Теллур. Описание теллура. Свойства теллура. Теллур металл или неметалл.

Содержание

Мюллер фон Райхенштейн был австрийским химиком и минералогом. После работы в горном управлении и достижения высокого положения в качестве инспектора шахты, Мюллер обнаружил руду в Румынии во время вулканизации.

Теллур

Теллур — это химический элемент с атомным номером 52 в периодической таблице и атомной массой 127,60 г. Он обозначается символом Te (теллур) и принадлежит к семейству металлоидов.

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

Происхождение названия

От латинского tellus, родовое название telluris, земля.

Его содержание в земной коре составляет 1-10-6% по весу. Известно около 100 минералов теллура. Наиболее важными являются алланит PbTe, сильванит AgAuTe₄, калаверит AuTe₂, тетрадимит Bi₂Te₂S. Существуют кислородные соединения теллура, например TeO₂— Теллурическая охра.

Самородный теллур встречается вместе с селеном и серой (японский сернистый теллур содержит 0,17 % Te и 0,06 % Se).

Важным источником теллура являются медные и свинцовые руды.

Получение

Основным источником являются шламы от электролитического рафинирования меди и свинца. Осадок кипятят, а теллур остается в золе, которую промывают соляной кислотой. Теллур извлекается из раствора соляной кислоты, который отделяется путем пропускания SO₂.

Для отделения серы и теллура добавляется серная кислота. Диоксид теллура TeO₂и H₂SeO₃остается в растворе.

Из TeO₂теллур восстанавливается из углерода.

Для очистки теллура от серы и селена, его способность превращаться в растворимый Na₂Te₂:

Через раствор пропускают воздух или кислород, чтобы осадить теллур:

Теллур хлорируется для получения высокочистого теллура.

Полученный тетрахлорид очищают дистилляцией или очисткой. Затем тетрахлорид гидролизуют водой:

и полученный TeO₂восстанавливается водородом:

Цены

Теллур — редкий элемент, и его высокий спрос при низком коэффициенте извлечения определяет его высокую цену (около 200-300 долларов США за кг в зависимости от чистоты), но, тем не менее, спектр его применения постоянно расширяется.

Теллур. Описание теллура. Свойства теллура

Теллур — химический элемент 16 группы таблицы Менделеева с атомным номером 52, обозначаемый латинской буквой Te, специальным идентификационным символом. Элемент является металлоидом. Формула теллура — Kr 4d10 5s2 5p4.

Теллур — это белый и серебристый элемент с металлическим блеском и хрупкой структурой. Как и многие другие металлы, теллур пластичен при высоких температурах.

Этот металл используется для получения множества различных сплавов (медь, свинец, железо), поэтому металлургия является его основным потребителем. Теллур облегчает использование нержавеющей стали и меди. Добавление этого элемента в ковкий чугун также придает ему положительные свойства серого чугуна.

Улучшаются его литейные свойства и обрабатываемость. Он может значительно улучшить физические свойства свинца за счет снижения негативной коррозии, вызываемой серной кислотой в процессе обработки.

Теллур часто используется в полупроводниковых компонентах и в электронике. Он используется, в частности, для производства солнечных батарей. Использование теллура открывает широкие перспективы для применения этих передовых технологий. В последние годы темпы производства таких устройств значительно возросли. Это привело к значительному росту использования теллура на мировом рынке.

Этот металл используется, в частности, для разработок в области космической техники; в частности, он применяется в сплавах с добавками теллура, которые обладают уникальными свойствами. Они используются в технологиях для обнаружения излучения, испускаемого космическими аппаратами.

По этой причине высококачественный сплав пользуется большим спросом в военной промышленности для обнаружения вражеских сил в космосе. Селено-теллуровая смесь также используется в качестве компонента детонирующего порошка в детонаторах для военных взрывных устройств.

Различные соединения теллура используются для получения соединений с полупроводниковым характером и многослойной структурой. Многие теллурсодержащие соединения демонстрируют замечательную сверхпроводимость.

Теллурия также работает на благо общества. В частности, в виде субоксида металл используется в производстве компакт-дисков для создания на них перезаписываемого тонкого слоя. Он также содержится в некоторых чипах, например, в чипах компании Intel. Свинец и теллурид висмута используются во многих термоэлектрических устройствах и инфракрасных датчиках.

Керамика также подвергается травлению с помощью этого металла. При производстве оптических волокон для информационных коммуникаций (телевидение, интернет и т.д.) включение теллура в производство кабелей основано на положительном свойстве теллуридов и селенидов увеличивать оптическое преломление при добавлении в стекло.

Происхождение названия

От латинского tellus, родовое название telluris, земля.

