Теллур сообщение по химии

Обновлено: 09.05.2024

Халькогены являются одним из самых интересных семейств в периодической таблице. Первый член семейства, кислород , представляет собой газ с очень неметаллоподобными свойствами. Следующие два члена семейства, сера и селен, являются твердыми телами со все более металлическими свойствами. Теллур, в нижней части семейства, выглядит и ведет себя очень похоже на большинство металлов. Медленное изменение свойств, от менее металлоподобных к более металлоподобным, происходит во всех семействах периодической таблицы. Но изменения редко бывают столь же драматичными, как в халькогенах.

СИМВОЛ
Те

АТОМНЫЙ НОМЕР
52

АТОМНАЯ МАССА
127,60

СЕМЬЯ
Группа 16
(VIA) Халькоген

Теллур был открыт в 1782 году австрийским минералогом бароном Францем Йозефом Мюллером фон Райхенштайном (1740-1825 или 1826). Элемент редко встречается в чистом виде. Он обычно встречается в виде соединения в рудах золота, серебра, меди, свинца, ртути или висмута. Наиболее распространенное использование теллура сегодня находится в специализированных сплавах. Сплав изготавливается путем плавления и смешивания двух или более металлов. Смесь обладает свойствами, отличительными от свойств отдельных металлов. Около трех четвертей всего теллура уходит в сплавы. Два других основных применения теллура - в изготовлении химических веществ и электрического оборудования.

Обнаружение и именование

Теллур часто встречается с другим элементом, селеном. Этот элемент был открыт 30 лет спустя и назван в честь Луны. На латыни Луна — селена. Связь между теллуром и селеном сейчас более ясна, чем это было, когда теллур был впервые обнаружен.

Физические свойства

Теллур представляет собой серовато-белое твердое вещество с блестящей поверхностью. Он имеет температуру плавления 449,8 ° C и температуру кипения 989,9 ° C. Его плотность составляет 6,24 грамма на кубический сантиметр. Он относительно мягкий. Хотя он обладает многими металлоподобными свойствами, он довольно легко распадается и не очень хорошо проводит электрический ток.

Химические свойства

Теллур не растворяется в воде. Но он растворяется в большинстве кислот и некоторых щелочах. Щелочь — это химическое вещество со свойствами, противоположными свойствам кислоты. Гидроксид натрия и известковая вода являются примерами щелочей.

Теллур также обладает необычным свойством сочетаться с золотом. Золото обычно сочетается с очень небольшим количеством элементов. Соединение, образующееся между золотом и теллуром, называется теллуридом золота (Au 2 Те 3 ). Большая часть золота, найденного в земле, встречается в форме теллурида золота.

Встречаемость в природе

Теллур является одним из самых редких элементов в земной коре. Его численность оценивается примерно в 1 часть на миллиард. Это ставит его около числа 75 в изобилии элементов в земле. Он встречается реже, чем золото, серебро или платина.

Наиболее распространенным минералом теллура является сильванит. Сильванит представляет собой сложную комбинацию золота, серебра и теллура. Сегодня теллур коммерчески получают в качестве поперемочного продукта при рафинировании меди и свинца.

Изотопы

Известно восемь природных изотопов теллура. Это теллур-120, теллур-122, теллур-123, теллур-124, теллур-125, теллур-126, теллур-128, теллур-130. Изотопы представляют собой две или более формы элемента. Изотопы отличаются друг от друга по их массовому количеству. Число, записанное справа от имени элемента, является массовым числом. Массовое число представляет собой число протонов плюс нейтронов в ядре атома элемента. Количество протонов определяет элемент, но количество нейтронов в атоме любого элемента может варьироваться. Каждая вариация является изотопом.

Известно также не менее десятка радиоактивных изотопов теллура. Радиоактивный изотоп — это тот, который распадается и испускает некоторую форму излучения. Радиоактивные изотопы образуются, когда очень маленькие частицы выстреливаются в атомы. Эти частицы застревают в атомах и делают их радиоактивными.

Ни один из радиоактивных изотопов теллура не имеет коммерческого применения.

Извлечение

Распространенным методом получения теллура является пропускание электрического тока через растворенный диоксид теллура (TeO) 2 ).

Применение и составы

Около 75 процентов всего производимого сегодня теллура используется в сплавах. Его наиболее важным сплавом является сплав теллур-сталь. Он имеет лучшую обрабатываемость, чем сталь без теллура. Обрабатываемость означает работу с металлом: гибку, резку, формовку, токарную обработку и отделку металла, например. Добавление 0,04 процента теллура в сталь значительно облегчает работу.

Теллур также добавляют в медь для улучшения обрабатываемости. С теллур-медными сплавами также легче работать, чем с чистой медью. И существенная способность меди проводить электрический ток не затрагивается. Теллур также добавляют в свинец. Теллур-свинцовые сплавы более устойчивы к вибрации и усталости, чем чистый свинец. Усталость металла - это тенденция металла к износу и в конечном итоге к разрушениям после длительного использования.

