Tellurio(lat. tellurio), te, elemento chimico del gruppo vi del sottogruppo principale del sistema periodico di Mendeleev; numero atomico 52, massa atomica 127,60, appartiene ai rari elementi sparsi. In natura si presenta sotto forma di otto isotopi stabili con numero di massa 120, 122-126, 128, 130, di cui i più comuni sono 128 te (31,79%) e 130 te (34,48%). Degli isotopi radioattivi ottenuti artificialmente, 127 te (T 1/2 = 105 giorni) e 129 te (T 1/2 = 33,5 giorni) . T. è stato scoperto da F. Müller nel 1782. Lo scienziato tedesco MG Klaproth confermò questa scoperta e diede all'elemento il nome tellurium (dal latino tellus, genitivo telluris - Terra). I primi studi sistematici sulla chimica di T. furono effettuati negli anni '30. 19esimo secolo E IO. Berzelius.

Distribuzione in natura ... T. è uno degli elementi più rari; contenuto medio nella crosta terrestre (clarke) ~ 1? 10 -7% in peso. T. è disperso nel magma e nella biosfera; da alcune sorgenti termali sotterranee si deposita insieme a s, ag, au, pb e altri elementi. Depositi idrotermali noti di au e metalli non ferrosi, arricchiti in T.; ad essi sono associati circa 40 minerali di questo elemento (i più importanti sono altaite, bismutite tellurica, ecc. tellururi naturali) . È caratteristica una miscela di T. in pirite e altri solfuri. T. è estratto da minerali polimetallici.

Proprietà fisiche e chimiche. T. è di colore bianco-argenteo con una lucentezza metallica, è fragile e diventa plastica quando riscaldato. Cristallizza in un sistema esagonale: un= 4,4570 A; insieme a= 5,9290 A; densità 6.25 G/ cm 3 a 20°C; per favore 450 ° C; T kip 990 ± 1,0 ° ; calore specifico a 20 ° С 0.204 kJ /(kg? A); conducibilità termica a 20 ° С 5.999 mar /(m? A) ; coefficiente di temperatura dell'espansione lineare 1,68? 10 -5 (20 ° C). T. è diamagnetico; la suscettività magnetica specifica a 18°C ​​è 0,31 10 -6. Durezza Brinell 184.3 Mn/m2 (18,43 kgf / mm2) . Raggio atomico 1,7 A, raggi ionici: Te 2 - 2,22 A, te 4+ 0,89 A, te 6+ 0,56 A.

T. è un semiconduttore. Divario di banda 0,34 ev. In condizioni normali e fino al punto di fusione, T. puro ha una conduttività R-genere. Con una diminuzione della temperatura nell'intervallo (-100 ° C) - (-80 ° C), si verifica una transizione: la conduttività di T. diventa n-genere. la temperatura di questa transizione dipende dalla purezza del campione, ed è tanto più bassa quanto più pulito è il campione.

La configurazione del guscio elettronico esterno di un atomo te 5 s 2 5 pag 4. Nei composti, presenta stati di ossidazione di –2; +4; +6, raramente +2. T. - analogo chimico zolfo e Selena con proprietà metalliche più pronunciate. Con l'ossigeno, T. forma teoossido, teo2 diossido e teo3triossido. teo esiste sopra i 1000°C in fase gassosa. teo 2 si ottiene dalla combustione del te in aria, ha proprietà anfotere, è poco solubile in acqua, ma facilmente in soluzioni acide e alcaline. teo 3 è instabile e può essere ottenuto solo dalla decomposizione dell'acido tellurico. Quando riscaldato, T. reagisce con l'idrogeno per formare l'idrogeno tellururo h 2 te, un gas velenoso incolore con un odore pungente e sgradevole. Reagisce facilmente con gli alogeni; è caratterizzato da alogenuri del tipo tex 2 e tex 4 (dove X è cl e Br); ricevuto anche tef 4, tef 6; tutti sono altamente volatili, idrolizzati dall'acqua. T. interagisce direttamente con i non metalli (s, P), così come con i metalli; reagisce a temperatura ambiente con acidi nitrico e solforico concentrati, in quest'ultimo caso si forma teso 3, che si ossida quando riscaldato a teoso 4. Sono noti acidi te relativamente deboli: acido tellurico (soluzione di h 2 te in acqua), acido tellurico h 2 teo 3 e acido tellurico h 6 teo 6; i loro sali (rispettivamente tellururi, telluriti e telluriti) sono leggermente o completamente insolubili in acqua (ad eccezione dei metalli alcalini e dei sali di ammonio). Sono noti alcuni derivati ​​organici di T., ad esempio rteh, dialchil tellururi r 2 te - liquidi bassobollenti dall'odore sgradevole.

Ricezione. T. viene estratto lungo la strada durante la lavorazione di minerali di solfuro da prodotti intermedi di rame, produzione di piombo-zinco e anche da alcuni minerali d'oro. La principale fonte di materie prime per la produzione di rame sono i fanghi di elettrolisi del rame contenenti dallo 0,5 al 2% di te, nonché ag, au, se, cu e altri elementi. I fanghi vengono prima liberati da cu, se, il residuo contenente metalli nobili, te, pb, sb e altri componenti viene rifuso per ottenere una lega di oro e argento. Così, sotto forma di na 2 teo 3, si trasforma in scorie soda-telluriche, dove il suo contenuto raggiunge il 20-35%. Le scorie vengono frantumate, macinate e lisciviate con acqua. Dalla soluzione, T. si deposita per elettrolisi al catodo. Il concentrato di tellurio ottenuto viene trattato con alcali in presenza di polvere di alluminio, convertendo il T. in una soluzione sotto forma di tellururi. La soluzione viene separata dal residuo insolubile, che concentra le impurità dei metalli pesanti, e viene soffiata con aria. In questo caso, T. (purezza 99%) viene precipitato allo stato elementare. Il sapone di maggiore purezza si ottiene ripetendo la lavorazione del tellururo. Il combustibile più puro si ottiene mediante una combinazione di metodi di purificazione chimica, distillazione e fusione a zone.