Он встречается в земной коре в пропорциях 1-10-6 процентов по весу. Известно около 100 минералов теллуридов. Наиболее распространенными являются теллуриды меди, свинца, цинка, серебра и золота. Изоморфные примеси теллура наблюдаются во многих сульфидах, но изоморфизм Te-S менее выражен, чем в серии Se-S, и сульфиды содержат лишь незначительные примеси теллура. Среди теллуровых минералов есть сплавы (PbTe), сильванит (AgAuTe₄), калаверит (AuTe₂), эсцит (Ag₂Te), кренерит (Au, Ag)Te, пеццит (Ag₃AuTe₂), мутманнит (Ag, Au)Te, монбрейит (Au₂Te₃), наягит (Pb₅Au(Te, Sb)₄S₅), тетрадимитита (Bi₂Te₂S), кислородные соединения теллура, например, TeO₂— Теллурическая охра.

Самородный теллур встречается вместе с селеном и серой (японский сернистый теллур содержит 0,17 % Te и 0,06 % Se).

Типы месторождений

Большинство вышеперечисленных минералов образуются в низкотемпературных золото-серебряных месторождениях, где они обычно выделяются крупной сульфидной массой вместе с самородными сульфосолями золота, серебра и свинца и минералами висмута. Несмотря на разработку большого количества теллуровых минералов, основная масса теллура, извлекаемого промышленностью, содержится в сульфидах других металлов. В частности, теллур, в несколько меньшей степени, чем селен, входит в состав халькопирита из медно-никелевых месторождений магматического происхождения и халькопирита, образующегося в гидротермальных медно-железных месторождениях. Теллур также встречается в пиритовых, халькопиритовых, молибденитовых и галенитовых месторождениях порфиритовых медных руд, в полиметаллических месторождениях алтайского типа, в галените свинцово-цинковых месторождений, связанных со скарнами, в сульфиде кобальта, сурьмы и ртути и в некоторых других. Содержание теллура в молибдените колеблется от 8 до 53 г/т, в халькопирите от 9 до 31 г/т и в пирите до 70 г/т.

Получение

Для отделения серы и теллура добавляется серная кислота. Диоксид теллура TeO₂и H₂SeO₃остается в растворе.

Из TeO₂теллур восстанавливается из углерода.

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

Через раствор пропускают воздух или кислород, чтобы осадить теллур:

Теллур хлорируется для получения высокочистого теллура.

Полученный тетрахлорид очищают дистилляцией или очисткой. Затем тетрахлорид гидролизуют водой:

и полученный TeO₂восстанавливается водородом:

Цены

Теллур — редкий элемент, и высокий спрос на него, несмотря на низкую степень извлечения, определяет его высокую цену (около 200-300 долларов за килограмм в зависимости от чистоты), но, тем не менее, спектр его применения постоянно расширяется.

Физико-химические свойства

Теллур — это хрупкое, серебристо-белое вещество с металлическим блеском. Он красновато-коричневый в тонких слоях и золотисто-желтый в парах.

Химически теллур менее реакционноспособен, чем сера. Он растворим в щелочах, растворим в азотной и серной кислоте, но лишь слегка растворим в разбавленной соляной кислоте. С водой металлический теллур начинает реагировать при 100 °C, а в виде порошка он окисляется на воздухе даже при комнатной температуре, образуя TeO₂.

При нагревании на воздухе теллур сгорает и образует TeO₂. Это прочное соединение менее летуче, чем сам теллур. Поэтому оксиды теллура восстанавливают потоком водорода при температуре 500-600 °C.

Поскольку теллур в расплавленном состоянии довольно инертен, в качестве материалов для его плавки используются графит и кварц.

Нахождение в природе

Его содержание в земной коре составляет 1⋅1 0-6 массовых процентов. Известно около 100 минералов теллура. Наиболее распространенными являются теллуриды меди, свинца, цинка, серебра и золота. Изоморфные примеси теллура наблюдаются во многих сульфидах, но изоморфизм Te-S менее выражен, чем в серии Se-S, и сульфиды содержат лишь незначительные примеси теллура. Среди минералов теллура — сплавы (PbTe), сильванит (AgAuTe₄), калаверит (AuTe₂), эсцит (Ag₂Te), кренерит (Au, Ag)Te, пеццит (Ag₃AuTe₂), мутманнит (Ag, Au)Te, монбрейит (Au₂Te₃), наягит (Pb₅Au(Te, Sb)₄S₅), тетрадимитита (Bi₂Te₂S); встречаются кислородсодержащие соединения теллура, например, TeO₂— Теллурическая охра.

Самородный теллур встречается вместе с селеном и серой (японский сернистый теллур содержит 0,17 % Te и 0,06 % Se).

