали с прежними.

Правомерность исключений, подтверждающих правило, была установлена лишь тогда, когда в основу периодической системы легли не атомные веса, а заряды ядер, когда стал известен изотопный состав обоих элементов. У теллура, в отличие от иода, преобладают тяжелые изотопы.

Кстати, об изотопах. Сейчас известно 22 изотопа элемента №52. Восемь из них – с массовыми числами 120, 122, 123, 124, 125, 126, 128 и 130 – стабильны. Последние два изотопа – самые распространенные: 31,79 и 34,48% соответственно.

Минералы теллура

Хотя теллура на Земле значительно меньше, чем селена, известно больше минералов элемента №52, чем минералов его аналога. По своему составу минералы теллура двояки: или теллуриды, или продукты окисления теллуридов в земной коре. В числе первых калаверит AuTe2 и креннерит (Au, Ag) Te2, входящие в число немногих природных соединений золота.

Известны также природные теллуриды висмута, свинца, ртути. Очень редко в природе встречается самородный теллур. Еще до открытия этого элемента его иногда находили в сульфидных рудах, но не могли правильно идентифицировать.

Практического значения минералы теллура не имеют – весь промышленный теллур является попутным продуктом переработки руд других металлов.

Читайте также:  Цели и задачи курсовой работы

• Иод

• Оглавление

Источник: http://n-t.ru/ri/ps/pb052.htm

Теллур

Теллур и его характеристики Химический элемент 16-й группы, 5-го периода в периодической системе, имеет атомный номер 52; обозначается символом Te, относится к семейству металлоидов.

Металл теллур известен человечеству с 1798 года, его открывателем стал Мартин Генрих Клапрот. Название материал получил, благодаря латинскому слову, перевод которого означает «земля». Сравнительно высокая цена теллура обуславливается редкостью, а также сложностью выделения металла из теллуридов. В природе встречается более 100 различных минералов, в которых присутствует Tellurium, однако его содержание ничтожно мало. Основным способом получения Te в современных условиях является переработка шламов свинца и меди.

Химические и физические свойства теллура

С точки зрения химических соединений, вещество имеет схожие характеристики с селеном.

Он может полностью растворяться в щелочной и кислотной средах, вступать в реакцию с водой при температуре выше 100°C.

Теллур, свойства которого во многом зависят от окружающей среды, легко окисляется (выделяется оксид). Процесс протекает особенно быстро в порошковом состоянии при условии дополнительного нагрева.

Физические свойства теллура основываются на особенностях присутствующих 18 ядерных изомерах и нуклидов (38 штук). Главная отличительная черта – альфа распад изотопов.

При этом теллур является самым лёгким материалом среди своих конкурентов с аналогичными свойствами. В природе добывают не более 33% теллура в виде стабильных изотопов.

Как это возможно в условиях присутствия нестабильных изотопов? Период распада радиоактивных компонентов очень большой – самый большой среди радионуклидов.  

Применение металла теллур

Чаще всего материал используется для создания сплавов со свинцом, медью, железом и другими металлами.

Его особые свойства позволяют улучшить физические характеристики деталей, повысить их обрабатываемость (в частности нержавейку и медь), уменьшить восприимчивость к коррозии под воздействием серной кислоты.

Теллур, цена которого никогда не была низкой, с каждым годом становится всё востребованнее и популярнее. Сегодня он используется для изготовления:

  • термоэлектрических материалов (детали термоэлектрогенераторов, полупроводниковых холодильных установок и другого оборудования в энергетической промышленности);
  • узкозонных полупроводников, нашедших свое применение в военно-космической промышленности;
  • каучуковой продукции, играя важнейшую роль в процессе вулканизации;
  • в виде диоксида теллур используется для изготовления активных тел и других деталей квантовых генераторов;
  • химической аппаратуры различного назначения;
  • источников освещения;
  • перезаписываемого слоя на компакт дисках (технология CD-RW).     

Теллур, цена которого растет со спросом и повышением общего мирового товарооборота, можно встретить в составе солнечных батарей, капсюлях-детонаторах, стекловолоконных кабелей, медицинских аппаратов, наблюдательных устройств за космическими объектами.         

Группа компаний «Вольфрамофф» предлагает купить теллур в виде слитков, порошка, прутков и других полуфабрикатов. По предварительному заказу возможно изготовление сплавов, а также конкретных деталей по вашим чертежам.

Работа с данным видом материалов требует организации специальных условий, что связано с его токсичностью.

Летучие соединения могут вызвать в организме человека ряд серьезных заболеваний, а потому производственные задачи стоит решать в условиях строгого контроля техники безопасности.   