Applicazione. T. è utilizzato nella tecnologia dei semiconduttori. ; come additivo legante - in leghe di piombo, ghisa e acciaio per migliorarne la lavorabilità e aumentare le caratteristiche meccaniche; bi 2 te 3 e sb 2 te 3 sono utilizzati nei termogeneratori e cdte - in alimentato ad energia solare e come semiconduttore materiali laser. T. viene utilizzato anche per sbiancare le ghise, vulcanizzare miscele di lattice e produrre vetri e smalti marroni e rossi.

TN Graver.

Tellurio nel corpo ... T. è costantemente presente nei tessuti di piante e animali. Nelle piante che crescono su suoli ricchi di T., la sua concentrazione raggiunge 2? 10 -4 -2,5? 10 -3%, negli animali terrestri - circa 2? 10 -6%. Nell'uomo, l'assunzione giornaliera di T. con cibo e acqua è di circa 0,6 mg. escreto dal corpo principalmente nelle urine (oltre l'80%), così come nelle feci. Moderatamente tossico per le piante e altamente tossico per i mammiferi (provoca ritardo della crescita, perdita di capelli, paralisi, ecc.).

L'avvelenamento professionale di T. è possibile durante la sua fusione e altre operazioni di produzione. Brividi, mal di testa, debolezza, polso accelerato, mancanza di appetito, sapore metallico in bocca, odore di aglio nell'aria espirata, nausea, colore scuro della lingua, irritazione delle vie respiratorie, sudorazione, perdita di capelli. Prevenzione: rispetto dei requisiti in materia di salute sul lavoro, misure di protezione della pelle personale, visite mediche dei lavoratori.

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Tellurio Il tellurio (lat. Tellurio) è un elemento chimico con numero atomico 52 nella tavola periodica e peso atomico 127,60; indicato con il simbolo Te, appartiene alla famiglia dei metalloidi. In natura si presenta sotto forma di otto isotopi stabili con numero di massa 120, 128, 130, di cui i più comuni sono 128Te e 130Te. Degli isotopi radioattivi ottenuti artificialmente, 127Te e 129Te sono ampiamente usati come atomi etichettati.

Dalla storia Fu trovato per la prima volta nel 1782 nei minerali auriferi della Transilvania dall'ispettore minerario Franz Josef Müller (poi barone von Reichenstein), sul territorio dell'Austria-Ungheria. Nel 1798 Martin Heinrich Klaproth isolò il tellurio e ne determinò le proprietà più importanti. I primi studi sistematici sulla chimica del tellurio furono effettuati negli anni '30. 19esimo secolo I. Ya. Berzelius.

"Aurum paradoxum" è un oro paradossale, come veniva chiamato il tellurio, dopo essere stato scoperto da Reichenstein alla fine del XVIII secolo in combinazione con l'argento e un metallo giallo nel minerale silvanite. Un fenomeno inaspettato sembrò il fatto che l'oro, che di solito si trova sempre allo stato nativo, fosse trovato in congiunzione con il tellurio. Ecco perché, avendo attribuito proprietà simili al metallo giallo, fu chiamato il metallo giallo paradossale.

Origine del nome Più tardi (1798), quando M. Klaproth indagò più in dettaglio la nuova sostanza, la chiamò tellurio in onore della Terra, portatrice di "miracoli" chimici (dalla parola latina "tellus" - terra). Questo nome è usato dai chimici di tutti i paesi.

Essere in natura Il contenuto nella crosta terrestre è 1 · 10-6% in peso. Il tellurio metallico si trova solo in laboratorio, ma i suoi composti si trovano intorno a noi molto più spesso di quanto si possa pensare. Sono noti circa 100 minerali di tellurio. I più importanti: altaite PbTe, silvanite AgAuTe 4, calaverite AuTe 2, tetradimite Bi 2 Te 2 S, krennsrite AuTe 2, petcite AgAuTe 2. Ci sono composti di ossigeno del tellurio, ad esempio TeO2 tellurico ocra. Il tellurio nativo si trova anche insieme al selenio e allo zolfo (lo zolfo del tellurio giapponese contiene lo 0,17% di Te e lo 0,06% di Se).

Modulo Peltier Molte persone hanno familiarità con i moduli termoelettrici Peltier, utilizzati nei frigoriferi portatili, nei generatori termoelettrici e talvolta per il raffreddamento estremo dei computer. Il materiale semiconduttore principale in tali moduli è il tellururo di bismuto. Attualmente è il materiale semiconduttore più utilizzato. Se guardi il modulo termoelettrico di lato, puoi vedere file di piccoli "cubi".

Proprietà fisiche Il tellurio è di colore bianco-argenteo con una lucentezza metallica, fragile e diventa duttile quando riscaldato. Cristallizza in un sistema esagonale. Il tellurio è un semiconduttore. In condizioni normali e fino al punto di fusione, il Tellurio puro ha una conduttività di tipo p. Con una diminuzione della temperatura nell'intervallo (100 ° C) - (-80 ° C), si verifica una transizione: la conduttività del tellurio diventa di tipo n. La temperatura di questa transizione dipende dalla purezza del campione ed è tanto più bassa quanto più pulito è il campione. Densità = 6,24 g/cm ³ Punto di fusione = 450 ° C Punto di ebollizione = 990 ° C Calore di fusione = 17,91 kJ / mol Calore di vaporizzazione = 49,8 kJ / mol Capacità termica molare = 25,8 J / (K mol) Volume molare = 20,5 cm³ / mol

Il tellurio è un non metallo. Nei composti il ​​tellurio presenta stati di ossidazione: -2, +4, +6 (valenza II, IV, VI). Il tellurio è chimicamente meno attivo dello zolfo e dell'ossigeno. Il tellurio è stabile nell'aria, ma ad alte temperature brucia con la formazione di biossido di TeO 2. Te interagisce con gli alogeni al freddo. Quando riscaldato, reagisce con molti metalli per dare tellururi. Dissolviamo negli alcali. Sotto l'azione dell'acido nitrico, il Te viene convertito in acido tellurico, e sotto l'azione dell'acqua regia o perossido di idrogeno al 30%, in acido tellurico. Proprietà chimiche 128 Te))))) e = 52, p = 52, n = e 8e 8e 8e 6e

Azione fisiologica Il Tellurio, riscaldato, interagisce con l'idrogeno per formare il tellururo di idrogeno - H 2 Te, un gas velenoso incolore dall'odore pungente e sgradevole. Il tellurio e i suoi composti volatili sono tossici. L'ingestione provoca nausea, bronchite, polmonite. La concentrazione massima ammissibile in aria varia per vari composti 0,0070,01 mg/m³, in acqua 0,0010,01 mg/l.

