Mercado mundial de telúrio. A estrutura do átomo de telúrio A estrutura da molécula de telúrio

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É improvável que alguém acredite na história do capitão do mar, que, além disso, é lutador profissional de circo, famoso metalúrgico e médico consultor de clínica cirúrgica. No mundo elementos químicos Essa variedade de profissões é um fenômeno muito comum, e a expressão de Kozma Prutkov não se aplica a elas: “Um especialista é como gumboil: sua completude é unilateral”. Lembremos (antes mesmo de falar do objeto principal da nossa história) o ferro nos carros e o ferro no sangue, o ferro é um concentrador campo magnético e ferro - componente ocre... É verdade que o “treinamento profissional” dos elementos às vezes levava muito mais tempo do que o treinamento de um iogue qualificado médio. Então o elemento nº 52, do qual vamos falar, foi utilizado durante muitos anos apenas para demonstrar o que realmente é, esse elemento que leva o nome do nosso planeta: “telúrio” – de Tellus, que em latim significa “Terra””
Este elemento foi descoberto há quase dois séculos. Em 1782, o inspetor de minas Franz Joseph Müller (mais tarde Barão von Reichenstein) examinou minério de ouro encontrado em Semigorye, no que era então a Áustria-Hungria. Acabou sendo tão difícil decifrar a composição do minério que ele foi chamado de Aurum problematicum - “ouro duvidoso”. Foi desse “ouro” que Muller isolou um novo metal, mas total confiança não que fosse realmente novo. (Mais tarde descobriu-se que Müller estava errado sobre outra coisa: o elemento que descobriu era novo, mas só pode ser classificado como um metal com grande reserva.)

Para dissipar as dúvidas, Müller pediu ajuda a um especialista proeminente, o mineralogista e químico analítico sueco Bergman.
Infelizmente, o cientista morreu antes de terminar a análise da substância enviada - naquela época, os métodos analíticos já eram bastante precisos, mas a análise demorava muito.
Outros cientistas também tentaram estudar o elemento descoberto por Müller, mas apenas 16 anos após a sua descoberta, Martin Heinrich Klaproth, um dos principais químicos da época, provou irrefutavelmente que este elemento era realmente novo e propôs o nome “telúrio” para ele. .
Como sempre, após a descoberta do elemento, iniciou-se a busca por suas aplicações. Aparentemente, com base no antigo princípio que remonta aos tempos da atroquímica - o mundo é uma farmácia, o francês Fournier tentou tratar com telúrio algumas doenças graves, em particular a lepra. Mas sem sucesso - só muitos anos depois o telúrio foi capaz de fornecer aos médicos alguns “serviços menores”. Mais precisamente, não o telúrio em si, mas os sais do ácido telúrico K 2 Te0 3 e Na 2 Te0 3, que passaram a ser utilizados na microbiologia como corantes que conferem uma determinada cor às bactérias em estudo. Assim, com a ajuda de compostos de telúrio, o bacilo da difteria é isolado de forma confiável de uma massa de bactérias. Se não no tratamento, pelo menos no diagnóstico, o elemento nº 52 revelou-se útil aos médicos.
Mas às vezes esse elemento, e mais ainda alguns de seus compostos, causam problemas aos médicos. O telúrio é bastante tóxico. Em nosso país, a concentração máxima permitida de telúrio no ar é de 0,01 mg/m3. Dos compostos de telúrio, o mais perigoso é o telureto de hidrogênio H 2 Te, um gás venenoso incolor e de odor desagradável. Este último é bastante natural: o telúrio é um análogo do enxofre, o que significa que o H 2 Te deve ser semelhante ao sulfeto de hidrogênio. Irrita os brônquios e tem efeitos nocivos no sistema nervoso.
Essas propriedades desagradáveis não impediram que o telúrio entrasse na tecnologia e adquirisse muitas “profissões”.
Os metalúrgicos estão interessados no telúrio porque mesmo pequenas adições ao chumbo aumentam muito a força e a resistência química deste importante metal. O chumbo dopado com telúrio é usado nas indústrias química e de cabos. Assim, a vida útil dos dispositivos de produção de ácido sulfúrico revestidos internamente com uma liga de chumbo-telúrio (até 0,5% Te) é duas vezes maior que a dos mesmos dispositivos revestidos simplesmente com chumbo. A adição de telúrio ao cobre e ao aço facilita sua usinagem.

Na produção de vidro, o telúrio é usado para dar ao vidro uma cor marrom e um índice de refração mais alto. Na indústria da borracha, às vezes é usado como análogo do enxofre para a vulcanização de borrachas.