Источник: http://wolframoff.com/product/metally/tellur

Теллур

Общие сведения и методы получения

Теллур (Те) — химический элемент серебристо-белого цвета с металли­ческим блеском.

Открыт в 1782 г. Рейхеиштейиом.

 теллур по­стоянно сопутствует сере и селену.

Теллур имеет много собственных минералов, но технический теллур получают из отходов цветной металлургии н сернокислотного производ­ства.

Основной источник промышленного получения теллура — анодный шлам, выделяемый при электролитическом рафинировании меди и со­держащий наряду с золотом, серебром и металлами платиновой группы также селен, теллур, мышьяк, сурьму, висмут и другие элементы.

Кроме того, для получения теллура используется пыль каналов и пылевых ка­мер, а также ил промывных башен сернокислого производства. Полу­ченный из промышленных источников технический теллур содержит 95— 99 % основного вещества.

Для глубокой очистки теллура используют химические и физические методы. На стадиях химической очистки в основном осуществляют раз­деление селена и теллура. К физическим методам очистки относятся: дистилляция в токе инертного газа или в вакууме, дистилляция соеди­нений теллура, зонная плавка и направленная кристаллизация.

Основной примесью теллура является селен; кроме того, в нем могут содержаться серебро, сера, углерод и другие примеси.

Физические свойства

Атомные характеристики. Атомный номер 52, атомная масса — 127,61 а. е. м., атомный объем 20,02- 10~в м3/моль, атомный радиус 0,17 нм, ионные радиусы: Те6+ 0,056 нм, Те4+ 0,089 нм, Те2- 0,211 нм.

Электронная конфигурация изолированного атома 5s2 р4. Значения потенциалов ионизации J (эВ): 9,01; 18,8; 31. Электроотрицатель­ность 2,1.

Теллур может находиться в аморфном и кристаллическом состоя­нии. Кристаллический теллур имеет две модификации: а и В; темпера­тура полиморфного перехода а->В, установленная по изменению элек­тропроводности, 354 «С.

Теллур кристаллизуется в гексагональной модификации с периода­ми а=0,4457 нм, с=0,5929 нм. Координационное число 2; 4. Энергия кристаллической решетки 199,5 мкДж/кмоль.

После плавления теллур в некотором температурном интервале со­храняет полупроводниковый ход проводимости (примерно до 973 К), а затем меняет его на металлический.

Электрофизические свойства теллура подтверждают его полупровод­никовую природу. Ширина запрещенной зоны при 0 К Д£=0,32; 0,33 эВ.

Вследствие малой ширины запрещенной зоны чистый теллур уже при комнатной температуре обладает собственной проводимостью.

Собственная проводимость теллура при 293 К в направлении оси с в два раза больше, чем в перпендикулярном направлении. Ширина за­прещенной зоны увеличивается с ростом температуры.

Температурная зависимость ширииы запрещенной зоны (dE/dT) = = 1,9 10-» эВ/К.

В области примесной проводимости теллур — полупроводник р-типа. Легирование его не приводит к проводимости я-типа.

Давление уменьшает ширину запрещенной зоны теллура и увели­чивает электрическую проводимость. Зависимость ширины запрещен­ной зоны от давления (dE/dP) = — (Юн-13) • 10-» эВ/Па. При давле­нии 3 ГПа теллур приобретает металлическое состояние.

Химические свойства

В соединениях проявляет степень окисления +4, 1-6, —2 (реже).

При температурах, близких к комнатной, теллур устойчив против окисления в атмосферном воздухе и кислороде, однако при нагревании сгорает, образуя Те02 — белое негигроскопичное твердое вещество плот­ностью 5,75 Мг/м3. При нагревании Те02 становится желтым и пла­вится около 733 «С.

Оксид (IV) теллура малорастворим в воде и раст­ворим в концентрированных кислотах и щелочах. При растворении в щелочах образуются теллуриды — соли теллуристой кислоты Н2Те03. С галогенами теллур реагирует непосредственно при обычной темпера­туре или при нагревании. При действии воды или кислоты на халько-генид образуется халькогеноводород.

Его можно получить и при не­посредственном взаимодействии элементов.

Азотная кислота окисляет теллур до теллуристых кислот. Смесь азотной и хромовой кислот переводит теллур в теллуровую кислоту Н2Те04; эта кислота получается также при растворении теллура в пе­рекиси водорода.

С металлами II группы теллур образует соединения A»BVI (ZnTe, CdTe, HgTe). Для этих систем характерно наличие одного эквиатомио-го соединения и вырожденной эвтектики. При переходе от сульфидов к селенидам и теллуридам увеличивается доля ковалентио-металлической связи за счет уменьшения ионной составляющей и уменьшается ширина запрещенной зоны. HgTe — уже полуметалл, а не полупроводник.