Около 15 процентов всего производимого теллура используется в резиновой и текстильной промышленности. Это важно, например, при вулканизации резины. Вулканизация - это процесс, с помощью которого мягкая резина превращается в более твердый и долговечный продукт. Теллур также используется в качестве катализатора при изготовлении синтетических волокон. Катализатор - это вещество, используемое для ускорения или замедления химической реакции без каких-либо изменений.

Растущее применение теллура происходит в различных электрических устройствах. Например, он используется для улучшения качества изображения в копиалях и принтерах. Соединение теллура, кадмия и ртути также используется в инфракрасных системах обнаружения. Инфракрасное излучение – это тепло. Его можно сделать видимым с помощью специального стекла. Некоторые спутники, вращающиеся вокруг Земли, изучают леса, сельскохозяйственные культуры и другие растительные насаждения, измеряя инфракрасное излучение, которое они испускают.

Наконец, очень небольшое количество теллура используется для незначительных применений, таких как краситель в стекле и керамике и в пескоструйных колпачках для строительных проектов.

Теллур придает чесночные запахи дыханию.

Последствия для здоровья

При приеме внутрь теллур может оказывать вредное воздействие. Это может вызвать тошноту, рвоту и повреждение центральной нервной системы. Одним из интересных побочных эффектов является то, что он придает чесночные запахи дыханию.

Теллур —химический элемент с атомным номером 52 в периодической системе и атомной массой 127,60; обозначается символом Te (Tellurium), относится к семейству металлоидов.

История

Впервые был найден в1782 году в золотоносных рудах Трансильвании горным инспектором Францом Иозефом Мюллером (впоследствии барон фон Рейхенштейн), на территории Австро-Венгрии. В 1798 году Мартин Генрих 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).

Важный 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 H₂SeO₃ остается в растворе.

Из оксида ТеО₂ теллур восстанавливают углем.

Для очистки теллура от серы и селена используют его способность под действием восстановителя (Al) в щелочной среде переходить в растворимый дителлурид динатрия Na₂Te₂:

Для осаждения теллура через раствор пропускают воздух или кислород:

Для получения теллура особой чистоты его хлорируют

Образующийся тетрахлорид очищают дистилляцией или ректификацией. Затем тетрахлорид гидролизуют водой:

а образовавшийся ТеО₂ восстанавливают водородом:

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-жёлтый.

Химически теллур менее активен, чем сера. Он растворяется в щелочах, поддается действию азотной и серной кислот, но в разбавленной соляной кислоте растворяется слабо. С водой металлический теллур начинает реагировать при 100°С, а в виде порошка он окисляется на воздухе даже при комнатной температуре, образуя оксид Te0₂.

При нагреве на воздухе теллур сгорает, образуя Te0₂. Это прочное соединение обладает меньшей летучестью, чем сам теллур. Поэтому для очистки теллура от оксидов их восстанавливают проточным водородом при 500-600 °С.

В расплавленном состоянии теллур довольно инертен, поэтому в качестве контейнерных материалов при его плавке применяют графит и кварц.

Применение

Сплавы

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. 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-ЭДС около 1200 мкВ/К.

Узкозонные полупроводники

Совершенно исключительное значение также получили сплавы КРТ (кадмий-ртуть-теллур), которые обладают фантастическими характеристиками для обнаружения излучения от 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 стёкол

Варке специальных марок стекла (где он применяется в виде двуокиси), кроме того, некоторые стёкла на основе теллура являются полупроводниками (достоинство таких стёкол — прозрачность, легкоплавкость и электропроводность), что, в свою очередь, нашло применение в конструировании 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.

Периодическая система химических элементов Менделеева

Классификация хим. элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона/

198095, г.Санкт-Петербург, ул.Швецова, д.23, лит.Б, пом.7-Н, схема проезда

Теллур — химический элемент 16-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы VI группы, халькогены), 5-го периода в периодической системе, имеет атомный номер 52; обозначается символом Te (лат. Tellurium ), относится к семейству металлоидов.

Содержание

1 История
2 Происхождение названия

3 Нахождение в природе

3.1 Типы месторождений

4.1 Цены

5.1 Изотопы

7.1 Сплавы
7.2 Термоэлектрические материалы
7.3 Узкозонные полупроводники
7.4 Высокотемпературная сверхпроводимость
7.5 Производство резины
7.6 Производство халькогенидных стёкол
7.7 Источники света
7.8 CD-RW

8.1 Физиологическое действие

История

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

Происхождение названия

От латинского tellus, родительный падеж telluris, Земля (название предложил Мартин Клапрот).

Нахождение в природе

Содержание в земной коре 1⋅10 −6 % по массе. Известно около 100 минералов теллура. Наиболее часты теллуриды меди, свинца, цинка, серебра и золота. Изоморфная примесь теллура наблюдается во многих сульфидах, однако изоморфизм Te — S выражен хуже, чем в ряду Se — S, и в сульфиды входит ограниченная примесь теллура. Среди минералов теллура особое значение имеют алтаит (PbTe), сильванит (AgAuTe₄), калаверит (AuTe₂), гессит (Ag₂Te), креннерит [(Au, Ag)Te], петцит (Ag₃AuTe₂), мутманнит [(Ag, Au)Te], монбрейит (Au₂Te₃), нагиагит ([Pb₅Au(Te, Sb)]₄S₅), тетрадимит (Bi₂Te₂S). Встречаются кислородные соединения теллура, например, TeO₂ — теллуровая охра.