Telúrio - semicondutor

No entanto, estas indústrias não foram responsáveis pelo salto nos preços e na procura do elemento nº 52. Este salto ocorreu no início dos anos 60 do nosso século. O telúrio é um semicondutor típico e um semicondutor tecnológico. Ao contrário do germânio e do silício, derrete com relativa facilidade (ponto de fusão 449,8° C) e evapora (ferve logo abaixo de 1000° C). Conseqüentemente, é fácil obter a partir dele filmes semicondutores finos, que são de particular interesse para a microeletrônica moderna.
No entanto, o telúrio puro como semicondutor é usado de forma limitada - para a fabricação transistores de efeito de campo alguns tipos e em instrumentos que medem a intensidade da radiação gama. Além disso, uma impureza de telúrio é deliberadamente introduzida no arsenieto de gálio (o terceiro semicondutor mais importante depois do silício e do germânio) para criar nele uma condutividade do tipo eletrônico.
O escopo de alguns teluretos - compostos de telúrio com metais - é muito mais amplo. Teluretos de bismuto Bi 2 Te 3 e antimônio Sb 2 Te 3 tornaram-se os materiais mais importantes para geradores termoelétricos. Para explicar por que isso aconteceu, façamos uma breve digressão no campo da física e da história.
Há um século e meio (em 1821), o físico alemão Seebeck descobriu que num ambiente fechado circuito elétrico, consistindo de diferentes materiais, cujos contatos estão em diferentes temperaturas, cria uma força eletromotriz (é chamada de termo-fem). Após 12 anos, o suíço Peltier descobriu o efeito oposto do efeito Seebeck: quando corrente elétrica flui através de um circuito composto por diferentes materiais, nos pontos de contato, além do habitual calor Joule, uma certa quantidade de calor é liberada ou absorvida (dependendo da direção da corrente).

Durante aproximadamente 100 anos, essas descobertas permaneceram “coisas em si”, fatos curiosos, nada mais. E não seria exagero dizer que nova vida Ambos os efeitos começaram depois que o Acadêmico A.F. Ioffe e seus colegas desenvolveram a teoria do uso de materiais semicondutores para a fabricação de termoelementos. E logo essa teoria foi incorporada em geradores termoelétricos reais e refrigeradores termoelétricos para diversos fins.
Em particular, os geradores termoelétricos que utilizam teluretos de bismuto, chumbo e antimônio fornecem energia satélites artificiais Instalações terrestres, de navegação e meteorológicas, dispositivos de proteção catódica principais oleodutos. Os mesmos materiais ajudam a manter a temperatura desejada em muitos dispositivos eletrônicos e microeletrônicos.
EM últimos anos Outro composto químico de telúrio com propriedades semicondutoras, o telureto de cádmio CdTe, é de grande interesse. Este material é usado para fazer painéis solares, lasers, fotorresistores, contadores radiação radioativa. O telureto de cádmio também é famoso por ser um dos poucos semicondutores em que o efeito Han se manifesta visivelmente.
A essência deste último é que a própria introdução de uma pequena placa do semicondutor correspondente em um suficientemente forte campo elétrico leva à geração de emissão de rádio de alta frequência. O efeito Hahn já encontrou aplicação na tecnologia de radar.
Concluindo, podemos dizer que quantitativamente a principal “profissão” do telúrio é a liga de chumbo e outros metais. Qualitativamente, o principal, claro, é o trabalho do telúrio e dos teluretos como semicondutores.

Mistura útil

Na tabela periódica, o telúrio está localizado no subgrupo principal do grupo VI, ao lado do enxofre e do selênio. Esses três elementos são semelhantes em propriedades químicas e muitas vezes acompanham uns aos outros na natureza. Mas a participação do enxofre na crosta terrestre é de 0,03%, o selênio é de apenas 10-5%, o telúrio é ainda uma ordem de magnitude menor - 10-6%. Naturalmente, o telúrio, assim como o selênio, é mais frequentemente encontrado em compostos naturais de enxofre - como uma impureza. Acontece, porém (lembre-se do mineral em que foi descoberto o telúrio) que ele entra em contato com ouro, prata, cobre e outros elementos. Mais de 110 depósitos de quarenta minerais de telúrio foram descobertos em nosso planeta. Mas é sempre extraído junto com selênio, ouro ou outros metais.
Na Rússia, são conhecidos minérios contendo telúrio de cobre-níquel de Pechenga e Monchegorsk, minérios de chumbo-zinco contendo telúrio de Altai e vários outros depósitos.

O telúrio é isolado do minério de cobre na fase de purificação do cobre blister por eletrólise. Um sedimento - lama - cai no fundo do eletrolisador. Este é um produto intermediário muito caro. Para ilustrar a composição do lodo de uma das usinas canadenses: 49,8% de cobre, 1,976% de ouro, 10,52% de prata, 28,42% de selênio e 3,83% de telúrio. Todos esses componentes valiosos do lodo devem ser separados e existem diversas maneiras de fazer isso. Aqui está um deles.
O lodo é derretido em um forno e o ar passa através do fundido. Os metais, exceto ouro e prata, oxidam e se transformam em escória. O selênio e o telúrio também são oxidados, mas em óxidos voláteis, que são capturados em dispositivos especiais (purificadores), depois dissolvidos e convertidos em ácidos - selênio H 2 SeO3 e H 2 TeO3 telúrico. Se o dióxido de enxofre S0 2 passar por esta solução, ocorrerão reações
H 2 Se0 3 + 2S0 2 + H 2 0 → Se ↓ + 2H 2 S0 4 .
H2Te03 + 2S02 + H20 → Te ↓ + 2H 2 S0 4.
O telúrio e o selênio caem ao mesmo tempo, o que é altamente indesejável - precisamos deles separadamente. Portanto, as condições do processo são selecionadas de tal forma que, de acordo com as leis da termodinâmica química, o selênio seja reduzido primeiro. Isto é ajudado pela seleção da concentração ideal de ácido clorídrico adicionado à solução.
O telúrio é então depositado. O pó cinza resultante, é claro, contém uma certa quantidade de selênio e, além disso, enxofre, chumbo, cobre, sódio, silício, alumínio, ferro, estanho, antimônio, bismuto, prata, magnésio, ouro, arsênico, cloro. O telúrio deve primeiro ser purificado de todos esses elementos por métodos químicos, depois por destilação ou fusão por zona. Naturalmente, o telúrio é extraído de diferentes minérios de diferentes maneiras.

