Теллур

Определение "Теллур" в Большой Советской Энциклопедии

Теллур (лат. Tellurium), Te, химический элемент VI группы главной подгруппы периодической системы Менделеева; атомный номер 52, атомная масса 127,60, относится к редким рассеянным элементам. В природе встречается в виде восьми стабильных изотопов с массовыми числами 120, 122-126, 128, 130, из которых наиболее распространены ¹²⁸Te (31,79%) и ¹³⁰Te (34,48%). Из искусственно полученных радиоактивных изотопов широкое применение в качестве меченых атомов имеют ¹²⁷Te (Т_1/2 =105 сут) и ¹²⁹Te (Т_1/2 = 33,5 сут). Теллур открыт Ф. Мюллером в 1782. Немецкий учёный М. Г. Клапрот подтвердил это открытие и дал элементу название «теллур» (от латинского tellus, родительный падеж telluris - Земля). Первые систематические исследования химии Теллур выполнены в 30-х гг. 19 в. И. Я. Берцелиусом.

Распространение в природе. Теллур - один из наиболее редких элементов; среднее содержание в земной коре (кларк) ~1×10^-7% по массе. В магме и биосфере Теллур рассеян; из некоторых горячих подземных источников осаждается вместе с S, Ag, Au, Pb и др. элементами. Известны гидротермальные месторождения Au и цветных металлов, обогащенные Теллур; с ними связаны около 40 минералов этого элемента (важнейшие - алтаит, теллуровисмутит и др. теллуриды природные). Характерна примесь Теллур в пирите и др. сульфидах. Теллур извлекается из полиметаллических руд (см. также Рассеянных элементов руды).

Физические и химические свойства. Теллур серебристо-белого цвета с металлическим блеском, хрупок, при нагреве становится пластичным. Кристаллизуется в гексагональной системе: а = 4,4570 А; с = 5,9290 А; плотность 6,25г/см³ при 20°С; t_пл 450°С; t_kип 990 ± 1,0 °С; удельная теплоёмкость при 20 °С 0,204 кдж/(кг × К)[0,047 кал/(г × °С)]; теплопроводность при 20 °С 5,999 вт/(м ×К) [0,014 кал/(см × сек °С)]; температурный коэффициент линейного расширения 1,68×10^-5 (20°С). Теллур диамагнитен, удельная магнитная восприимчивость при 18 °С - 0,31×10^-6. Твёрдость по Бринеллю 184,3 Мн/м² (18,43 кгс/мм²). Атомный радиус 1,7 А, ионные радиусы: Те^2- 2,22А, Te⁴⁺ 0,89А, Te⁶⁺ 0,56 А.

Теллур - полупроводник. Ширина запрещенной зоны 0,34 эв. При обычных условиях и вплоть до температуры плавления чистый Теллур имеет проводимость р-типа. С понижением температуры в интервале (-100 °С) - (-80 °С) происходит переход: проводимость Теллур становится n-типа. температура этого перехода зависит от чистоты образца, и она тем ниже, чем чище образец.

Конфигурация внешней электронной оболочки атома Te 5s² 5р⁴. В соединениях проявляет степени окисления –2; +4; +6, реже +2. Теллур - химический аналог серы и селена с более резко выраженными металлическими свойствами. С кислородом Теллур образует окись TeO, двуокись TeO₂ и трёх-окись TeO₃. TeO существует выше 1000 °С в газовой фазе. TeO₂ получается при сгорании Te на воздухе, обладает амфотерными свойствами, трудно растворима в воде, но легко - в кислых и щелочных растворах. TeO₃ неустойчива, может быть получена только при разложении теллуровой кислоты. При нагревании Теллур взаимодействует с водородом с образованием теллуроводорода H₂Te - бесцветного ядовитого газа с резким, неприятным запахом. С галогенами реагирует легко; для него характерны галогениды типа TeX₂ и TeX₄ (где Х-Cl и Вг); получены также TeF₄, TeF₆; все они легколетучи, водой гидролизуются. Теллур непосредственно взаимодействует с неметаллами (S, Р), а также с металлами; он реагирует при комнатной температуре с концентрированными азотной и серной кислотами, в последнем случае образуется TeSO₃, окисляющаяся при нагревании до TeOSO₄. Известны относительно слабые кислоты Te: теллуроводородная (раствор H₂Te в воде), теллуристая H₂TeO₃ и теллуровая H₆TeO₆; их соли (соответственно теллуриды, теллуриты и теллураты) слабо или совсем нерастворимы в воде (за исключением солей щелочных металлов и аммония). Известны некоторые органические производные Теллур, например RTeH, диалкилтеллуриды R₂Te - легкокипящие жидкости с неприятным запахом.