С германием, оловом и свинцом теллур образует соединения типа ^ivgvi с важными для техники выпрямительными и фотоэлектриче­скими свойствами. В соответствующих системах образуются экви-атомиые соединения AIVТе — моиотеллуриды.

С металлами V группы —мышьяком, сурьмой и висмутим — теллур образует соединения A^J1 . As2Te3 — полупроводник к-типа с ши­риной запрещенной зоны 1 эВ. SbjTe3 — полупроводник р-типа с вы-

сокой концентрацией носителей (1019—2020 см-3), шириной запрещен­ной зоны Д£=0,19 эВ, с абсолютным коэффициентом т.э.д.с, +100 мкВ/К и максимальной подвижностью дырок —0,0360 м2/(В-с). В12Тез — полуметалл, обладающий в примесной области металлическим характером проводимости, а в собственной (выше 400 °С) — полупро­водниковой.

В системах теллура с алюминием, галлием и индием наблюдается образование соединений типа А^В^1 с кристаллическими решетками цинковой обманки или вюрцита, в которых 1/3 позиций для атомов Аш вакантна.

Образующиеся стехиометрические вакансии рассматриваются как структурный компонент кристалла. Электрофизические характери­стики соединений типа А^'В^1 устойчивы к воздействию ионизирую­щего излучения.

Наряду с соединениями А2В3 теллур образует с ме­таллами III группы полупроводниковые соединения эквиатомного со­става AT»BVI .

  • Теллуриды редкоземельных металлов характеризуются высокими температурами плавления и низкой теплопроводностью.
  • Теллур взаимодействует с переходными металлами, образуя соеди­нения с полупроводниковыми свойствами, например FeTe2, МпТе2, СгТе2.
  • Технологические свойства

Теллур характеризуется высокой хрупкостью при комнатной темпера­туре. При температурах, близких к плавлению, поддается прессованию.

Области применения

Теллур применяется в качестве присадки к чугуну, стали, в том числе нержавеющей, цветным металлам и сплавам (олово, свинец, медь). Микродобавки теллура значительно улучшают структуру, механичес­кие свойства и обрабатываемость чугуна и стали. Микродобавки тел­лура (0,05—0,1%) повышают механические и антикоррозионные свой­ства свинца.

Сплав свинца с теллуром применяют для изготовления хи­мической аппаратуры, используемой в производстве серной кислоты. Оловянистые сплавы (баббиты), содержащие теллур (0,1—1,0%), ха­рактеризуются повышенной твердостью, прочностью и износостойкостью.

Теллур улучшает технологические свойства меди и медных сплавов, а также повышает их теплостойкость.

Известно применение теллура в технике измерения температур. Тер­мопары теллур — медь и теллур — платина служат для измерения низ­ких температур (от —75 до 90 °С).

Теллур применяется в стекольной промышленности при производст­ве коричневого стекла и глазури.

Как полупроводник теллур самостоятельного значения не имеет, но его многочисленные соединения (теллуриды) широко используются в качестве полупроводниковых материалов.

Благодаря высокой чувствительности к различного рода излучениям соединения теллура с металлами применяются в счетчиках излучения, в дозиметрических приборах, телевизионных трубках н т. д.

Тугоплавкость и сравнительно низкая теплопроводность позволяют использовать теллуриды редкоземельных металлов как материалы тер­моэлектрических генераторов.

Теллуриды применяются в качестве фотоэлементов.

Источник: https://ibrain.kz/himiya-svoystva-elementov/tellur

«Теллур» Теллур Теллур (лат. Tellurium) это химический элемент с атомным номером 52 в периодической системе и атомным весом 127,60; обозначается символом. — презентация

1 «Теллур»

2 Теллур Теллур (лат. Tellurium) это химический элемент с атомным номером 52 в периодической системе и атомным весом 127,60; обозначается символом Te, относится к семейству металлоидов.

В природе встречается в виде восьми стабильных изотопов с массовыми числами 120, , 128, 130, из которых наиболее распространены 128Тe и 130Тe.

Из искусственно полученных радиоактивных изотопов широкое применение в качестве меченых атомов имеют 127Тe и 129Te.

3 Из истории 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. Первые систематические исследования химии теллура выполнены в 30-х гг. 19 в. И. Я. Берцелиусом.

4 «Аурум парадоксум» — парадоксальное золото, так называли теллур, после того как в конце XVIII столетия он был открыт Рейхенштейном в соединении с серебром и желтым металлом в минерале сильваните.

