Теллур

Теллур это химический элемент, простое вещество, с блестящим металлическим блеском, в природе встречаеться восемь изотопов шесть из них, 120Te, 122Te, 123Te, 124Te, 125Te и 126Te — стабильны. Два — 128Te и 130Te — радиоактивны.

Минералы содержащие теллур: алтаит PbTe, сильванит AgAuTe4калаверит AuTe2тетрадимит Bi2Te2S, а также кислородные соединения теллура, например ТеО2 — теллуровая охра.

Название получил от Земля, родительный падеж telluris. Применяеться как материал в производстве радиодеталей, в изготовлении оптических дисков и т.д.

Теллур полученый в результате плавления в вакууме

Что такое теллур

[Tellurium; от лат. tellus (telluris) — Земля], Те — химический элемент 16-й группы ( устаревший VI группы периодической системы элементов); ат. н. 52, ат. м. 127,60. Блестящее серебристо-серое хрупкое вещество с металлическим блеском.

В соединениях проявляет степени окисления —2, +4 и +6. Природный состоит из восьми стабильных изотопов с массовыми числами 120,122—126, 128 и 130.

Известны 16 радиоактивных изотопов с периодом полу-распада от 2 до 154 дней. Наиболее распространены тяжелые изотопы с массовыми числами 128 и 130. Теллур открыл (1782) венг. исследователь Ф. Мюллер фон Рейхенштейн.

Теллур относится к рассеянным редким элементам, его содержание в земной коре 10-7%. Содержится во многих минералах с золотом, серебром, платиной, медью, железом, свинцом, висмутом, в сульфидных минералах.

Кристаллическая решетка гексагональная с  периодами  а — 4,4570 А   и  с = 5,9290 А. Плотность (т-pa 20р С) 6,22 г/см3; /пл 449,5° С; tкип 990±2° С.

Известна «аморфная» модификация теллура (порошок темно-коричневого цвета), необратимо переходящая в кристаллическую при нагревании.

Физические свойства теллура

Температурный коэфф. линейного расширения поликристаллического Т. (16—17) 10-6 град-1,у коэфф. теплопроводности (т-ра 20° С) 0,014 кал/см X сек х град; удельная теплоемкость (т-ра 25° С) 0,048 кал/г х град.

Теллур — полупроводник с шириной запрещенной зоны 0,34 эв. Электропроводность зависит от чистоты и степени совершенства кристалла.

В наиболее чистых  образцах   она   равна ~0,02 ом-1 х см-1 .Подвижность электронов 1700, подвижность дырок 1200 см2/в х сек.  При плавлении теллур переходит в металлическое состояние.

Теллур диамагнитен, удельная магнитная восприимчивость — 0,3• 10-6 см3/г (при комнатной т-ре). Твердость по шкале Мооса 2,0—2,5; ср. микротвердость 58 кгс/мм2 , модуль норм, упругости 4200 кгс/мм2, коэфф. сжимаемости (т-ра 30° С) 1,5-10 6 см2/кгс.

Монокристаллы теллура  с   ориентацией по (0001) хрупко разрушаются при напряжении 14  кгс/мм2.

Химические свойства теллура

По хим. свойствам теллур напоминает серу и селен, но менее активен. При комнатной т-ре не окисляется на воздухе, при нагревании сгорает с образованием двуокиси ТеО2 — белого  кристаллического вещества, мало растворимого в воде.

Известны также окислы ТеО и ТеО3, менее устойчивые, чем ТеО2. При обычных    условиях теллур очень медленно взаимодействует с водой с выделением водорода и образованием ной серной к-те с образованием раствора TeSО3 красного цвета; при разбавлении водой протекает обратная реакция с выделением теллура.

Теллур растворяется в азотной к-те с образованием теллуристой к-ты Н2ТеО3, в разбавленной соляной к-те растворяется слабо.

В щелочах теллур растворяется медленно. С водородом образует теллуристый водород Н2Те — бесцветный газ с неприятным запахом, конденсирующийся при т-ре —2° С и затвердевающий при т-ре —51,2° С, нестойкое соединение, легко разлагающееся под действием даже слабых окислителей.

Стабильных при обычных условиях сульфидов не образует, соединение TeS2 устойчиво при т-ре до —20° С. С селеном образует непрерывные твердые растворы.

Известны галогениды состава ТеХ (только фторид), ТеХ4 и ТеХ2, к-рые получают непосредственным взаимодействием элементов. При комнатной т-ре все галогениды — твердые вещества, частично разлагающиеся водой; только TeFe — бесцветный газ с неприятным запахом.

При нагревании теллур реагирует со многими металлами, образуя теллуриды.