Telúrio é prejudicial

O telúrio está sendo cada vez mais utilizado e, portanto, o número de pessoas que trabalham com ele está aumentando. Na primeira parte da história do elemento nº 52, já mencionamos a toxicidade do telúrio e seus compostos. Vamos falar sobre isso com mais detalhes - justamente porque cada vez mais pessoas têm que trabalhar com telúrio. Aqui está uma citação de uma dissertação sobre o telúrio como veneno industrial: ratos brancos injetados com aerossol de telúrio “demonstraram inquietação, espirram, esfregaram o rosto e ficaram letárgicos e sonolentos”. O telúrio tem um efeito semelhante nas pessoas.

E eu telúrio e suas conexões podem trazer problemas de diferentes “calibres”. Eles, por exemplo, causam calvície, afetam a composição do sangue e podem bloquear vários sistemas enzimáticos. Os sintomas de envenenamento crônico com telúrio elementar são náusea, sonolência, emagrecimento; o ar exalado adquire um odor desagradável de alho de teluretos de alquila.
Em caso de intoxicação aguda por telúrio, soro com glicose é administrado por via intravenosa e às vezes até morfina. O ácido ascórbico é usado como profilático. Mas a principal prevenção é a vedação confiável dos dispositivos, a automação dos processos nos quais o telúrio e seus compostos estão envolvidos.

O elemento nº 52 traz muitos benefícios e por isso merece atenção. Mas trabalhar com isso exige cautela, clareza e, novamente, atenção concentrada.
APARÊNCIA DE TÉLURIO. O telúrio cristalino é mais semelhante ao antimônio. Sua cor é branco prateado. Os cristais são hexagonais, os átomos neles formam cadeias helicoidais e estão conectados por ligações covalentes aos seus vizinhos mais próximos. Portanto, o telúrio elementar pode ser considerado um polímero inorgânico. O telúrio cristalino é caracterizado por um brilho metálico, embora devido ao seu complexo de propriedades químicas possa ser classificado como um não metal. O telúrio é quebradiço e muito fácil de transformar em pó. A questão da existência de uma modificação amorfa do telúrio não foi claramente resolvida. Quando o telúrio é reduzido do ácido telúrico ou telúrico, forma-se um precipitado, mas ainda não está claro se essas partículas são verdadeiramente amorfas ou apenas cristais muito pequenos.
ANIDRIDO BICOLOR. Como convém a um análogo do enxofre, o telúrio exibe valências de 2-, 4+ e 6+ e muito menos frequentemente 2+. O monóxido de telúrio TeO só pode existir na forma gasosa e é facilmente oxidado a Te0 2. É uma substância cristalina branca, não higroscópica e completamente estável que derrete sem decomposição a 733°C; tem uma estrutura polimérica.
O dióxido de telúrio é quase insolúvel em água - apenas uma parte de Te0 2 por 1,5 milhão de partes de água passa para a solução e uma solução de ácido telúrico fraco H 2 Te0 3 de concentração insignificante é formada. As propriedades ácidas do ácido telúrico também são fracamente expressas.

H 6 TeO 6 . Esta fórmula (e não H 2 TeO 4) foi atribuída a ela após a obtenção dos sais da composição Ag 6 Te0 6 e Hg 3 Te0 6, que são altamente solúveis em água. O anidrido TeO3, que forma ácido telúrico, é praticamente insolúvel em. água Esta substância existe em duas modificações - amarela e. cinza: α-TeO3 e β-TeO3. O anidrido telúrico cinza é muito estável: mesmo quando aquecido, não é afetado por ácidos e álcalis concentrados. É purificado da variedade amarela fervendo a mistura em potássio cáustico concentrado.

SEGUNDA EXCEÇÃO. Ao criar a tabela periódica, Mendeleev colocou o telúrio e seu vizinho iodo (assim como o argônio e o potássio) nos grupos VI e VII, não de acordo, mas contrariamente aos seus pesos atômicos. Na verdade, a massa atômica do telúrio é 127,61, e a do iodo é 126,91. Isso significa que o iodo não deveria estar atrás do telúrio, mas na frente dele. Mendeleev, no entanto, não duvidou do acerto
a correção de seu raciocínio, pois acreditava que os pesos atômicos desses elementos não foram determinados com precisão suficiente. O amigo próximo de Mendeleev, o químico tcheco Boguslav Brauner, verificou cuidadosamente os pesos atômicos do telúrio e do iodo, mas seus dados coincidiram com os anteriores. A validade das exceções que confirmam a regra só foi estabelecida quando a tabela periódica se baseava não em pesos atômicos, mas em cargas nucleares, quando a composição isotópica de ambos os elementos se tornou conhecida. O telúrio, ao contrário do iodo, é dominado por isótopos pesados.
A propósito, sobre isótonos. Existem agora 22 isótopos conhecidos do elemento nº 52. Oito deles - com números de massa 120, 122, 123, 124, 125, 126, 128 e 130 - são estáveis. Os dois últimos isótopos são os mais comuns: 31,79 e 34,48%, respectivamente.