Ottenere la principale fonte di fanghi di raffinazione elettrolitica di rame e piombo. Il fango viene calcinato, il tellurio rimane nella cenere, che viene lavata con acido cloridrico. Il tellurio viene isolato dalla soluzione di acido cloridrico ottenuta facendo passare attraverso di essa anidride solforosa SO 2. L'acido solforico viene aggiunto per separare selenio e tellurio. Questo precipita il diossido di tellurio TeO 2 e H 2 SeO 3 rimane in soluzione. Il tellurio viene ridotto dall'ossido di TeO 2 con il carbone. Per purificare il tellurio da zolfo e selenio si sfrutta la sua capacità, sotto l'azione di un agente riducente (Al) in ambiente alcalino, di trasformare in ditellururo disodio solubile Na 2 Te 2: 6Te + 2Al + 8NaOH = 3Na 2 Te 2 + 2Na. Per precipitare il tellurio, si fa passare aria o ossigeno attraverso la soluzione: 2Na 2 Te 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Te + 4NaOH. Per ottenere tellurio di purezza speciale, viene clorurato con Te + 2Cl 2 = TeCl 4. Il tetracloruro risultante viene purificato mediante distillazione o rettifica. Quindi il tetracloruro viene idrolizzato con acqua: TeCl 4 + 2H 2 O = TeO 2 + 4HCl, e il TeO 2 formato viene ridotto con idrogeno: TeO 2 + 4H 2 = Te + 2H 2 O.

Scoperta da F. Müller nel 1782. Il nome dell'elemento deriva dal latino tellus, genitivo telluris, Terra (il nome fu suggerito da MG Klaproth, che individuò l'elemento sotto forma di sostanza semplice e ne determinò le proprietà più importanti ).

Ricezione:

In natura esiste come una miscela di 8 isotopi stabili (120, 122-126, 128, 130). Il contenuto nella crosta terrestre è del 10 -7%. I principali minerali - altaite (PbTe), tellurio bismutite (Bi 2 Te 3), tetradimite (Bi 2 Te 2 S), si trovano in molti minerali di solfuro.
Si ottiene da fanghi di produzione di rame per lisciviazione con una soluzione di NaOH sotto forma di Na 2 TeO 3, da cui viene rilasciato elettroliticamente il tellurio. Ulteriore purificazione - per sublimazione e fusione della zona.

Proprietà fisiche:

Il tellurio compatto è una sostanza grigio-argentea con una lucentezza metallica, avente un reticolo cristallino esagonale (densità 6,24 g / cm 3, punto di fusione - 450 ° С, punto di ebollizione - 990 ° С). Precipita da soluzioni sotto forma di polvere marrone, in vapore è costituito da molecole di Te 2.

Proprietà chimiche:

Il tellurio è stabile nell'aria a temperatura ambiente; quando riscaldato, reagisce con l'ossigeno. Reagisce con alogeni, reagisce con molti metalli quando riscaldato.
Quando riscaldato, il tellurio viene ossidato dal vapore per formare ossido di tellurio (II), interagisce con gli acidi solforico e nitrico concentrati. Quando viene bollito in soluzioni acquose di alcali, è sproporzionato in modo simile allo zolfo:
8 Te + 6NаОН = Na 2 TeO 3 + 2Na 2 Te + 3H 2 O
Nei composti, presenta stati di ossidazione -2, +4, +6, meno spesso +2.

I collegamenti più importanti:

Tellurio (IV) ossido, biossido di tellurio, TeO 2, poco solubile in acqua, ossido acido, reagisce con gli alcali formando sali di acidi tellurici. È utilizzato nella tecnologia laser, un componente dei vetri ottici.
Tellurio (VI) ossido, triossido di tellurio, TeO 3, sostanza gialla o grigia, praticamente insolubile in acqua, si decompone per riscaldamento formando biossido, reagisce con gli alcali. Preparato per decomposizione dell'acido tellurico.
acido telluroso, H 2 TeO 3, poco solubile, incline alla polimerizzazione, quindi rappresenta solitamente un precipitato con un contenuto di acqua variabile TeO 2 * nH 2 O. Sali - telluriti(M 2 TeO 3) e politelluriti (M 2 Te 2 O 5, ecc.), solitamente ottenuti per sinterizzazione di carbonati con TeO 2, sono utilizzati come componenti di vetri ottici.
acido tellurico, H 6 TeO 6, cristalli bianchi, facilmente solubili in acqua calda. Un acido molto debole, in soluzione forma sali della composizione MH 5 TeO 6 e M 2 H 4 TeO 6. Riscaldato in un'ampolla sigillata, si ottiene anche acido metatellurico H 2 TeO 4, che si trasforma gradualmente in acido tellurico in soluzione. sali - tellurati... Si ottiene anche fondendo l'ossido di tellurio (IV) con alcali in presenza di agenti ossidanti, fondendo l'acido tellurico con un carbonato o un ossido di metallo. I telluriti di metalli alcalini sono solubili. Sono usati come ferroelettrici, scambiatori di ioni, componenti di composizioni luminescenti.
Tellururo di idrogeno, H 2 Te è un gas velenoso dall'odore sgradevole, ottenuto per idrolisi del tellururo di alluminio. Forte agente riducente, in soluzione viene rapidamente ossidato dall'ossigeno a tellurio. In una soluzione acquosa, un acido è più forte dell'idrogeno solforato e del seleniuro di idrogeno. sali - telluridi, sono solitamente ottenuti dall'interazione di sostanze semplici, i tellururi dei metalli alcalini sono solubili. Molti tellururi di elementi p e d sono semiconduttori.
alogenuri... Sono noti alogenuri di tellurio (II), ad esempio TeCl 2, che sono simili a sale; quando riscaldati e in soluzione, sono sproporzionati rispetto ai composti di Te e Te (IV). I tetraalogenuri di tellurio sono solidi; in soluzione si idrolizzano per formare acido tellurico, formano facilmente alogenuri complessi (ad esempio, K 2). L'esafluoruro TeF 6, un gas incolore, a differenza dell'esafluoruro di zolfo, si idrolizza facilmente per formare acido tellurico.