Типы месторождений

Большинство вышеперечисленных минералов встречаются в низкотемпературных золото-серебряных месторождениях, где они обычно выделяются крупной сульфидной массой вместе с самородными сульфидами золота, серебра и свинца и минералами висмута. Несмотря на разработку большого количества теллуровых минералов, основная масса теллура, извлекаемого промышленностью, содержится в сульфидах других металлов. В частности, теллур, в несколько меньшей степени, чем селен, входит в состав халькопирита из медно-никелевых месторождений магматического происхождения и халькопирита, образующегося в гидротермальных медно-железных месторождениях. Теллур также встречается в пиритовых, халькопиритовых, молибденитовых и галенитовых месторождениях порфиритовых медных руд, в полиметаллических месторождениях алтайского типа, в галените свинцово-цинковых месторождений, связанных со скарнами, в сульфиде кобальта, сурьмы и ртути и в некоторых других. Содержание теллура в молибдените колеблется от 8 до 53 г/т, в халькопирите от 9 до 31 г/т и в пирите до 70 г/т.

Получение

Для отделения серы и теллура добавляется серная кислота. Диоксид теллура TeO₂и H₂SeO₃остается в растворе.

Из TeO₂теллур восстанавливается из углерода.

Через раствор пропускают воздух или кислород, чтобы осадить теллур:

Теллур хлорируется для получения высокочистого теллура.

Полученный тетрахлорид очищают дистилляцией или очисткой. Затем тетрахлорид гидролизуют водой:

и полученный TeO₂восстанавливается водородом:

Цены

Физические свойства

Теллур — это хрупкое, серебристо-белое вещество с металлическим блеском. В тонких слоях он имеет красновато-коричневый цвет на свету и золотисто-желтый цвет в паре. При нагревании он становится пластичным. Кристаллическая решетка гексагональная. Коэффициент теплового расширения составляет 1,68-1 0-5 K-1. Диамагнетик. Полупроводник с полосой пропускания 0,34 эВ, тип проводимости — p при нормальных условиях и при повышенной температуре, n при низкой температуре (граница перехода о т-80 °C д о-100 °C в зависимости от чистоты).

Изотопы

Существует 38 нуклидов и 18 ядерных изомеров теллура с атомными номерами от 105 до 142. Теллур — самый легкий элемент с известными изотопами, подверженными альфа-распаду (изотопы от 106 Te до 110 Te). Атомный вес теллура (127,60 г/моль) превышает атомный вес следующего элемента, йода (126,90 г/моль).

В природе существует восемь изотопов теллура. Шесть из них, 120 Te, 122 Te, 123 Te, 124 Te, 125 Te и 126 Te, являются стабильными. Два других, 128 Te и 130 Te, являются радиоактивными и оба распадаются путем двойного бета-распада в изотопы ксенона 128 Xe и 130 Xe, соответственно. Стабильные изотопы составляют лишь 33,3% от общего количества теллура, встречающегося в природе, что стало возможным благодаря чрезвычайно большому периоду полураспада радиоактивных изотопов, встречающихся в природе. Они варьируются от 7,9⋅10 20 до 2,2⋅10 24 лет. Изотоп 128 Te имеет самый длинный подтвержденный период полураспада среди всех радионуклидов — 2,2⋅10 24 года или 2,2 септиллиона лет, что примерно в 160 триллионов раз превышает предполагаемый возраст Вселенной.

Физико-химические характеристики

Элемент хрупкий, но при нагревании становится податливым. Благодаря этому свойству он пользуется большим спросом в различных отраслях промышленности.

Это полупроводник, структура и проводимость которого зависят от температуры и чистоты материала (предел — 80-100°C ниже нуля).

Химически он похож на селен и серу, но его металлические свойства сильнее:

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

Вещество с формулой H2Te (теллуровый водород) — это токсичный, бесцветный газ с сильным, тошнотворным запахом.

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

Были идентифицированы органические продукты этого элемента. Они характеризуются неприятным запахом и быстрым кипением.

Свойства атома
Имя, символ, номер.	Теллур (Te), 52
Атомный вес (молекулярная масса)	127,60(3) а.о. (г/моль)
Конфигурация электрона	Кр 4d10 5s2 5p4
Атомный радиус	160 мкм
Химические свойства
Ковалентный радиус	136 мк.м.
Ионный радиус	(+6e) 56 211 (-2e) m
Электромагнетизм	2,1 (шкала Паулинга)
Электродный потенциал	0
Состояния окисления	+6, +4, +2, -2
Энергия ионизации (первый электрон)	869,0 (9,01) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (в н.у.м.)	6,24 г/см³
Температура плавления	722,7 K
Температура кипения	1263 K
Удельная теплота плавления	17,91 кДж/моль
Удельная теплота парообразования	49,8 кДж/моль
Молекулярная теплоемкость	25,8 Дж/(К-моль)
Молекулярный объем	20,5 см³/моль
Кристаллическая решетка одного вещества
Решетчатая структура	шестигранный
Параметр решетки	a=4.457 c=5.929
соотношение с/х	1,330
Другие характеристики
Теплопроводность	(300 К) 14,3 Вт/(м-К)
номер CAS	13494-80-9

Технология получения

Теллур как элемент получают путем переработки руд. Его получают из «полуфабрикатов» золота, меди, свинца и цинка.