MINERAIS DE TÉLURIO. Embora o telúrio seja significativamente menos abundante na Terra do que o selênio, são conhecidos mais minerais do elemento nº 52 do que seus equivalentes. Os minerais de telúrio são de dois tipos em composição: teluretos ou produtos da oxidação de teluretos na crosta terrestre. Entre os primeiros estão a calaverita AuTe 2 e a krennerita (Au, Ag) Te2, que estão entre os poucos compostos naturais de ouro. Teluretos naturais de bismuto, chumbo e mercúrio também são conhecidos. O telúrio nativo é muito raramente encontrado na natureza. Mesmo antes da descoberta desse elemento, ele às vezes era encontrado em minérios sulfetados, mas não podia ser identificado corretamente. Significado prático os minerais não contêm telúrio - todo telúrio industrial é um subproduto do processamento de minérios de outros metais.

O telúrio é um não metal com brilho metálico. Sua cor é branco prateado. Este elemento é muito raro e disperso. Foi descoberto pelo inspetor de minas Franz Josef Müller em 1782. O telúrio é extraído de minério polimetálico. Esta substância está contida na forma de compostos em depósitos hidrotérmicos de ouro e outros.

O tálio é um material quebradiço que, quando aquecido, adquire propriedades plásticas. A densidade deste não-metal é 6,25 g/cm3. O Tellium começa a derreter quando a temperatura atinge 450 °C e ferve a 990 °C. O material possui propriedades diamagnéticas e a 18 °C o valor de suscetibilidade magnética específica é -0,31,10-6.

O telúrio é um semicondutor do tipo p quando as condições ambientais são normais ou quando o material é aquecido até o ponto de ebulição. Quando um não-metal é resfriado, em uma transição de cerca de -100°C, ele altera suas propriedades e adquire condutividade do tipo n. A largura do intervalo de banda é de 0,34 eV. A temperatura de transição diminui dependendo da pureza da substância.

O tálio é usado como aditivo de liga na produção de chumbo. Ajuda a melhorar a força e a resistência química. A liga de chumbo-telúrio é usada na produção de cabos e produtos químicos. Cobre e aço também são ligados ao telúrio. Isto permite uma usinagem melhorada.

O telúrio também é usado na produção de vidro. O vidro, graças a essa impureza, adquire uma cor marrom e seu índice de refração aumenta. Na indústria da borracha, o telúrio é utilizado para realizar o processo de vulcanização da borracha.

A demanda significativa por telúrio é impulsionada por suas propriedades semicondutoras. É considerado um semicondutor típico e tecnologicamente avançado. Esta substância é usada em microeletrônica. Dele se obtém uma película fina, capaz de derreter a mais baixas temperaturas, em comparação com muitos metais.

Na sua forma pura, o telúrio, na forma de semicondutor, raramente é utilizado devido ao seu fornecimento limitado nas entranhas da Terra. Na maioria dos casos, é utilizado na fabricação de transistores e dispositivos projetados para medir a intensidade da radiação gama.

Na maioria das vezes, na indústria, não é usado não-metal puro, mas seus compostos com metais, chamados teluretos. Eles são usados para produzir peças importantes de geradores termoelétricos.

Venda de metais não ferrosos em Moscou -.

DEFINIÇÃO

Telúrio- quinquagésimo segundo elemento da Tabela Periódica. Designação - Te do latim "telúrio". Localizada no quinto período, grupo VIA. Pertence à família dos metalóides. A carga nuclear é 52.

O telúrio é um dos elementos raros: seu conteúdo na crosta terrestre é de apenas 0,000001% (em peso).

Na sua forma livre, o telúrio é uma substância cristalina semelhante a um metal, de cor branco prateado (Fig. 1) com uma rede hexagonal. Frágil, facilmente abrasivo em pó. Semicondutor. Densidade 6,25 g/cm3. Ponto de fusão 450 o C, ponto de ebulição 990 o C.

Sabe-se que existe em um estado amorfo.

Arroz. 1. Telúrio. Aparência.

Massa atômica e molecular do telúrio

A massa molecular relativa de uma substância (M r) é um número que mostra quantas vezes a massa de uma determinada molécula é maior que 1/12 da massa de um átomo de carbono, e a massa atômica relativa de um elemento (A r) é quantas vezes a massa média dos átomos de um elemento químico é maior que 1/12 da massa de um átomo de carbono.

Como no estado livre o telúrio existe na forma de moléculas monoatômicas de Te, os valores de suas massas atômicas e moleculares coincidem. Eles são iguais a 127,60.