Неожиданным явлением казался факт, когда золото, обычно всегда встречающееся в самородном состоянии, было обнаружено в соединении с теллуром.

Вот почему, приписав свойства, подобные желтому металлу, его назвали желтым металлом парадоксальным.

5 Происхождение названия Позднее (1798 г.), когда М. Клапрот детальнее исследовал новое вещество, он в честь Земли, носительницы химических «чудес», назвал его теллурием (от латинского слова «теллус» — земля). Это название и вошло в обиход химиков всех стран.

6 Нахождение в природе Содержание в земной коре 1·10-6 % по массе. Металлический теллур можно встретить разве что в лаборатории, но его соединения можно найти вокруг нас гораздо чаще, чем может показаться. Известно около 100 минералов теллура.

Важнейшие из них: алтаит PbTe, сильванит AgAuTe 4, калаверит AuTe 2, тетрадимит Bi 2 Te 2 S, креннсрит AuTe 2, петцит AgAuТе 2. 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).

7 Модуль Пельтье Многие знакомы с термоэлектрическими модулями Пельтье, которые используют в портативных холодильниках, термоэлектрических генераторах и иногда для экстремального охлаждения компьютеров.

Основной материал полупроводников в таких модулях это теллурид висмута. В настоящее время это самый ходовой полупроводниковый материал.

Если посмотреть сбоку на термоэлектрический модуль, можно заметить ряды маленьких «кубиков».

8 Физические свойства Теллур серебристо-белого цвета с металлическим блеском, хрупок, при нагреве становится пластичным. Кристаллизуется в гексагональной системе. Теллур — полупроводник. При обычных условиях и вплоть до температуры плавления чистый Теллур имеет проводимость p-типа.

С понижением температуры в интервале (100 °С) — (-80 °С) происходит переход: проводимость Теллура становится n-типа. Температура этого перехода зависит от чистоты образца, и она тем ниже, чем чище образец.

Плотность = 6,24 г / см ³ Температура плавления = 450°C Температура кипения = 990°C Теплота плавления = 17,91 кДж/моль Теплота испарения = 49,8 кДж/моль Молярная теплоемкость = 25,8 Дж/(K·моль) Молярный объем = 20,5 см³/моль

9 Теллур – неметалл. В соединениях теллур проявляет степени окисления: -2, +4, +6 (валентность II, IV, VI). Химически теллур менее активен, чем сера и кислород. Теллур устойчив на воздухе, но при высокой температуре горит с образованием двуокиси TeO 2. С галогенами Те взаимодействует на холоде.

При нагревании реагирует со многими металлами, давая теллуриды. Растворим в щелочах. При действии азотной кислоты Те превращается в теллуристую, а при действии царской водки или 30%-ной перекиси водорода – в теллуровую кислоту.

Химические свойства 128 Те ) ) ) ) ) е = 52, р = 52, n = е 8е 8е 8е 6е

10 Физиологическое действие При нагревании Теллур взаимодействует с водородом с образованием теллуроводорода — H 2 Te бесцветного ядовитого газа с резким, неприятным запахом.

Теллур и его летучие соединения токсичны. Попадание в организм вызывает тошноту, бронхиты, пневмонию.

Предельно допустимая концентрация в воздухе колеблется для различных соединений 0,0070,01 мг/м³, в воде 0,0010,01 мг/л.

11 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 SO 2. Для разделения селена и теллура добавляют серную кислоту.

При этом выпадает диоксид теллура ТеО 2, а H 2 SeO 3 остается в растворе. Из оксида ТеО 2 теллур восстанавливают углем. Для очистки теллура от серы и селена используют его способность под действием восстановителя (Al) в щелочной среде переходить в растворимый дителлурид динатрия Na 2 Te 2 : 6Te + 2Al + 8NaOH = 3Na 2 Te 2 + 2Na[Al(OH) 4 ].

Для осаждения теллура через раствор пропускают воздух или кислород: 2Na 2 Te 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Te + 4NaOH. Для получения теллура особой чистоты его хлорируют Te + 2Cl 2 = TeCl 4. Образующийся тетрахлорид очищают дистилляцией или ректификацией.

Затем тетрахлорид гидролизуют водой: TeCl 4 + 2H 2 O = TeO 2 + 4HCl, а образовавшийся ТеО 2 восстанавливают водородом: TeO 2 + 4H 2 = Te + 2H 2 O.

12 Применение Сплавы с повышенной прочностью Термоэлектрические материалы Узкозонные проводники Производство резины Источник света СD-RW В керамике

Источник: http://www.myshared.ru/slide/814288

Ссылка на основную публикацию