Applicazione:

Componente materiale semiconduttore; additivo legante per ghisa, acciai, leghe di piombo.
Produzione mondiale (esclusa l'URSS) - circa 216 tonnellate / anno (1976).
Il tellurio e i suoi composti sono tossici. L'MPC è di circa 0,01 mg/m3.

Vedi anche: Tellurio // Wikipedia. (data di accesso: 23.12.2019).
"Scoperta di elementi e l'origine dei loro nomi".

Quasi nessuno crederà alla storia del capitano di mare, che è, inoltre, un lottatore di circo professionista, un famoso metallurgista e un medico consulente di una clinica chirurgica. Nel mondo degli elementi chimici, una tale varietà di professioni è un fenomeno molto comune e l'espressione di Kozma Prutkov è inapplicabile a loro: "Uno specialista è come un gumboil: la sua completezza è unilaterale". Ricordiamo (prima ancora di parlare dell'oggetto principale della nostra storia) il ferro nelle auto e il ferro nel sangue, il ferro è un concentratore del campo magnetico e il ferro è parte integrante dell'ocra... È vero, a volte ci voleva molto più tempo per "professionalizzare" gli elementi che preparare yoga di media abilità. Quindi l'elemento numero 52, che stiamo per raccontare, è stato utilizzato per molti anni solo per dimostrare cosa sia realmente, questo elemento, dal nome del nostro pianeta: "tellurium" - da tellus, che in latino significa "Terra ".

Questo elemento è stato scoperto quasi due secoli fa. Nel 1782, l'ispettore minerario Franz Josef Müller (poi barone von Reichenstein) indagò sul minerale aurifero trovato a Semigorye, sul territorio dell'allora Austria-Ungheria. Risultò così difficile decifrare la composizione del minerale che fu chiamato Aurum problematicum - "oro dubbioso". Fu da questo "oro" che Muller selezionò un nuovo metallo, ma non c'era alcuna certezza completa che fosse davvero nuovo. (Successivamente, si è scoperto che Mueller si sbagliava su qualcos'altro: l'elemento che ha scoperto era nuovo, ma può essere attribuito solo al numero di metalli con un grande allungamento.)

Per fugare i dubbi, Müller si rivolse a un importante specialista, il mineralogista svedese e chimico analitico Bergman.

Sfortunatamente, lo scienziato morì prima che potesse finire l'analisi della sostanza inviata: in quegli anni i metodi analitici erano già abbastanza accurati, ma l'analisi richiedeva molto tempo.

Altri scienziati cercarono di studiare l'elemento scoperto da Müller, ma solo 16 anni dopo la sua scoperta, Martin Heinrich Klaproth, uno dei più grandi chimici dell'epoca, dimostrò inconfutabilmente che questo elemento era in realtà nuovo, e suggerì il nome "tellurium" per esso .

Come sempre, dopo la scoperta dell'elemento, è iniziata la ricerca delle sue applicazioni. Apparentemente, procedendo dal vecchio, anche dai tempi della iatrochimica, il principio - il mondo è una farmacia, il francese Fournier ha cercato di curare alcune gravi malattie con il tellurio, in particolare la lebbra. Ma senza successo: solo molti anni dopo il tellurio è stato in grado di fornire ai medici alcuni "servizi minori". Più precisamente, non il tellurio in sé, ma i sali dell'acido tellurico K 2 TeO 3 e Na 2 TeO 3, che iniziarono ad essere utilizzati in microbiologia come coloranti che conferiscono un certo colore ai batteri oggetto di studio. Quindi, con l'aiuto dei composti del tellurio, il bacillo della difterite viene isolato in modo affidabile dalla massa di batteri. Se non in trattamento, almeno nella diagnostica, l'elemento n. 52 è stato utile ai medici.

Ma a volte questo elemento, e in misura ancora maggiore alcuni dei suoi composti, aggiungono problemi ai medici. Il tellurio è piuttosto tossico. Nel nostro paese, la concentrazione massima ammissibile di tellurio nell'aria è di 0,01 mg / m 3. Il più pericoloso dei composti del tellurio è l'idrogeno tellururo H 2 Te, un gas velenoso incolore dall'odore sgradevole. Quest'ultimo è abbastanza naturale: il tellurio è un analogo dello zolfo, il che significa che Н 2 Te dovrebbe essere simile all'idrogeno solforato. Irrita i bronchi, ha un effetto dannoso sul sistema nervoso.

Queste proprietà sgradevoli non hanno impedito al tellurio di entrare nella tecnologia, acquisendo molte "professioni".

I metallurgisti sono interessati al tellurio perché anche le sue piccole aggiunte al piombo aumentano notevolmente la forza e la resistenza chimica di questo importante metallo. Il piombo drogato con tellurio è utilizzato nell'industria dei cavi e chimica. Pertanto, la durata di un'apparecchiatura per la produzione di acido solforico, rivestita dall'interno con una lega piombo-tellurio (fino allo 0,5% di Te), è doppia rispetto a quella della stessa apparecchiatura, semplicemente rivestita di piombo. L'aggiunta di tellurio al rame e all'acciaio ne facilita la lavorazione.

Nella produzione del vetro, il tellurio viene utilizzato per conferire al vetro un colore marrone e un indice di rifrazione più elevato. Nell'industria della gomma, come analogo dello zolfo, viene talvolta utilizzato per la vulcanizzazione delle gomme.

