Tellur

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 16. července 2022; kontroly vyžadují 4 úpravy .

Tellur

← Antimon | Jód →

Se
↑
Te
↓
Po

52 Te

Vzhled jednoduché látky

Vzorek teluru

Vlastnosti atomu

Jméno, symbol, číslo

Tellur / Tellur (Te), 52

Skupina , období , blok

16 (zastaralé 6), 5,
p-prvek

atomová hmotnost
( molární hmotnost )

127,60(3) [1] a. e. m. ( g / mol )

Elektronická konfigurace

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

Poloměr atomu

160 hodin

Chemické vlastnosti

kovalentní poloměr

136 hodin

Poloměr iontů

(+6e) 56 211 (-2e) odpoledne

Elektronegativita

2,1 [2] (Paulingova stupnice)

Elektrodový potenciál

Oxidační stavy

−2 [3] , +2, +4, +6

Ionizační energie
(první elektron)

869,0 (9,01) kJ / mol ( eV )

Termodynamické vlastnosti jednoduché látky

Hustota (v n.a. )

6,24 g/cm³

722,7 tis. _

1263 tis .

17,91 kJ/mol

49,8 kJ/mol

Molární tepelná kapacita

25,8 [4] J/(K mol)

Molární objem

20,5 cm³ / mol

Krystalová mřížka jednoduché látky

Příhradová konstrukce

Šestihranný

Parametry mřížky

a = 4,457 c = 5,929 [5]

poměr c / a

1,330

Další vlastnosti

Tepelná vodivost

(300 K) 14,3 W/(m K)

Číslo CAS

13494-80-9

52	Tellur
Te127,60
4d 10 5s 2 5p 4

Tellur ( chemická značka - Te , z lat. Tellurium ) je chemický prvek 16. skupiny (podle zastaralé klasifikace - hlavní podskupina šesté skupiny, VIA), páté období periodického systému chemických prvků D. I. Mendělejev s atomovým číslem 52.

Jednoduchá látka telur je křehký , mírně toxický , vzácný polokov (někdy též označovaný jako nekovy ) stříbřitě bílé barvy. Tellur je elektronický analog kyslíku , selenu a síry a také polonia . Vztahuje se na chalkogeny . Pokud jde o chemické vlastnosti, má podobnost se selenem.

Historie

Poprvé byl nalezen v roce 1782 ve zlatonosných rudách Sedmihradska báňským inspektorem Franzem Josefem Müllerem (později baronem von Reichenstein) na území Rakouska-Uherska . V roce 1798 Martin Heinrich Klaproth izoloval telur a určil jeho nejdůležitější vlastnosti.

Původ jména

Z latinského „ tellus “, rod. případ " telluris " - " Země " (název navrhl Martin Klaproth ) [6] [7] .

Být v přírodě

Obsah v zemské kůře je 1⋅10 −6 % hmotnosti [8] . Ze všech nekovů , které mají stabilní izotopy, je nejvzácnější v zemské kůře (vzácnější nekov, kromě toho, že je nejvzácnějším prvkem v zemské kůře – astatin , kvůli extrémně krátkému poločasu rozpadu přirozeně se vyskytujících izotopů, které zahrnují v řadě uran-238 a uran-235 ). Je známo asi 100 telurových minerálů. Nejčastějšími teluridy jsou měď , olovo , zinek , stříbro a zlato . V mnoha sulfidech je pozorována izomorfní příměs telluru , ale izomorfismus Te-S je méně výrazný než u řady Se-S a omezená příměs telluru vstupuje do sulfidů. Z telurových minerálů altaiit (PbTe), sylvanit (AgAuTe 4 ), calaverit (AuTe 2 ), heszit (Ag 2 Te), krennerit [(Au, Ag)Te], petzit (Ag 3 AuTe 2 ), mutmannit [ (Ag , Au)Te], monbreuit (Au 2 Te 3 ), nagiagit ([Pb 5 Au(Te, Sb)] 4 S 5 ), tetradymit (Bi 2 Te 2 S). Existují kyslíkaté sloučeniny teluru, například TeO 2 - telur okr .