Он горит на воздухе ( зеленовато — синим ) , образуя соответствующие оксиды TeO2 . В отличие от SO2 оксид теллура является кристаллическим веществом и плохо растворим в воде .

Теллур непосредственно с водородом не соединяется . При нагревании взаимодействует с многими металлами , образуя соответствующие соли ( теллуриды ) , например K2Te . Теллур даже при обычных условиях реагирует с водой :

Te + 2H2O = TeO2 + 2H2

Сера селен теллур окисляется до соответствующих кислот H2TeO4 , но при более жёських условиях и действии других окислителей :

Te + 3H2O2 (30%) = H6TeO6

В кипящих водных растворах щелочей теллур , подобно сере , медленно растворяется :

3Te + 6KOH = 6K2Te + K2TeO3 + 3H2O

Теллур употребляется главным образом , как полупроводниковый материал.

Теллур восстанавливается из оксидов TeO2 при действии на них сернистого газа в водной среде :

TeO2 + H2O = H2TeO3

H2SeO3 + 2SO2 + H2O = Se + 2H2SO4

Теллур , как и селен , образует аллотропические модификации — кристаллический и аморфный (аллотропия теллура). Кристаллический теллур — серебристо — серого цвета , хрупок , легко растирается в порошок. Его электропроводность незначительна , но при освещении увеличивается.

Аморфный теллур — коричневого цвета , менее устойчив , чем аморфный селен и при 25 град. переходит в кристаллический .

Получение теллура

Сырьем для получения теллура служат шламы медноникелевого и сернокислотного произ-ва, а также продукты, получаемые при рафинировании свинца.

Анодные шламы перерабатывают кислотным или щелочным способом, переводя вещество в четырехвалентное состояние и затем восстанавливая его сернистым газом из растворов в концентрированной соляной к-те либо электролитически.

Кроме того, материалы, можно перерабатывать хлорным методом. Теллур высокой чистоты получают сублимацией и зонной перекристаллизацией (наиболее эффективный способ глубокой очистки, позволяющий получать вещество чистотой 99,9999%).

Применение

Применяют при вулканизации каучука, в произ-ве свинцовых кабелей (добавка до 0,1% Те улучшает мех. св-ва свинца). Соединения Т. используют в стекольной пром-сти (для окраски стекла и фарфора) и в фотографии.

Широкое применение получил в синтезе полупроводниковых соединений. Соединения  основной материал для произ-ва термоэлементов.

Нахождение в природе

Теллур относится к рассеянным элементам ( содержание их в земной коре составляет 1 ⋅ 10⁻⁷ % . Теллур редко образует самостоятельные минералы .

Обычно он встречается в природе в виде примесей к сульфидам , а также в самородной сере . Основными источниками теллура и селена служат отходы сернокислого производства , накапливающиеся в пылевых камерах , а также осадки ( шламы ) , образующиеся при электролитической очистке меди.

В шламе , в числе других примесей , содержится также селенид серебра Ag2Se и некоторые теллуриды. При обжиге шлама образуются оксид теллура TeO2 , а также оксиды тяжёлых металлов.

Свойства теллура

Теллуроводород может быть получен действием на теллуриды разбавленными кислотами :

Na2Te + H2SO4 = Na2SO4 + H2Te

Теллуроводород при нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с характерными неприятными запахами ( более неприятный чем запах H2S , но сероводород более ядовит , а теллуроводород менее ядовит ) .

Теллур можно определить химическим онализом, например Бутилродамин С (БРС), Тиомочевина (ТМ) и др.

Гидриды теллура проявляют восстановительные свойства в большей степени , чем сероводород , а растворимость H2Te в воде примерно такая же как и у сероводорода.

Водные растворы гидридов обнаруживают явно выраженную кислую реакцию вследствие диссоциации их в водных растворах по схеме :

        H2Te ↔ H + HTe⁺

H + Te²⁺

В ряду O — S — Se — Te радиусы их ионов Э²⁺ удерживать ион водорода . Это подтверждается опытными данными , что подтвердило теллуроводородная кислота является более сильной чем сероводородная кислота.

В ряду O — S — Se — Te  способность к термической диссоциации гидридов увеличивается : труднее всего разложить воду при нагревании , а гидриды теллура неустойчивы и разлагается даже при слабом нагревании.

Соль теллуроводородной кислоты ( теллуриды ) по своим свойствам близки к сульфидам . Их получают подобно сульфидам , действием теллурводорода на растворимые соли металлов.

Теллуриды сходен с сульфидами в отношении растворимости в воде и в кислотах.

