Теллур

Теллур / Tellurium (Te)
Атомный номер 52
Внешний вид
Свойства атома
Атомная масса
(молярная масса)
127,6 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома 160 пм
Энергия ионизации
(первый электрон)
869,0 (9,01) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация [Kr] 4d10 5s2 5p4
Химические свойства
Ковалентный радиус 136 пм
Радиус иона (+6e) 56 211 (-2e) пм
Электроотрицательность
(по Полингу)
2,1
Электродный потенциал 0
Степени окисления 6, 4, 2
Термодинамические свойства
Плотность 6,24 г/см³
Удельная теплоёмкость 0,201 Дж/(K·моль)
Теплопроводность 14,3 Вт/(м·K)
Температура плавления 722,7 K
Теплота плавления 17,91 кДж/моль
Температура кипения 1 263 K
Теплота испарения 49,8 кДж/моль
Молярный объём 20,5 см³/моль
Кристаллическая решётка
Структура решётки гексагональная
Период решётки 4,450 Å
Отношение c/a 1,330
Температура Дебая n/a K

Содержание

История

Впервые был обнаружен в 1782 в золотоносных рудах Трансильвании горным инспектором Ф. И. Мюллером, принявшем его за новый металл. В 1798 М. Г. 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. 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 и серой (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 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 селенистая кислота H2SeO3 остается в растворе.

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=TeCl4.

Образующийся тетрахлорид очищают дистилляцей или ректификацией. Затем тетрахлорид гидролизуют водой: TeCl4+2H2O=TeO2+4HCl,

а образовавшийся ТеО2 восстанавливают водородом: TeO2+4H2=Te+2H2O.

Цены

К сожалению, теллур — редкий элемент, и значительный спрос при малом объёме добычи определяет высокую его цену (около 200-300 долл. 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-желтый. Полупроводник p-типа. Электропроводность увеличивается при освещении.

При осаждении из растворов выделяется аморфный теллур, плотность 5,9 г/см3. При 4,2 ГПа и 25°C образуется модификация со структурой типа b-Sn (Те-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.

При 100–160°C окисляется водой: Te+2H2O= TeO2+2H2

При кипячении в щелочных растворах теллур диспропорционирует с образование теллуридов и теллуритов: 8Te+6KOH=2K2Te+ K2TeO3+3H2O.

С соляной и разбавленной серной кислотами Te не взаимодействует. Концентрированная H2SO4 растворяет Te, образующиеся катионы Te42+ 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 (кроме фтора) образует тетрагалогениды. Фтор окисляет Te до гексафторида TeF6.

Теллуроводород H2Te — бесцветный, очень ядовитый газ с неприятным запахом, образуется при гидролизе теллуридов.

Соединения теллура (+2) неустойчивы и склонны к диспропорционированию: 2TeCl2=TeCl4+Te.

Применение

Сплавы

Теллур применяется в производстве сплавов свинца с повышенной пластичностью и прочностью (применяемых, например, при производстве кабелей).При введении 0,05% Te 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-э.д.с около 1200 мкВ/К.

Узкозонные Полупроводники

Совершенно исключительное значение также получили сплавы КРТ (кадмий-ртуть-теллур), которые обладают фантастическими характеристиками в деле обнаружения 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 аммиака.

Производство резины

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

ПРОИЗВОДСТВО ХАЛЬКОГЕНИДНЫХ СТЕКОЛ

Варке специальных марок стекла (где он применяеться в виде двуокиси), кроме того, некоторые стёкла на основе теллура являються полупроводниками (достоинство таких стёкол — прозрачность, легкоплавкость и электропроводность), что, в свою очередь, нашло применение в конструированнии специальной химической аппаратуры (реакторов).

Источники света

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

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.

При отравлениях теллур выводится из организма в виде отвратительно пахнущих теллурорганических соединений - алкилтеллуридов.

Ссылки


Периодическая система элементов
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
 
Начальная страница  » 
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Home