Nativní telur se také nachází spolu se selenem a sírou (japonská telurická síra obsahuje 0,17 % Te a 0,06 % Se).

Typy vkladů

Většina zmíněných minerálů je vyvinuta v nízkoteplotních zlatostříbrných ložiskách, kde jsou obvykle izolovány po hlavní hmotě sulfidů spolu s nativním zlatem, sulfosali stříbra, olovem a také s minerály vizmutu . Navzdory vývoji velkého počtu telurových minerálů je většina teluru extrahovaného průmyslem zahrnuta do složení sulfidů jiných kovů. Zejména telur, v poněkud menší míře než selen , je součástí chalkopyritu ložisek mědi a niklu magmatického původu, stejně jako chalkopyrit vyvinutý v hydrotermálních ložiskách pyritu mědi. Telur se také nachází v pyritových , chalkopyritových, molybdenitových a galenitových ložiskách porfyrových měděných rud, polymetalických ložiskách altajského typu, galenitu olověných zinků spojených se skarny, sulfidkobaltu, antimonu a rtuti a některých dalších. Obsah teluru v molybdenitu se pohybuje v rozmezí 8–53 g/t, v chalkopyritu 9–31 g/t a v pyritu do 70 g/t.

Fyzikální vlastnosti

Tellur je křehká, stříbřitě bílá látka s kovovým leskem. Červenohnědé v tenkých vrstvách, zlatožluté v párech. Při zahřátí se stává plastickou. Krystalová mřížka je šestiúhelníková . Koeficient tepelné roztažnosti - 1,68 10 -5 K -1 . Diamagnetické . Polovodič s zakázaným pásmem 0,34 eV , typ vodivosti je p za normálních podmínek a při zvýšené teplotě, n při nízké teplotě (hranice přechodu je od −80 °C do −100 °C v závislosti na čistotě) [9] .

Izotopy

Existuje 38 známých nuklidů a 18 jaderných izomerů teluru s atomovými čísly od 105 do 142 [10] . Tellur je nejlehčí prvek, jehož známé izotopy podléhají rozpadu alfa (izotopy od 106 Te do 110 Te). Atomová hmotnost teluru (127,60 g/mol) převyšuje atomovou hmotnost dalšího prvku, jódu (126,90 g/mol).

V přírodě se nachází osm izotopů teluru. Šest z nich, 120 Te, 122 Te, 123 Te, 124 Te, 125 Te a 126 Te, je stabilních [10] [11] . Zbývající dva, 128 Te a 130 Te, jsou radioaktivní, oba podléhají dvojitému beta rozpadu a mění se na izotopy xenonu 128 Xe a 130 Xe, v tomto pořadí. Stabilní izotopy tvoří pouze 33,3 % z celkového množství teluru nalezeného v přírodě, což je možné díky extrémně dlouhým poločasům rozpadu přírodních radioaktivních izotopů. Pohybují se od 7,9⋅10 20 do 2,2⋅10 24 let. Izotop 128 Te má nejdelší potvrzený poločas rozpadu ze všech radionuklidů – 2,2⋅10 24 let nebo 2,2 septilionu [12] let, což je asi 160 bilionkrát větší než odhadované stáří vesmíru .

Chemické vlastnosti

V chemických sloučeninách vykazuje tellur oxidační stavy -2; +2; +4; +6. Je to analog síry a selenu , ale chemicky méně aktivní než síra. Je rozpustný v alkáliích, přístupný působení kyseliny dusičné a sírové, ale málo rozpustný ve zředěné kyselině chlorovodíkové. Kovový telur začíná reagovat s vodou při 100 °C [9] .