Tellurio - semiconduttore

Tuttavia, queste industrie non erano responsabili dell'aumento dei prezzi e della domanda dell'articolo n. 52. Questo salto è avvenuto nei primi anni '60 del nostro secolo. Il tellurio è un tipico semiconduttore e il semiconduttore è tecnologicamente avanzato. A differenza del germanio e del silicio, si scioglie relativamente facilmente (punto di fusione 449,8 ° C) ed evapora (bolle appena sotto i 1000 ° C). Quindi, è facile ottenere da esso film sottili di semiconduttori, che sono di particolare interesse nella moderna microelettronica.

Tuttavia, il puro tellurio come semiconduttore viene utilizzato in misura limitata - per la produzione di transistor ad effetto di campo di alcuni tipi e in dispositivi che misurano l'intensità della radiazione gamma. Inoltre, un'impurità di tellurio viene volutamente introdotta nell'arseniuro di gallio (il terzo semiconduttore più importante dopo silicio e germanio) al fine di creare una conduttività di tipo elettronico*.

* I due tipi di conduttività insiti nei semiconduttori sono descritti in dettaglio nell'articolo "Germanio".

L'area di applicazione di alcuni tellururi - composti di tellurio con metalli è molto più ampia. I tellururi di bismuto Bi 2 Te 3 e l'antimonio Sb 2 Te 3 sono diventati i materiali più importanti per i generatori termoelettrici. Per spiegare perché ciò è accaduto, faremo una piccola digressione nel campo della fisica e della storia.

Un secolo e mezzo fa (nel 1821) il fisico tedesco Seebeck scoprì che una forza elettromotrice (chiamata termo-EMF) si crea in un circuito elettrico chiuso costituito da materiali diversi, i cui contatti sono a temperature diverse. Dopo 12 anni, lo svizzero Peltier scoprì un effetto opposto all'effetto Seebeck: quando una corrente elettrica scorre attraverso un circuito composto da materiali diversi, nei punti di contatto, oltre al consueto calore Joule, viene prodotta una certa quantità di calore rilasciato o assorbito (a seconda della direzione della corrente).

Per circa 100 anni, queste scoperte sono rimaste una "cosa in sé", fatti curiosi, niente di più. E non sarà un'esagerazione dire che una nuova vita per entrambi questi effetti è iniziata dopo che l'eroe del lavoro socialista, l'accademico A.F. Ioffe e i suoi collaboratori hanno sviluppato una teoria sull'uso di materiali semiconduttori per la produzione di termoelementi. E presto questa teoria fu incarnata in veri generatori termoelettrici e frigoriferi termoelettrici per vari scopi.

In particolare, i generatori termoelettrici, in cui vengono utilizzati tellururi di bismuto, piombo e antimonio, forniscono energia a satelliti artificiali terrestri, impianti di navigazione e meteorologici e dispositivi di protezione catodica per le condutture principali. Gli stessi materiali aiutano a mantenere la temperatura desiderata in molti dispositivi elettronici e microelettronici.

Negli ultimi anni, un altro composto chimico del tellurio con proprietà semiconduttive, il tellururo di cadmio CdTe, è stato di grande interesse. Questo materiale viene utilizzato per la fabbricazione di celle solari, laser, fotoresistenze e contatori di radiazioni radioattive. Il tellururo di cadmio è anche famoso per il fatto che è uno dei pochi semiconduttori in cui si manifesta notevolmente l'effetto Hahn.

L'essenza di quest'ultimo è che l'introduzione stessa di una piccola piastra del corrispondente semiconduttore in un campo elettrico sufficientemente forte porta alla generazione di emissioni radio ad alta frequenza. L'effetto Hahn ha già trovato applicazioni nella tecnologia radar.

In conclusione, possiamo dire che quantitativamente la principale "professione" del tellurio è la legatura del piombo e di altri metalli. Qualitativamente, la cosa principale, ovviamente, è il lavoro del tellurio e dei tellururi come semiconduttori.

Utile additivo

Nella tavola periodica, il posto del tellurio è nel sottogruppo principale del gruppo VI, accanto allo zolfo e al selenio. Questi tre elementi sono simili nelle proprietà chimiche e spesso si accompagnano a vicenda in natura. Ma la quota di zolfo nella crosta terrestre è dello 0,03%, solo il selenio è del 10-5% e il tellurio è ancora un ordine di grandezza inferiore - 10-6%. Naturalmente, il tellurio, come il selenio, si trova più spesso nei composti di zolfo naturali - come impurità. Succede però (ricordate il minerale in cui è stato scoperto il tellurio) che venga a contatto con oro, argento, rame e altri elementi. Sul nostro pianeta sono stati scoperti più di 110 giacimenti di quaranta minerali di tellurio. Ma è sempre estratto contemporaneamente o con selenio, o con oro, o con altri metalli.

Nell'URSS sono noti minerali di rame-nichel contenenti tellurio di Pechenga e Monchegorsk, minerali di piombo-zinco contenenti tellurio di Altai e una serie di altri giacimenti.

Il tellurio è isolato dal minerale di rame nella fase di purificazione del rame blister mediante elettrolisi. Un fango precipita sul fondo dell'elettrolizzatore. Questo è un prodotto intermedio molto costoso. Ecco, a titolo illustrativo, la composizione dei fanghi di uno degli stabilimenti canadesi: 49,8% di rame, 1,976% di oro, 10,52% di argento, 28,42% di selenio e 3,83% di tellurio. Tutti questi componenti più preziosi dei fanghi devono essere separati e ci sono diversi modi per farlo. Ecco uno di loro.

Il fango viene fuso in un forno e l'aria viene fatta passare attraverso il fuso. I metalli, ad eccezione dell'oro e dell'argento, vengono ossidati e passano in scorie. Anche il selenio e il tellurio vengono ossidati, ma in ossidi volatili, che vengono catturati in dispositivi speciali (scrubber), quindi disciolti e convertiti in acidi: selenio H 2 SeO 3 e tellururo H 2 TeO 3. Se l'anidride solforosa SO 2 viene fatta passare attraverso questa soluzione, si verificheranno reazioni:

H 2 SeO 3 + 2SO 2 + H 2 O → Se ↓ + 2H 2 SO 4,

H 2 TeO 3 + 2SO 2 + H 2 O → Te + 2H 2 SO 4.