Встречается самородный теллур и вместе с селеном и серой (японская теллуристая сера содержит 0,17 % Те и 0,06 % Se).

Типы месторождений

Большая часть упомянутых минералов развита в низкотемпературных золото-серебряных месторождениях, где они обычно выделяются после основной массы сульфидов совместно с самородным золотом, сульфосолями серебра, свинца, а также с минералами висмута. Несмотря на развитие большого числа теллуровых минералов, главная масса теллура, извлекаемого промышленностью, входит в состав сульфидов других металлов. В частности, теллур в несколько меньшей степени, чем селен, входит в состав халькопирита медно-никелевых месторождений магматического происхождения, а также халькопирита, развитого в медноколчеданных гидротермальных месторождениях. Теллур находится также в составе пирита, халькопирита, молибденита и галенита месторождений порфировых медных руд, полиметаллических месторождений алтайского типа, галенита свинцово-цинковых месторождений, связанных со скарнами, сульфидно-кобальтовых, сурьмяно-ртутных и некоторых других. Содержание теллура в молибдените колеблется в пределах 8—53 г/т, в халькопирите 9—31 г/т, в пирите — до 70 г/т.

Получение

Из оксида TeO₂ теллур восстанавливают углём.

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

Для осаждения теллура через раствор пропускают воздух или кислород:

Для получения теллура особой чистоты его хлорируют

Образующийся тетрахлорид очищают дистилляцией или ректификацией. Затем тетрахлорид гидролизуют водой:

а образовавшийся TeO₂ восстанавливают водородом:

Теллур — редкий элемент, и значительный спрос при малом объёме добычи определяет высокую его цену (около $200–300 за кг в зависимости от чистоты), но, несмотря на это, диапазон областей его применения постоянно расширяется.

Физические свойства

Теллур — хрупкое серебристо-белое вещество с металлическим блеском. В тонких слоях на просвет красно-коричневый, в парах — золотисто-жёлтый. При нагревании приобретает пластичность. Кристаллическая решётка — гексагональная. Коэффициент теплового расширения — 1,68·10 −5 K −1 . Диамагнетик. Полупроводник с шириной запрещённой зоны 0,34 эВ, тип проводимости — p в нормальных условиях и при повышенной температуре, n — при пониженной температуре (граница перехода — от −80 °C до −100 °C в зависимости от чистоты).

Изотопы

Известны 38 нуклидов и 18 ядерных изомеров теллура с атомными числами от 105 до 142. Теллур — самый лёгкий элемент, чьи известные изотопы подвержены альфа-распаду (изотопы от 106 Te до 110 Te). Атомная масса теллура (127,60 г/моль) превышает атомную массу следующего за ним элемента — йода (126,90 г/моль).

В природе встречается восемь изотопов теллура. Шесть из них, 120 Te, 122 Te, 123 Te, 124 Te, 125 Te и 126 Te — стабильны. Остальные два — 128 Te и 130 Te — радиоактивны, оба они испытывают двойной бета-распад, превращаясь в изотопы ксенона 128 Xe и 130 Xe, соответственно. Стабильные изотопы составляют лишь 33,3 % от общего количества теллура, встречающегося в природе, что является возможным благодаря чрезвычайно долгим периодам полураспада природных радиоактивных изотопов. Они составляют от 7,9⋅10 20 до 2,2⋅10 24 лет. Изотоп 128 Te имеет самый долгий подтверждённый период полураспада из всех радионуклидов — 2,2⋅10 24 лет или 2,2 септиллиона лет, что примерно в 160 триллионов раз больше оценочного возраста Вселенной.

Химические свойства

В химических соединениях теллур проявляет степени окисления −2; +2; +4; +6. Является аналогом серы и селена, но химически менее активен, чем сера. Растворяется в щелочах, поддается действию азотной и серной кислот, но в разбавленной соляной кислоте растворяется слабо. С водой металлический теллур начинает реагировать при 100 °C .

С кислородом образует соединения TeO, TeO₂, TeO₃. В виде порошка окисляется на воздухе даже при комнатной температуре, образуя оксид TeO₂. При нагреве на воздухе сгорает, образуя TeO₂ — прочное соединение, обладающее меньшей летучестью, чем сам теллур. Это свойство используется для очистки теллура от оксидов, которые восстанавливают проточным водородом при температуре 500—600 °C . Диоксид теллура плохо растворим в воде, хорошо — в кислых и щелочных растворах.

Теллур образует соединение с водородом при нагревании, легко реагирует с галогенами, взаимодействует с серой, фосфором и металлами. При взаимодействии с концентрированной серной кислотой образует сульфит. Образует слабые кислоты: теллурводородную (H₂Te), теллуристую (H₂TeO₃) и теллуровую (H₆TeO₆), большинство солей которых плохо растворимы в воде.