Isótopos de telúrio

Sabe-se que na natureza o telúrio pode ser encontrado na forma de oito isótopos estáveis, dois dos quais são radioativos (128 Te e 130 Te): 120 Te, 122 Te, 123 Te, 124 Te, 125 Te e 126 Te. Seus números de massa são 120, 122, 123, 124, 125, 126, 128 e 130, respectivamente. O núcleo de um átomo do isótopo de telúrio 120 Te contém cinquenta e dois prótons e sessenta e oito nêutrons, e os demais isótopos diferem dele apenas no número de nêutrons.

Existem isótopos artificiais instáveis de telúrio com números de massa de 105 a 142, bem como dezoito estados isoméricos de núcleos.

Íons de telúrio

No nível de energia externo do átomo de telúrio existem seis elétrons, que são de valência:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 4 .

Como resultado da interação química, o telúrio cede seus elétrons de valência, ou seja, é seu doador e se transforma em um íon carregado positivamente ou aceita elétrons de outro átomo, ou seja, é o seu aceitador e se transforma em um íon com carga negativa:

Te 0 -2e → Te + ;

Te 0 -4e → Te 4+ ;

Te 0 -6e → Te 6+ ;

Te 0 +2e → Te 2- .

Molécula e átomo de telúrio

No estado livre, o telúrio existe na forma de moléculas monoatômicas de Te. Aqui estão algumas propriedades que caracterizam o átomo e a molécula de telúrio:

Exemplos de resolução de problemas

EXEMPLO 1

EXEMPLO 2

Exercício	Calcule as frações de massa dos elementos que compõem o dióxido de telúrio se sua fórmula molecular for TeO 2.
Solução	A fração de massa de um elemento na composição de qualquer molécula é determinada pela fórmula: ω (X) = n × Ar (X) / Sr. (HX) × 100%.

Este elemento foi descoberto há quase dois séculos. Em 1782, o inspetor de minas Franz Joseph Müller (mais tarde Barão von Reichenstein) examinou minério de ouro encontrado em Semigorye, no que era então a Áustria-Hungria. Acabou sendo tão difícil decifrar a composição do minério que ele foi chamado de Aurum problematicum - “ouro duvidoso”. Foi desse “ouro” que Muller isolou um novo metal, mas não havia total confiança de que fosse realmente novo. (Mais tarde descobriu-se que Müller estava errado sobre outra coisa: o elemento que descobriu era novo, mas só pode ser classificado como um metal com grande reserva.)

Para dissipar as dúvidas, Müller pediu ajuda a um especialista proeminente, o mineralogista e químico analítico sueco Bergman.

Infelizmente, o cientista morreu antes de terminar a análise da substância enviada - naquela época, os métodos analíticos já eram bastante precisos, mas a análise demorava muito.

Outros cientistas também tentaram estudar o elemento descoberto por Müller, mas apenas 16 anos após a sua descoberta, Martin Heinrich Klaproth, um dos principais químicos da época, provou irrefutavelmente que este elemento era de facto novo, e propôs o nome “telúrio”. por isso.

Como sempre, após a descoberta do elemento, iniciou-se a busca por suas aplicações. Aparentemente, com base no antigo princípio que remonta aos tempos da atroquímica - o mundo é uma farmácia, o francês Fournier tentou tratar com telúrio algumas doenças graves, em particular a lepra. Mas sem sucesso - só muitos anos depois o telúrio foi capaz de fornecer aos médicos alguns “serviços menores”. Mais precisamente, não o telúrio em si, mas os sais do ácido telúrico K 2 TeO 3 e Na 2 TeO 3, que passaram a ser utilizados na microbiologia como corantes que conferem uma determinada cor às bactérias em estudo. Assim, com a ajuda de compostos de telúrio, o bacilo da difteria é isolado de forma confiável de uma massa de bactérias. Se não no tratamento, pelo menos no diagnóstico, o elemento nº 52 revelou-se útil aos médicos.

Mas às vezes esse elemento, e mais ainda alguns de seus compostos, causam problemas aos médicos. O telúrio é bastante tóxico. Em nosso país, a concentração máxima permitida de telúrio no ar é considerada 0,01 mg/m3. Dos compostos de telúrio, o mais perigoso é o telureto de hidrogênio H 2 Te, um gás venenoso incolor e de odor desagradável. Este último é bastante natural: o telúrio é um análogo do enxofre, o que significa que o H 2 Te deve ser semelhante ao sulfeto de hidrogênio. Irrita os brônquios e tem efeitos nocivos no sistema nervoso.

Essas propriedades desagradáveis não impediram que o telúrio entrasse na tecnologia e adquirisse muitas “profissões”.

Os metalúrgicos estão interessados no telúrio porque mesmo pequenas adições ao chumbo aumentam muito a força e a resistência química deste importante metal. O chumbo dopado com telúrio é usado nas indústrias química e de cabos. Assim, a vida útil dos dispositivos de produção de ácido sulfúrico revestidos internamente com uma liga de chumbo-telúrio (até 0,5% Te) é duas vezes maior que a dos mesmos dispositivos revestidos simplesmente com chumbo. A adição de telúrio ao cobre e ao aço facilita sua usinagem.