S kyslíkem tvoří sloučeniny TeO, TeO 2 , TeO 3 . Ve formě prášku oxiduje na vzduchu i při pokojové teplotě za vzniku oxidu TeO 2 . Při zahřátí na vzduchu vyhoří a vytvoří TeO 2 - silnou sloučeninu s menší těkavostí než samotný telur. Tato vlastnost se využívá k čištění teluru od oxidů, které se redukují působením vodíku při teplotě 500-600 °C . Oxid teluritý je špatně rozpustný ve vodě, dobře v kyselých i zásaditých roztocích [9] .

Telur je v roztaveném stavu spíše inertní, proto se jako obalové materiály pro jeho tavení používá grafit a křemen.

Tellur tvoří sloučeninu s vodíkem při zahřívání, snadno reaguje s halogeny , interaguje se sírou , fosforem a kovy . Když reaguje se zředěnou kyselinou sírovou, tvoří siřičitan . Tvoří slabé kyseliny: telurovou (H 2 Te), telurovou (H 2 TeO 3 ) a telurovou (H 6 TeO 6 ), z nichž většina solí je špatně rozpustná ve vodě [9] .

Rozpouští se v koncentrované kyselině sírové za vzniku tetratelluriumdekaoxotrisulfátu (VI) , oxidu síry (IV) a vody :

{\mathsf {4Te+4H_{2}SO_{4}(konc.)\longrightarrow \ Te_{4}S_{3}O_{10}+SO_{2}\uparrow \ +4H_{2}O }}

Získání

Hlavním zdrojem jsou kaly z elektrolytické rafinace mědi a olova. Kal se praží, telur zůstává ve škvárách, které se promývají kyselinou chlorovodíkovou. Z výsledného roztoku kyseliny chlorovodíkové se telur izoluje průchodem plynného oxidu siřičitého SO 2 .

K oddělení selenu a teluru se přidává kyselina sírová. V tomto případě se vysráží oxid teluritý TeO 2 a H 2 SeO 3 zůstává v roztoku.

Telur se redukuje z oxidu TeO 2 uhlím.

K čištění teluru od síry a selenu se využívá jeho schopnosti působením redukčního činidla (Al, Zn) v alkalickém prostředí přecházet na rozpustný ditellurid disodný Na 2 Te 2 :

{\mathsf {6Te+2Al+8NaOH\rightarrow 3Na_{2}Te_{2}+2Na[Al(OH)_{4}]}}

K vysrážení teluru prochází roztokem vzduch nebo kyslík:

{\mathsf {2Na_{2}Te_{2}+2H_{2}O+O_{2}\rightarrow 4Te+4NaOH))

Pro získání teluru vysoké čistoty se chloruje.

{\mathsf {Te+2Cl_{2}\rightarrow TeCl_{4))}

Výsledný tetrachlorid se čistí destilací nebo rektifikací. Tetrachlorid se poté hydrolyzuje vodou:

{\mathsf {TeCl_{4}+2H_{2}O\rightarrow TeO_{2}+4HCl))

a výsledný Te02 se redukuje vodíkem :

{\mathsf {TeO_{2}+2H_{2}\rightarrow Te+2H_{2}O))

Ceny

Tellur je vzácný prvek a značná poptávka při malé produkci určuje jeho vysokou cenu (asi 200–300 USD za kg, v závislosti na čistotě), ale i přes to se rozsah jeho aplikací neustále rozšiřuje.

Aplikace

Telur se používá ke studiu dvojitého β-rozpadu při určování hmotnosti neutrin

Slitiny

Tellur se používá při výrobě slitin olova se zvýšenou tažností a pevností (využívá se např. při výrobě kabelů). Zavedením 0,05% teluru se ztráta olova pro rozpouštění vlivem kyseliny sírové snižuje 10x a toho se využívá při výrobě olověných akumulátorů . Důležitá je také skutečnost, že olovo dopované telurem při plastické deformaci nezeslábne, což umožňuje realizovat technologii výroby proudových sběračů desek baterie vysekáváním za studena a výrazně zvýšit životnost a specifické vlastnosti baterie. .

Jako součást slitiny CZT (kadmium-zinkový telurid, CdZnTe) se používá při výrobě detektorů rentgenového a gama záření, které pracují při pokojové teplotě.