Tellurio e selenio cadono contemporaneamente, il che è altamente indesiderabile: ne abbiamo bisogno separatamente. Pertanto, le condizioni di processo sono selezionate in modo tale che, secondo le leggi della termodinamica chimica, venga ridotto per primo prevalentemente il selenio. Ciò è facilitato dalla selezione della concentrazione ottimale di acido cloridrico aggiunto alla soluzione.

Quindi il tellurio è assediato. La polvere grigia caduta, ovviamente, contiene una certa quantità di selenio e, inoltre, zolfo, piombo, rame, sodio, silicio, alluminio, ferro, stagno, antimonio, bismuto, argento, magnesio, oro, arsenico, cloro. Il tellurio deve essere purificato da tutti questi elementi prima con metodi chimici, poi per distillazione o fusione a zone. Naturalmente, il tellurio viene estratto in modi diversi da diversi minerali.

Il tellurio è dannoso

Il tellurio è sempre più utilizzato e, quindi, il numero di coloro che lo utilizzano è in aumento. Nella prima parte della storia dell'elemento n. 52 abbiamo già accennato alla tossicità del tellurio e dei suoi composti. Parliamo di questo in modo più dettagliato - proprio perché sempre più persone devono lavorare con il tellurio. Ecco una citazione da una dissertazione sul tellurio come veleno industriale: ratti bianchi, a cui è stato iniettato aerosol di tellurio, "mostravano ansia, starnutivano, si strofinavano il viso, diventavano letargici e assonnati". Il tellurio ha un effetto simile sugli esseri umani.

E il tellurio stesso e i suoi composti possono portare problemi di diversi "calibri". Ad esempio, causano la calvizie, influenzano la composizione del sangue e possono bloccare vari sistemi enzimatici. Sintomi di avvelenamento cronico con tellurio elementare - nausea, sonnolenza, emaciazione; l'aria espirata assume un cattivo odore di aglio di alchil tellururi.

Nell'avvelenamento acuto da tellurio, il siero con glucosio viene somministrato per via endovenosa e talvolta anche la morfina. Come agente profilattico, viene utilizzato l'acido ascorbico. Ma la principale prevenzione è la sigillatura accidentale dei dispositivi, l'automazione dei processi in cui sono coinvolti il ​​tellurio e i suoi composti.

L'elemento numero 52 porta molti vantaggi e quindi merita attenzione. Ma lavorare con lui richiede cautela, chiarezza e, ancora, attenzione focalizzata.

Aspetto del tellurio

Il tellurio cristallino è molto simile all'antimonio. Il suo colore è bianco argenteo. I cristalli sono esagonali, gli atomi in essi contenuti formano catene a spirale e sono collegati da legami covalenti con i vicini più vicini. Pertanto, il tellurio elementare può essere considerato un polimero inorganico. Il tellurio cristallino è caratterizzato da una lucentezza metallica, sebbene per il suo complesso di proprietà chimiche possa essere piuttosto attribuito ai non metalli. Il tellurio è fragile e può essere facilmente trasformato in polvere. La questione dell'esistenza di una modificazione amorfa del tellurio non è stata risolta in modo univoco. Quando il tellurio viene ridotto dagli acidi tellurici o tellurici, si forma un precipitato, ma non è ancora chiaro se queste particelle siano veramente amorfe o solo cristalli molto piccoli.

Anidride bicolore

Come si addice a un analogo dello zolfo, il tellurio mostra valenze 2–, 4+ e 6+, e molto meno spesso 2+. Il monossido di tellurio TeO può esistere solo in forma gassosa ed è facilmente ossidabile a TeO 2. È una sostanza cristallina bianca, non igroscopica, completamente stabile che fonde senza decomposizione a 733°C; ha una struttura polimerica, le cui molecole sono strutturate come segue:

Il biossido di tellurio si dissolve a malapena in acqua: solo una parte di TeO 2 per 1,5 milioni di parti di acqua va in soluzione e si forma una soluzione di acido tellurotico debole H 2 TeO 3 di concentrazione trascurabile. Anche le proprietà acide dell'acido tellurico H 6 TeO 6 sono espresse debolmente. Questa formula (e non H 2 TeO 4) gli è stata assegnata dopo che sono stati ottenuti i sali della composizione Ag 6 TeO 6 e Hg 3 TeO 6, che sono facilmente solubili in acqua. L'anidride TeO 3, che forma l'acido tellurico, è praticamente insolubile in acqua. Questa sostanza esiste in due modifiche: gialla e grigia: α-TeO 3 e β-TeO 3. L'anidride tellurica grigia è molto stabile: anche se riscaldata, non risente degli acidi e degli alcali concentrati. Viene purificato dalla varietà gialla facendo bollire la miscela in idrossido di potassio concentrato.

Seconda eccezione

Quando creò la tavola periodica, Mendeleev mise il tellurio e lo iodio vicino (oltre all'argon e al potassio) nei gruppi VI e VII non in accordo, ma nonostante i loro pesi atomici. Infatti, la massa atomica del tellurio è 127,61 e quella dello iodio è 126,91. Ciò significa che lo iodio avrebbe dovuto stare non dietro il tellurio, ma davanti ad esso. Mendeleev, tuttavia, non dubitava della correttezza del suo ragionamento, poiché riteneva che i pesi atomici di questi elementi non fossero determinati con sufficiente precisione. L'amico intimo di Mendeleev, il chimico ceco Boguslav Brauner, controllò attentamente i pesi atomici del tellurio e dello iodio, ma i suoi dati coincidevano con quelli precedenti. La legittimità delle eccezioni che confermavano la regola fu stabilita solo quando la base della tavola periodica fu formata non dai pesi atomici, ma dalle cariche dei nuclei, quando la composizione isotopica di entrambi gli elementi divenne nota. Il tellurio, a differenza dello iodio, è dominato da isotopi pesanti.

A proposito, sugli isotopi. Ora ci sono 22 isotopi noti dell'elemento 52. Otto di loro - con numeri di massa 120, 122, 123, 124, 125, 126, 128 e 130 - sono stabili. Gli ultimi due isotopi sono i più comuni: 31,79 e 34,48%, rispettivamente.