Telúrio é um semicondutor

No entanto, estas indústrias não foram responsáveis pelo salto nos preços e na procura do elemento nº 52. Esse salto ocorreu no início dos anos 60 do nosso século. O telúrio é um semicondutor típico e um semicondutor tecnológico. Ao contrário do germânio e do silício, derrete com relativa facilidade (ponto de fusão 449,8°C) e evapora (ferve logo abaixo de 1000°C). Conseqüentemente, é fácil obter a partir dele filmes semicondutores finos, que são de particular interesse para a microeletrônica moderna.

No entanto, o telúrio puro como semicondutor é usado de forma limitada - para a fabricação de alguns tipos de transistores de efeito de campo e em dispositivos que medem a intensidade da radiação gama. Além disso, uma impureza de telúrio é deliberadamente introduzida no arsenieto de gálio (o terceiro semicondutor mais importante depois do silício e do germânio) para criar nele uma condutividade de tipo electrónico*.

* Os dois tipos de condutividade inerentes aos semicondutores são descritos detalhadamente no artigo “Germânio”.

O escopo de alguns teluretos - compostos de telúrio com metais - é muito mais amplo. Teluretos de bismuto Bi 2 Te 3 e antimônio Sb 2 Te 3 tornaram-se os materiais mais importantes para geradores termoelétricos. Para explicar por que isso aconteceu, façamos uma breve digressão no campo da física e da história.

Há um século e meio (em 1821), o físico alemão Seebeck descobriu que em um circuito elétrico fechado composto por diferentes materiais, cujos contatos estão em diferentes temperaturas, é criada uma força eletromotriz (é chamada termo-EMF). Após 12 anos, o suíço Peltier descobriu um efeito oposto ao efeito Seebeck: quando uma corrente elétrica flui através de um circuito composto por diferentes materiais, nos pontos de contato, além do habitual calor Joule, uma certa quantidade de calor é liberada ou absorvido (dependendo da direção da corrente).

Durante aproximadamente 100 anos, essas descobertas permaneceram “coisas em si”, fatos curiosos, nada mais. E não seria exagero dizer que uma nova vida para ambos os efeitos começou depois que o Herói do Trabalho Socialista, o Acadêmico A.F. Ioffe e seus colegas desenvolveram uma teoria do uso de materiais semicondutores para a fabricação de termoelementos. E logo essa teoria foi incorporada em geradores termoelétricos reais e refrigeradores termoelétricos para diversos fins.

Em particular, os geradores termoelétricos, que utilizam teluretos de bismuto, chumbo e antimônio, fornecem energia para satélites artificiais da Terra, instalações de navegação e meteorológicas e dispositivos de proteção catódica para tubulações principais. Os mesmos materiais ajudam a manter a temperatura desejada em muitos dispositivos eletrônicos e microeletrônicos.

Nos últimos anos, outro composto químico de telúrio com propriedades semicondutoras, o telureto de cádmio CdTe, atraiu grande interesse. Este material é utilizado na fabricação de células solares, lasers, fotorresistores e contadores de radiação. O telureto de cádmio também é famoso por ser um dos poucos semicondutores em que o efeito Han se manifesta visivelmente.

A essência deste último é que a própria introdução de uma pequena placa do semicondutor correspondente em um campo elétrico suficientemente forte leva à geração de emissões de rádio de alta frequência. O efeito Hahn já encontrou aplicação na tecnologia de radar.

Concluindo, podemos dizer que quantitativamente a principal “profissão” do telúrio é a liga de chumbo e outros metais. Qualitativamente, o principal, claro, é o trabalho do telúrio e dos teluretos como semicondutores.

Mistura útil

Na tabela periódica, o telúrio está localizado no subgrupo principal do grupo VI, ao lado do enxofre e do selênio. Esses três elementos são semelhantes em propriedades químicas e muitas vezes acompanham-se na natureza. Mas a participação do enxofre na crosta terrestre é de 0,03%, o selênio é de apenas 10–5% e o telúrio é ainda uma ordem de magnitude menor – 10–6%. Naturalmente, o telúrio, assim como o selênio, é mais frequentemente encontrado em compostos naturais de enxofre - como uma impureza. Acontece, porém (lembre-se do mineral em que foi descoberto o telúrio) que ele entra em contato com ouro, prata, cobre e outros elementos. Mais de 110 depósitos de quarenta minerais de telúrio foram descobertos em nosso planeta. Mas é sempre extraído junto com selênio, ouro ou outros metais.

Na URSS, são conhecidos minérios contendo telúrio de cobre-níquel de Pechenga e Monchegorsk, minérios de chumbo-zinco contendo telúrio de Altai e vários outros depósitos.

O lodo é derretido em um forno e o ar passa através do fundido. Os metais, exceto ouro e prata, oxidam e se transformam em escória. O selênio e o telúrio também são oxidados, mas em óxidos voláteis, que são capturados em dispositivos especiais (purificadores), depois dissolvidos e convertidos em ácidos - selênio H 2 SeO 3 e H 2 TeO 3 telúrico. Se o dióxido de enxofre SO2 passar por esta solução, ocorrerão as seguintes reações:

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.