Исходным материалом для производства является шлам 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.

Высокочистый материал является результатом хлорирования, дистилляции и гидролиза.

Где используется

Элемент используется в промышленном секторе:

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 латекса, отбеливатель для чугуна. Используется как шоколадно-красный пигмент для фарфора, стекла и эмали.

Будущее теллура

Как теллур обогатит нашу жизнь в будущем?

В настоящее время озоновый слой Земли истощается, что, как полагают, является причиной глобального потепления. В 1987 году в рамках Монреальского протокола было принято решение о постепенном прекращении использования озоноразрушающих хлорфторуглеродов.

Однако, к сожалению, кондиционеры и холодильники, в которых используются заменители ХФУ, широко используются и сегодня. Однако если в будущем будут разработаны кондиционеры и холодильники, использующие упомянутый выше элемент Пельтье, возможно, удастся остановить глобальное потепление.

Ожидаются и другие применения, например, система охлаждения для центральных блоков персональных компьютеров. Возможно, настанет день, когда Теллурид станет спасителем планеты.

Вредные качества

Это один из самых токсичных элементов, который попал в окружающую среду во время аварии на атомной электростанции «Фукусима-1» в Японии в результате Великого восточно-японского землетрясения.

Когда кислоты попадают в организм человека, выдыхаемый воздух приобретает неприятный чесночный запах, и появляются такие симптомы, как сухость во рту, сонливость, потеря аппетита, головные боли и затрудненное дыхание. Он также может вызывать сине-черные пятна на пальцах, лице и деснах, воспаление кожи, приводящее к сыпи, и металлический привкус во рту.

Эти симптомы чаще встречаются у работников шахт, где добывают теллур, обычно проявляются реже и улучшаются тем быстрее, чем дальше человек удаляется от места воздействия теллура. Испытания на крысах показали, что он может вызывать органические аномалии и тератогенез, поэтому его относят к категории 2 по специфической токсичности для органов-мишеней.

Стоимость

Благодаря отнесению металла к редкоземельным, высокому спросу и низким темпам добычи, его цена составляет от $200 до $300, и его популярность в различных отраслях растет. Кислоты более ценны.

В своем личном блоге я расскажу о свойствах различных драгоценных камней, о влиянии зодиакальных камней на каждый знак зодиака и о целебных свойствах некоторых из них.

Коварное свойство полуметалла

Теллур можно узнать, если подержать полудрагоценный металл в руке несколько секунд. Его мельчайшие частицы легко связываются с молекулами жира в коже и легко проникают в организм. Он не смертелен для человека.

Однако люди, знакомые с этим элементом, стараются всячески избегать контакта с ним кожи. Это происходит потому, что в организме он преобразуется в метаэтилтирилтаурид. Это приводит к появлению неприятного чесночного запаха во рту, даже если вы не едите чеснок. Запах может сохраняться в течение нескольких недель.

Какими еще свойствами обладает теллур

Элемент Th может существовать в двух формах: кристаллической и аморфной (похожей на черный порошок).

Кристаллическая форма имеет температуру плавления 450˚C. Он очень слабо реагирует с концентрированной серной кислотой. Аморфная форма быстрее реагирует с кислотами.

Многие соединения теллура токсичны для человека.

Помимо кислот, это вещество может вступать в реакцию с некоторыми металлами. При нагревании он вступает в реакцию, например, с натрием. В результате реакции образуется теллурид натрия. Это вещество используется в органическом синтезе.

Продукт, получаемый в результате реакции с кадмием, называется теллуридом кадмия. Он используется для производства нового типа тонкопленочных солнечных элементов.

Соединения германия и теллура используются для изготовления высокоскоростных устройств оперативной памяти.

Где используется еще?

Смешанный оксид теллура используется в качестве одного из слоев перезаписываемых CD и DVD.

Оксид теллура используется для обнаружения бактерий дифтерии в клинических испытаниях. Это помогает выявить заболевание у человека и выбрать правильное лечение.

В целом, Th — очень полезный элемент, несмотря на свою коварную природу. Его можно использовать для изготовления современных технических устройств и гаджетов: быстродействующих солнечных батарей и сверхбыстрой оперативной памяти.