Minerali di tellurio

Sebbene il tellurio sulla Terra sia significativamente inferiore al selenio, ci sono più minerali noti per l'elemento 52 rispetto ai minerali del suo analogo. Per la loro composizione, i minerali di tellurio sono duplici: o tellururi o prodotti di ossidazione dei tellururi nella crosta terrestre. Tra i primi ci sono la calaverite AuTe 2 e la krennerite (Au, Ag) Te 2, che sono tra i pochi composti naturali dell'oro. Sono noti anche tellururi naturali di bismuto, piombo e mercurio. Il tellurio nativo si trova molto raramente in natura. Anche prima della scoperta di questo elemento, a volte veniva trovato nei minerali di solfuro, ma non poteva essere identificato correttamente. I minerali di tellurio non hanno alcun valore pratico: tutto il tellurio industriale è un sottoprodotto della lavorazione di altri minerali metallici.

Quelli sono chimici. elemento del VI gruppo della tavola periodica degli elementi; a. n. 52, a. M.127,60. Una sostanza fragile grigio-argentea lucente con una lucentezza metallica. Nei composti, presenta stati di ossidazione -2, +4 e +6. B naturale è costituito da otto isotopi stabili con numeri di massa 120,122-126, 128 e 130. Ci sono 16 isotopi radioattivi noti con un periodo di semidecadimento da 2 a 154 giorni. I più diffusi sono gli isotopi pesanti con numero di massa 128 e 130. T. scoprì (1782) Hung. ricercatore F. Müller von Reichenstein. Il tellurio appartiene a elementi rari sparsi, il suo contenuto nella crosta terrestre è del 10-7%. Contenuto in molti minerali con minerali di oro, argento, platino, rame, ferro, piombo, bismuto, solfuro. Il reticolo cristallino di T. è esagonale con periodi a - 4,4570 A ec = 5,9290 A. Densità (m-pa 20p C) 6,22 g/cm3; /pl 449,5 °C; bollire 990 ± 2 ° .

Nota modificazione "amorfa" del Tellurio (polvere marrone scuro), che si trasforma irreversibilmente in cristallino quando riscaldato. Coefficiente di temperatura espansione lineare della T. policristallina (16-17) 10-6 deg-1, al coeff. conducibilità termica (t-ra 20°C) 0,014 cal/cm X X sec x deg; calore specifico (t-ra 25°C) 0,048 cal/g x gradi. T. è un semiconduttore con una banda proibita di 0,34 eV. La conducibilità elettrica di T. dipende dalla purezza e dal grado di perfezione del cristallo. Nei campioni più puri, è ~ 0,02 ohm-1 x cm-1. La mobilità degli elettroni è 1700, la mobilità delle lacune è 1200 cm2 / in x sec. Quando fuso, il Tellurio si trasforma in uno stato metallico. Il tellurio è diamagnetico, la suscettibilità magnetica specifica è 0,3 10-6 cm3 / g (a temperatura ambiente). Durezza della scala di Mohs 2.0-2.5; mer microdurezza 58 kgf/mm2, modulo di norma, elasticità 4200 kgf/mm2, coefficiente. comprimibilità (t-ra 30°C) 1,5-10 6 cm2/kgf. Cristalli singoli di tellurio con orientamento lungo (0001) frattura fragile ad uno stress di 14 kgf / mm2.

Per chimica. St. you T. mi ricorda lo zolfo. ma meno attivo. A temperatura ambiente, non si ossida all'aria, quando riscaldato si brucia con la formazione di biossido di TeO2 - cristallino bianco, leggermente solubile in acqua. Sono noti anche TeO e TeO3, meno stabili del TeO2. In condizioni normali il Tellurio interagisce molto lentamente con l'acqua con lo sviluppo di idrogeno e la formazione di acido solforico per formare una soluzione rossa di TeS03; se diluito con acqua, avviene la reazione inversa con il rilascio di tellurio. T. si scioglie in azoto a - quelli con formazione di tellurico a - ti H2Te03, in cloridrico diluito a - quelli si scioglie leggermente.

Il tellurio si dissolve lentamente negli alcali. Con l'idrogeno forma il tellururo H2Te, un gas incolore dall'odore sgradevole che condensa a temperatura -2°C e solidifica a temperatura -51,2°C, composto instabile che si decompone facilmente sotto l'azione di ossidanti anche deboli. Il tellurio non forma solfuri stabili in condizioni normali, il composto TeS2 è stabile a temperature fino a -20°C. Con il selenio il T. forma soluzioni solide continue. Composizione nota TeXv (solo fluoruro), TeX4 e TeX2, a-segale si ottengono per interazione diretta degli elementi. A temperatura ambiente tutto è solido, si decompone parzialmente con l'acqua; solo TeFe è un gas incolore con un odore sgradevole. Quando riscaldato, T. reagisce con molti metalli, formando.

La materia prima per la produzione del Tellurio sono i fanghi di produzione di rame-nichel e acido solforico, nonché prodotti ottenuti durante la raffinazione del piombo. Il fango anodico viene lavorato con un metodo acido o alcalino, convertendo T. in uno stato tetravalente e quindi riducendolo con anidride solforosa da soluzioni a fine titolo. cloridrico a-quelli o elettroliticamente. Inoltre, i materiali contenenti T. possono essere lavorati con il metodo del cloro. Il tellurio di elevata purezza si ottiene per sublimazione e ricristallizzazione zonale (il metodo più efficace di purificazione profonda, che consente di ottenere una sostanza con una purezza del 99,9999%).

I composti del tellurio sono tossici, il loro effetto sul corpo umano è simile a quello del selenio e dei composti dell'arsenico. Il veleno più potente è il tellururo. La concentrazione massima ammissibile di T. nell'aria è 0,01 mg / mV, T. viene utilizzato nella vulcanizzazione della gomma, nella produzione di cavi di piombo (l'aggiunta fino allo 0,1% di Te migliora le proprietà meccaniche del piombo). I composti T. sono utilizzati nell'industria del vetro (per la verniciatura del vetro e della porcellana) e nella fotografia. Il tellurio è ampiamente utilizzato nella sintesi di composti semiconduttori. Composti T. - il materiale principale per la produzione di termoelementi.