Например , при пропускании теллурводорода через водный раствор Cu2SO4 получается теллурид меди :

H2Te + CuSO4 = H2SO4 + CuTe

Кислородные соединения

С кислородом Te образует соединения TeO2 и TeO3 они образуются при сгорании теллура на воздухе , при обжиге теллуридов , также при сжигании гидридов теллура :

Te + O2 = TeO2

2ZnTe + 3O2 = 2ZnO + 2TeO2

2H2Te + 3O2 = 2H2O + 2TeO2

TeO2 — кислотные оксиды ( ангидриды ) . При растворении в воде образуют , соответственно , теллуристую кислоту :

TeO2 + H2O = H2TeO3

Эта кислота диссоциирует в водном растворе несколько слабее , чем сернистая кислота . Теллуристая кислота в свободном виде не получена и существует только в водных растворах .

В то время как соединения серы со степенью окисления 4+ в химических реакциях преимущественно выступают в качестве восстановителей , с повышением степени окисления серы до 6 +.

Теллуристая кислота

TeO2 и соответствующие им кислоты проявляют главным образом окислительные свойства , восстанавливаясь соответственно до Te.

Эти способом на практике получают теллур в свободном виде :

H2TeO3 + 2SO2 + H2O = 2H2SO4 + Te

Восстановительные свойства теллуристая кислота проявляет лишь при взаимодействии с сильными окислителями :

3H2TeO3 + HClO3 = 3H2TeO4 + HCl

Свободная теллуровая кислота H2TeO4 — обычно выделяется в виде кристаллогидрата H2TeO4 • 2H2O  которую записывают как H6TeO6 . В ортотеллурной кислоте  H6TeO6 атомы водорода способны частично или полностью замещаться атомами металлов , образуя соли Na6TeO6 .

Теллуровая кислота

Теллуровая кислота это бесцветная кристаллическое вещество , хорошо растворимое в воде , она по своим свойствам весьма слабая как кислота .

Окислительные свойства у неё выражены сильнее чем у серной кислоты.

Теллуровая кислота окисляет соляную кислоту HCl по реакции :

H2SeO4 + 2HCl = H2SeO3 + H2O + Cl2

Ангидриды теллуровой кислоты TeO3 получают различными путями.

Оксид теллура ( IV )

Оксид теллура ( IV ) образуется при нагревании теллуровой кислоты до 300°C ( при более сильном нагревании TeO3 разлагается на TeO2 и O2 ) :

           300°C
H2TeO4 → TeO3 + H2O

         >300°C
2TeO3 →  2TeO2 + O2

TeO3 — порошок желтоватого цвета , не растворяется ни в воде , ни в разбавленных растворах кислот и щелочей , а только в концентрированных водных растворах щелочей :

TeO3 + 2KOH = K2TeO4 + H2O

Соединения теллура

Соединения теллура токсичны, их действие на организм человека подобно действию соединений селена и мышьяка. Наиболее сильным ядом является теллуристый водород.

Предельно допустимая концентрация в воздухе 0,01 мг/мв.

Пожаро — взрывоопасность веществ

Te — теллур , горючее вещество . Ат . масса 127,6 ; температура плавления 449,8°C . Дисперсность образца менее 44 мкм . Темп. самовоспл : аэрогеля 340°C , аэровзвеси 550°C .

TeH2 — теллуроводород , горючий газ . Мол . масса 129, 62 ; плотн. сжижеенного газа 2570кг/ м³ при температуре — 20°C ; плавление  — 51°C ; тимп. кипения от -2 до -3°C ; плотность по воздуху 4,49 ; в воде растворим но неустойчив ; идёт разложение теллроводорода на элементы .

Часто задоваемые вопросы ответы о теллуре?

Теллур металл или неметалл?

Не металл, но при плавлении теллур переходит в металлическое состояние.

Расположите химические элементы в порядке усиления неметаллических свойств теллур сера селен?

Неметаллические свойства простых веществ элементов усиливаются при движении снизу вверх, поэтому последовательность элементов в порядке усиления неметаллических свойств соответствующих им простых веществ следующая: теллур — селен — сера.

Какие степени окисления у теллура?

В химических соединениях теллур проявляет степени окисления −2; +2; +4; +6. Является аналогом серы и селена, но химически менее активен, чем сера.

Для чего используют теллур?

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.

Где содержится теллур?

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.

Где открыли теллур?

В январе 1798 г. он выступил с сообщением перед Берлинской академией наук об открытии им в трансильванском «белом золоте» особого металла, который получен «от матери земли» и назван поэтому теллуром (Tellur) от слова tellus земля (планета).

Почему теллур так называется?

И только в 1798 году немецкий химик Мартин Клапрот выделил новый элемент в чистом виде, определив его важнейшие свойства. По его предложению элемент назвали tellurium (от лат. tellus – Земля, родительный падеж telluris) с символом Te. В русском языке закрепился термин «теллур».

Статья на тему Теллур

Понравилась статья поделись ей

Leave a Comment