O telúrio e o selênio caem ao mesmo tempo, o que é muito indesejável - precisamos deles separadamente. Portanto, as condições do processo são selecionadas de tal forma que, de acordo com as leis da termodinâmica química, o selênio seja reduzido primeiro. Isto é ajudado pela seleção da concentração ideal de ácido clorídrico adicionado à solução.

O telúrio é então depositado. O pó cinza resultante, é claro, contém uma certa quantidade de selênio e, além disso, enxofre, chumbo, cobre, sódio, silício, alumínio, ferro, estanho, antimônio, bismuto, prata, magnésio, ouro, arsênico, cloro. O telúrio deve primeiro ser purificado de todos esses elementos por métodos químicos, depois por destilação ou fusão por zona. Naturalmente, o telúrio é extraído de diferentes minérios de diferentes maneiras.

Telúrio é prejudicial

O telúrio está sendo cada vez mais utilizado e, portanto, o número de pessoas que trabalham com ele está aumentando. Na primeira parte da história do elemento nº 52, já mencionamos a toxicidade do telúrio e seus compostos. Vamos falar sobre isso com mais detalhes, justamente porque cada vez mais pessoas têm que trabalhar com telúrio. Aqui está uma citação de uma dissertação sobre o telúrio como veneno industrial: ratos brancos injetados com aerossol de telúrio “demonstraram inquietação, espirram, esfregaram o rosto e ficaram letárgicos e sonolentos”. O telúrio tem um efeito semelhante nas pessoas.

E o próprio telúrio e seus compostos podem trazer problemas de diferentes “calibres”. Eles, por exemplo, causam calvície, afetam a composição do sangue e podem bloquear vários sistemas enzimáticos. Os sintomas de envenenamento crônico com telúrio elementar são náusea, sonolência, emagrecimento; o ar exalado adquire um odor desagradável de alho de teluretos de alquila.

Em caso de envenenamento agudo por telúrio, soro com glicose e às vezes até morfina é administrado por via intravenosa. O ácido ascórbico é usado como profilático. Mas a principal prevenção é a vedação de caixas de dispositivos, a automação de processos nos quais estão envolvidos o telúrio e seus compostos.

O elemento nº 52 traz muitos benefícios e por isso merece atenção. Mas trabalhar com isso exige cautela, clareza e, novamente, atenção concentrada.

Aparência de telúrio

O telúrio cristalino é mais semelhante ao antimônio. Sua cor é branco prateado. Os cristais são hexagonais, os átomos neles formam cadeias helicoidais e estão conectados por ligações covalentes aos seus vizinhos mais próximos. Portanto, o telúrio elementar pode ser considerado um polímero inorgânico. O telúrio cristalino é caracterizado por um brilho metálico, embora devido ao seu complexo de propriedades químicas possa ser classificado como um não metal. O telúrio é quebradiço e muito fácil de transformar em pó. A questão da existência de uma modificação amorfa do telúrio não foi claramente resolvida. Quando o telúrio é reduzido do ácido telúrico ou telúrico, forma-se um precipitado, mas ainda não está claro se essas partículas são verdadeiramente amorfas ou apenas cristais muito pequenos.

Anidrido bicolor

Como convém a um análogo do enxofre, o telúrio exibe valências de 2–, 4+ e 6+, e muito menos frequentemente 2+. O monóxido de telúrio TeO só pode existir na forma gasosa e é facilmente oxidado a TeO 2 . Esta é uma substância cristalina branca, não higroscópica e completamente estável que funde sem decomposição a 733°C; tem uma estrutura polimérica, cujas moléculas são construídas assim:

O dióxido de telúrio é quase insolúvel em água - apenas uma parte de TeO 2 por 1,5 milhão de partes de água passa para a solução e uma solução de ácido telúrico fraco H 2 TeO 3 de concentração insignificante é formada. As propriedades ácidas do ácido telúrico H 6 TeO 6 também são fracamente expressas. Esta fórmula (e não H 2 TeO 4) foi atribuída a ela após a obtenção dos sais da composição Ag 6 TeO 6 e Hg 3 TeO 6, altamente solúveis em água. O anidrido TeO 3 que forma o ácido telúrico é praticamente insolúvel em água. Esta substância existe em duas modificações - amarelo e cinza: α-TeO 3 e β-TeO 3. O anidrido de telúrio cinza é muito estável: mesmo quando aquecido, não é afetado por ácidos e álcalis concentrados. É purificado da variedade amarela fervendo a mistura em potássio cáustico concentrado.

Segunda exceção

Ao criar a tabela periódica, Mendeleev colocou o telúrio e seu vizinho iodo (assim como o argônio e o potássio) nos grupos VI e VII, não de acordo, mas contrariamente aos seus pesos atômicos. Na verdade, a massa atômica do telúrio é 127,61 e a do iodo é 126,91. Isso significa que o iodo não deve estar atrás do telúrio, mas sim na frente dele. Mendeleev, porém, não duvidou da correção de seu raciocínio, pois acreditava que os pesos atômicos desses elementos não foram determinados com precisão suficiente. O amigo próximo de Mendeleev, o químico tcheco Boguslav Brauner, verificou cuidadosamente os pesos atômicos do telúrio e do iodo, mas seus dados coincidiram com os anteriores. A validade das exceções que confirmam a regra só foi estabelecida quando a tabela periódica se baseava não em pesos atômicos, mas em cargas nucleares, quando a composição isotópica de ambos os elementos se tornou conhecida. O telúrio, ao contrário do iodo, é dominado por isótopos pesados.