Termoelektrické materiály

Tellur se používá při výrobě polovodičových materiálů a zejména teluridů olova , vizmutu , antimonu , cesia . Uvažuje se o výrobě teluridů lanthanoidů , jejich slitin a slitin se selenidy kovů pro výrobu termoelektrických generátorů s velmi vysokou (až 72-78 %) účinností , která umožní jejich využití v energetice a v automobilovém průmyslu. průmysl. .

Tak třeba nedávno[ kdy? ] v teluridu manganu (500 μV/K) a v jeho kombinaci se selenidy bismutu, antimonu a lanthanoidů bylo zjištěno velmi vysoké termo-EMF , což umožňuje nejen dosáhnout velmi vysoké účinnosti v termogenerátorech, ale také provádět chlazení v jeden stupeň polovodičové chladničky až do oblasti kryogenních (teplotní hladina varu kapalného dusíku) teplot a ještě nižších. Nejlepším materiálem na bázi teluru pro výrobu polovodičových ledniček se v posledních letech stala slitina teluru, vizmutu a cesia , která umožnila rekordní ochlazení na -237 °C. Zároveň je jako termoelektrický materiál perspektivní slitina telur- selen (70% selen), která má termo-EMF koeficient asi 1200 μV/K. .

Polovodiče s úzkou mezerou

Slitiny KRT ( kadmium - rtuť - telur) se používají k detekci záření ze startů raket a k pozorování nepřítele z vesmíru přes atmosférická okna (zataženo nezáleží) . MCT je jedním z nejdražších materiálů v dnešním elektronickém průmyslu. .

Vysokoteplotní supravodivost

V řadě systémů obsahujících telur byla objevena existence fází, ve kterých supravodivost nemizí při teplotě mírně nad bodem varu kapalného dusíku . .

Výroba pryže

Samostatnou oblastí použití teluru je jeho použití v procesu vulkanizace kaučuku .

Výroba chalkogenidových skel

Tellur se používá při tavení speciálních druhů skla (kde se používá ve formě oxidu ), speciální skla dopovaná kovy vzácných zemin se používají jako aktivní tělesa optických kvantových generátorů .

Některá skla na bázi teluru jsou navíc polovodiče, což je vlastnost, která nachází uplatnění v elektronice.

Při konstrukci speciálních chemických zařízení ( reaktorů ) se používají speciální druhy telurového skla (výhodou těchto skel je průhlednost, tavitelnost a elektrická vodivost ).

Světelné zdroje

Tellur se svými dvojicemi nachází omezené využití pro výrobu lamp - mají spektrum velmi blízké slunci.

CD-RW

Slitina teluru se používá u přepisovatelných kompaktních disků (zejména značky Mitsubishi Chemical Corporation "Verbatim") k vytvoření deformovatelné reflexní vrstvy.

Biologická role

Tellur je v živých organismech vždy obsažen ve stopovém množství, jeho biologická úloha není jasná. .

Fyziologické působení

Tellur a jeho těkavé sloučeniny jsou toxické. Požití způsobuje nevolnost , bronchitidu , zápal plic . MPC ve vzduchu kolísá pro různé sloučeniny 0,007-0,01 mg/m³, ve vodě 0,001-0,01 mg/l. Karcinogenita teluru nebyla potvrzena [13] .

Obecně jsou sloučeniny teluru méně toxické než sloučeniny selenu . .

Při otravě je telur z těla vylučován ve formě nechutně páchnoucích těkavých organotelurových sloučenin - alkylteluridů , především dimethylteluridu (CH 3 ) 2 Te. Jejich vůně připomíná vůni česneku , takže když se do těla dostane i malé množství telluru, vzduch vydechovaný člověkem získá tento zápach, což je důležitý příznak otravy tellurem [14] [15] [16] .