Il tellurio appartiene agli elementi dispersi (il loro contenuto nella crosta terrestre è 1 ⋅ 10⁻ ⁷ %. Il tellurio si forma raramente in modo indipendente. Di solito si presenta naturalmente sotto forma di impurità nei solfuri, così come nello zolfo nativo. Le principali fonti di tellurio e selenio sono i rifiuti di produzione di acido solforico che si accumulano nelle camere a polvere, nonché i sedimenti (fanghi) formati durante la purificazione elettrolitica del rame. Il fango, tra le altre impurità, contiene anche seleniuro d'argento Ag 2 Se e alcuni. Quando i fanghi vengono cotti, si forma l'ossido di tellurio TeO 2 e anche ossidi di metalli pesanti. Il tellurio è ridotto dagli ossidi di TeO 2 quando esposto ad anidride solforosa in un mezzo acquoso:

TeO 2 + H 2 O = H 2 TeO 3

H 2 SeO 3 + 2SO 2 + H 2 O = Se + 2H 2 SO 4

Il tellurio, come esso, forma modificazioni allotropiche: cristalline e amorfe. Il tellurio cristallino è di colore grigio-argenteo, fragile, facilmente macinato in polvere. La sua conduttività elettrica è trascurabile, ma aumenta con l'illuminazione. Il tellurio amorfo è marrone, meno stabile dell'amorfo e a 25 gradi. diventa cristallino.

Il tellurio è chimicamente molto simile allo zolfo. Brucia in aria (blu verdastro), formando i corrispondenti ossidi di TeO 2. A differenza di SO 2 l'ossido di tellurio è una sostanza cristallina ed è poco solubile in acqua.

Il tellurio non si combina direttamente con l'idrogeno. Quando riscaldato, interagisce con molti metalli, formando i corrispondenti sali (), ad esempio K 2 Te. Il tellurio, anche in condizioni normali, reagisce con l'acqua:

Te + 2H 2 O = TeO 2 + 2H 2

Come il selenio, il tellurio viene ossidato ai corrispondenti acidi H 2 TeO 4 , ma in condizioni più severe e l'azione di altri ossidanti:

Te + 3H 2 O 2 (30%) = H 6 TeO 6

Il tellurio, come lo zolfo, si dissolve lentamente in soluzioni acquose bollenti di alcali:

3Te + 6KOH = 6K 2 Te + K 2 TeO 3 + 3H 2 O

Il tellurio è utilizzato principalmente come materiale semiconduttore.

Proprietà del tellurio

Il tellururo di idrogeno può essere ottenuto agendo sui tellururi con acidi diluiti:

Na2Te + H2SO4 = Na2SO4 + H2Te

Il tellururo di idrogeno in condizioni normali è un gas incolore con caratteristici odori sgradevoli (più sgradevoli dell'odore di H 2 S, ma più tossico, e tellururo di idrogeno meno tossico). Gli idruri di tellurio mostrano proprietà riducenti in misura maggiore di e H 2 Il te in acqua è più o meno lo stesso dell'idrogeno solforato. Le soluzioni acquose di idruri mostrano una pronunciata reazione acida a causa della loro dissociazione in soluzioni acquose secondo lo schema:

H 2 Te H + HTe ⁺

↓

H + Te² ⁺

Nella serie O - S - Se - Te i raggi dei loro ioni sono E² ⁺ trattenere lo ione idrogeno. Ciò è confermato da dati sperimentali, che hanno confermato che l'acido fluoridrico è più forte dell'acido solfidrico.

Nella serie O - S - Se - Te, la capacità di dissociazione termica degli idruri aumenta: è più difficile decomporre l'acqua per riscaldamento, mentre gli idruri di tellurio sono instabili e si decompongono anche con un debole riscaldamento.

Il sale dell'acido tellurico idrogeno (telluridi) ha proprietà simili ai solfuri. Si ottengono, come i solfuri, per azione del tellururo di idrogeno sui sali metallici solubili.

I tellururi sono simili ai solfuri in termini di solubilità in acqua e acidi. Ad esempio, quando si fa passare il tellururo di idrogeno attraverso una soluzione acquosa di Cu 2 SO 4 si ottiene il tellururo di rame:

H 2 Te + CuSO 4 = H 2 SO 4 + CuTe

Con l'ossigeno, Te forma composti di TeO 2 e TeO 3 si formano durante la combustione del tellurio nell'aria, durante la combustione dei tellururi e anche durante la combustione degli idruri di tellurio:

Te + O 2 = TeO 2

2ZnTe + 3O 2 = 2ZnO + 2TeO 2

2H 2 Te + 3O 2 = 2H 2 O + 2TeO 2

TeO 2 - ossidi acidi (anidridi). Quando disciolti in acqua, formano, rispettivamente, acido tellurico:

TeO 2 + H 2 O = H 2 TeO 3

Questo acido si dissocia in una soluzione acquosa un po' più debole dell'acido solforoso. L'acido tellurotico non è stato ottenuto in forma libera ed esiste solo in soluzioni acquose.

Mentre i composti dello zolfo con uno stato di ossidazione di 4+ nelle reazioni chimiche agiscono principalmente come agenti riducenti, con un aumento dello stato di ossidazione dello zolfo a 6+, TeO 2 e gli acidi corrispondenti mostrano proprietà principalmente ossidanti, rispettivamente, riducendo a Te. In questo modo, in pratica, si ottiene il tellurio in forma libera:

H 2 TeO 3 + 2SO 2 + H 2 O = 2H 2 SO 4 + Te

L'acido tellurotico mostra proprietà riducenti solo quando interagisce con forti ossidanti:

3H 2 TeO 3 + HClO 3 = 3H 2 TeO 4 + HCl

Acido tellurico libero H 2 TeO 4 - di solito rilasciato sotto forma di idrato cristallino H 2 TeO 4 2H 2 O che si scrive come H 6 TeO 6 ... In acido orthotellurico H 6 TeO 6 gli atomi di idrogeno possono essere parzialmente o completamente sostituiti da atomi di metallo, formando sali Na6TeO6.