Получение. Теллур извлекается попутно при переработке сульфидных руд из полупродуктов медного, свинцово-цинкового производства, а также из некоторых золотых руд. Основным источником сырья для производства Теллур являются шламы электролиза меди, содержащие от 0,5 до 2% Te, а также Ag, Au, Se, Cu и др. элементы. Шламы сначала освобождаются от Cu, Se, остаток, содержащий благородные металлы, Te, Pb, Sb и др. компоненты, переплавляют с целью получения сплава золота с серебром. Теллур при этом в виде Na₂TeO₃ переходит в содово-теллуровые шлаки, где содержание его достигает 20-35%. Шлаки дробят, размалывают и выщелачивают водой. Из раствора Теллур осаждается электролизом на катоде. Полученный теллуровый концентрат обрабатывают щёлочью в присутствии алюминиевого порошка, переводя Теллур в раствор в виде теллуридов. Раствор отделяется от нерастворимого остатка, концентрирующего примеси тяжёлых металлов, и продувается воздухом. При этом Теллур (чистотой 99%) осаждается в элементарном состоянии. Теллур повышенной чистоты получают повторением теллуридной переработки. Наиболее чистый Теллур получают сочетанием методов химической очистки, дистилляции, зонной плавки.

Применение. Теллур используют в полупроводниковой технике (см. Полупроводниковые материалы); в качестве легирующей добавки - в сплавах свинца, чугуне и стали для улучшения их обрабатываемости и повышения механических характеристик; Bi₂Te₃ и Sb₂Te₃ применяют в термогенераторах, a CdTe - в солнечных батареях и в качестве полупроводниковых лазерных материалов. Теллур используют также для отбеливания чугуна, вулканизации латексных смесей, производства коричневых и красных стекол и эмалей.
  Теллур Н. Грейвер.

Теллур в организме. Теллур постоянно присутствует в тканях растений и животных. В растениях, произрастающих на почвах, богатых Теллур, его концентрация достигает      2×10^-4-2,5×10^-3%, в наземных животных - около 2×10^-6%. У человека суточное поступление Теллур с продуктами питания и водой составляет около 0,6 мг. выводится из организма главным образом с мочой (свыше 80%), а также с калом. Умеренно токсичен для растений и высокотоксичен для млекопитающих (вызывает задержку роста, потерю шерсти, параличи и т. д.).

Профессиональные отравления Теллур возможны при его выплавке и др. производственных операциях. Наблюдаются озноб, головная боль, слабость, частый пульс, отсутствие аппетита, металлический вкус во рту, чесночный запах выдыхаемого воздуха, тошнота, тёмная окраска языка, раздражение дыхательных путей, потливость, выпадение волос. Профилактика: соблюдение требований гигиены труда, меры индивидуальной защиты кожных покровов, медицинские осмотры рабочих.

  Лит.: Кудрявцев А, А.. Химия и технология селена и теллура, 2 изд., М.. 1968; Основы металлургии, т. 4, гл. VIII, М.. 1967; Филянд М. А.. Семенова Е. И.. Свойства редких элементов, 2 изд., М.. 1964; Букетов Е. А., Малышев В. П.. Извлечение селена и теллура из медеэлектролитных шламов, А.-А.. 1969; Bowen H. I. М.. Trace elements in biochemistry, L.-N. Y.. 1966.