Poznámky

↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg , Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Atomové hmotnosti prvků 2011 (IUPAC Technical Report ) // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Sv. 85 , č. 5 . - S. 1047-1078 . - doi : 10.1351/PAC-REP-13-03-02 . Archivováno z originálu 5. února 2014.
↑ Tellur : elektronegativity . WebElements. Získáno 5. srpna 2010. Archivováno z originálu 30. července 2010.
↑ Leddicotte, GW (1961), The radiochemistry of tellurium , Nuclear science series, Subcommittee on Radiochemistry, National Academy of Sciences-National Research Council, p. 5 , < http://library.lanl.gov/cgi-bin/getfile?rc000049.pdf > Archivováno 6. listopadu 2021 na Wayback Machine
↑ Redakce: Zefirov N. S. (šéfredaktor). Chemická encyklopedie: v 5 svazcích - Moskva: Sovětská encyklopedie, 1995. - T. 4. - S. 514. - 639 s. — 20 000 výtisků. - ISBN 5-85270-039-8.
↑ WebElements Periodická tabulka prvků | telur | krystalové struktury . Získáno 10. srpna 2010. Archivováno z originálu dne 27. července 2010. (neurčitý)
↑ Ilya Leenson. Jazyk chemie. Etymologie chemických názvů . — Litry, 2017-09-05. — 433 s. — ISBN 9785040301225 . Archivováno 22. prosince 2017 na Wayback Machine
↑ Nikolaj Alexandrovič Figurovskij. Objev chemických prvků a původ jejich názvů . - Nauka, 1970. - 218 s. Archivováno 22. prosince 2017 na Wayback Machine
↑ Glinka N. L. Obecná chemie. - M .: "Chemie", 1977, revidováno. - S. 395. - 720 s.
↑ 1 2 3 4 Tellur - článek z Velké sovětské encyklopedie .
↑ 1 2 Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH Hodnocení jaderných a rozpadových vlastností NUBASE // Nukleární fyzika A. - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .
↑ Izotop teluru-123 byl považován za radioaktivní (β − -aktivní s poločasem rozpadu 6⋅10 14 let), ale po dalších měřeních byl shledán stabilní v rámci citlivosti experimentu.
↑ 2,2 kvadrilion let dlouhé měřítko .
↑ Harrison, W.; Bradberry, S.; Vale, J. Tellurium . Mezinárodní program chemické bezpečnosti (28. ledna 1998). Získáno 12. ledna 2007. Archivováno z originálu 4. srpna 2012. (neurčitý)
↑ Wright, P.L.; B. Srovnávací metabolismus selenu a teluru u ovcí a prasat (anglicky) // AJP - Legacy : journal. - 1966. - Sv. 211 , č.p. 1 . - str. 6-10 . — PMID 5911055 .
↑ Müller, R.; Zschiesche, W.; Steffen, HM; Schaller, KH Tellurium-intoxication (anglicky) // Klinische Wochenschrift : deník. - 1989. - Sv. 67 , č. 22 . - S. 1152-1155 . - doi : 10.1007/BF01726117 . — PMID 2586020 .
↑ Taylor, Andrew. Biochemistry of tellurium (anglicky) // Biological Trace Element Research. - Springer , 1996. - Sv. 55 , č. 3 . - str. 231-239 . - doi : 10.1007/BF02785282 . — PMID 9096851 .

Odkazy

Slovníky a encyklopedie

V bibliografických katalozích
BNE : XX530277 BNF : 12138330x GND : 4184665-5 J9U : 987007565705505171 LCCN : sh85133642 NDL : 00572907 NKC : ph126528

Periodický systém chemických prvků D. I. Mendělejeva

osm

já

Čs

alkalických kovů	kovy alkalických zemin	Lanthanoidy	aktinidy	přechodné kovy
lehké kovy	Polokovy	nekovy	Halogeny	vzácné plyny

Řady elektrochemické aktivity kovů
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 , Ti , Co , Ni , Te , Mo , Sn , Pb , H 2 , W , Sb , Bi , Ge , Re , Cu , Tc , Te , Rh , Po , Hg , Ag , Pd , Os , Ir , Pt , Au