A propósito, sobre isótopos. Atualmente, são conhecidos 22 isótopos do elemento nº 52. Oito deles – com números de massa 120, 122, 123, 124, 125, 126, 128 e 130 – são estáveis. Os dois últimos isótopos são os mais comuns: 31,79 e 34,48%, respectivamente.

Minerais de telúrio

Embora o telúrio seja significativamente menos abundante na Terra do que o selênio, são conhecidos mais minerais do elemento 52 do que os do seu homólogo. Os minerais de telúrio são de dois tipos em composição: teluretos ou produtos da oxidação de teluretos na crosta terrestre. Entre os primeiros estão a calaverita AuTe 2 e a krennerita (Au, Ag) Te 2, que estão entre os poucos compostos naturais de ouro. Teluretos naturais de bismuto, chumbo e mercúrio também são conhecidos. O telúrio nativo é muito raramente encontrado na natureza. Mesmo antes da descoberta desse elemento, ele às vezes era encontrado em minérios sulfetados, mas não podia ser identificado corretamente. Os minerais de telúrio não têm significado prático - todo telúrio industrial é um subproduto do processamento de minérios de outros metais.

Propriedades físicas
O telúrio existe em duas modificações - cristalino e amorfo.
O telúrio cristalino é obtido pelo resfriamento do vapor de telúrio, e o telúrio amorfo é obtido pela redução do ácido telúrico com dióxido de enxofre ou outro reagente semelhante:

O telúrio amorfo é um pó preto fino que se transforma em telúrio metálico quando aquecido. A densidade do telúrio amorfo é 5,85-5,1 g/cm3.
Para o telúrio cristalino, são conhecidas duas variedades polimórficas: α-Te e β-Te. A transição α→β ocorre a 354° C. O telúrio cristalino tem uma cor branco-prateada. Sua densidade é de 6,25 g/cm2. A dureza do telúrio cristalino é 2,3; em temperaturas normais é frágil e facilmente se transforma em pó, e em temperaturas mais altas alta temperatura torna-se tão plástico que pode ser pressionado.
O ponto de fusão do telúrio é 438-452° C, e o ponto de ebulição é 1390° C. O telúrio é caracterizado por alta pressão de vapor, que, dependendo da temperatura, é expressa pelos seguintes números:

O telúrio tem uma condutividade semicondutora. A resistência elétrica do telúrio policristalino a 0° C é 0,102 ohm*cm. Com o aumento da temperatura, específicos resistência elétrica o telúrio diminui:

Ao contrário do selênio, a resistência elétrica do telúrio é pouco sensível à luz. Contudo, a baixas temperaturas a influência da iluminação ainda se faz sentir; Assim, a -180° C, a resistência elétrica do telúrio sob a influência da iluminação diminui em 70%.
Propriedades químicas
Em termos de propriedades químicas, o telúrio é semelhante ao selênio, mas possui um caráter metálico mais pronunciado. No temperatura ambiente o telúrio compacto é resistente ao ar e ao oxigênio, mas quando aquecido oxida e queima com uma chama azul com borda verde, formando TeO2.
No estado disperso e na presença de umidade, o telúrio oxida em temperaturas normais. O telúrio à temperatura ambiente reage com halogênios e forma haletos quimicamente mais fortes (TeCl4; TeBr4) do que o selênio.
Com telúrio de hidrogênio diretamente em condições normais não se combina, mas forma H2Te quando aquecido. Quando aquecido com muitos metais, o telúrio forma teluretos: K2Te, Ag2Te, MgTe, Al2Te, etc.
O telúrio metálico reage com a água a 100-160 ° C, e recentemente depositado (telúrio amorfo) - à temperatura ambiente:

Te + 2H2O → TeO2 + 2H2.

O telúrio não se dissolve em CS2; dissolve-se muito lentamente em HCl diluído. Em HNO3 concentrado e diluído, o telúrio é oxidado para formar H2TeO3:

3Te + 4HNO3 + H2O = 3H2TeO3 + 4NO.

O ácido telúrico é facilmente decomposto pelo dióxido de enxofre, liberando telúrio:

H2TeO3 + 2SO2 + H2O → Te + 2H2SO4.

Esta reação é usada para obter telúrio puro.
O telúrio é um companheiro quase constante de metais pesados não ferrosos em sulfetos (piritas de ferro e cobre, brilho de chumbo), mas também é encontrado na forma de minerais silvanita, calaverita (Au, Ag)Te2, etc.
A principal fonte de telúrio industrial são os resíduos do processamento de minérios sulfetados de cobre e chumbo - poeira em que o telúrio está presente na forma de TeO2, obtido pela torrefação de minérios sulfetados; bem como lama anódica obtida do refino eletrolítico de cobre e chumbo.

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