Tellurium adının mənşəyi. Tellur atomunun quruluşu

Tellur(lat. Tellurium), Te, Mendeleyevin dövri sisteminin əsas yarımqrupunun VI qrupunun kimyəvi elementi; atom nömrəsi 52, atom kütləsi 127.60, nadir iz elementlərinə aiddir. Təbiətdə kütlə nömrələri 120, 122-126, 128, 130 olan səkkiz sabit izotop şəklində baş verir, onlardan ən çox yayılmışları 128 Te (31,79%) və 130 Te (34,48%) təşkil edir. Süni yolla əldə edilmiş radioaktiv izotoplardan 127 Te (T ½ = 105 gün) və 129 Te (T ½ = 33,5 gün) etiketli atomlar kimi geniş istifadə olunur. Tellurium 1782-ci ildə F.Müller tərəfindən kəşf edilmişdir. Alman alimi M. G. Klaproth bu kəşfi təsdiqlədi və elementə "tellurium" adını verdi (latınca tellus, gender telluris - Yer). Tellur kimyasının ilk sistemli tədqiqatları 19-cu əsrin 30-cu illərində İ.Ya.Berzelius tərəfindən aparılmışdır.

Telluriumun təbiətdə yayılması. Tellur ən nadir elementlərdən biridir; orta məzmun yer qabığı(clark) ~1·10 -7% kütlə. Tellur maqmada və biosferdə səpələnmişdir; bəzi isti yeraltı bulaqlardan S, Ag, Au, Pb və digər elementlərlə birlikdə çökür. Tellurla zənginləşdirilmiş Au və əlvan metalların hidrotermal yataqları məlumdur; Bu elementin 40-a yaxın mineralı onlarla əlaqələndirilir (ən mühümləri altayit, tellurobismutit və digər təbii telluridlərdir). Tellurun pirit və digər sulfidlərdə xarakterik qarışığı. Tellur polimetal filizlərdən çıxarılır.

Telluriumun fiziki xüsusiyyətləri. Tellurium gümüşü-ağ rəngdədir, metal parıltılıdır, kövrəkdir və qızdırıldıqda elastik olur. Altıbucaqlı sistemdə kristallaşır: a = 4,4570Å; c = 5,9290Å; sıxlıq 6,25 q/sm 3-də 20 "C; ərimə temperaturu 450°C; qaynama temperaturu 990°C; 20°C-də xüsusi istilik 0,204 kJ/(kq K); 20°C-də istilik keçiriciliyi 5,999 Vt/(m K) ;xətti genişlənmənin temperatur əmsalı 1,68 10 -5 (20 ° C) Tellur diamaqnitdir, 18 ° C-də xüsusi maqnit həssaslığı -0,31 10 -6 Brinell sərtliyi 184,3 Mn/m 2 (18,43 kqf/mm 2) Atom radiusu1,7 . Å, ion radiusu: Te 2- 2,22 Å, Te 4+ 0,89 Å, Te 6+ 0,56 Å.

Tellur yarımkeçiricidir. Band boşluğu 0,34 eV-dir. Adi şəraitdə və ərimə nöqtəsinə qədər təmiz Tellur p-tipli keçiriciliyə malikdir. Temperatur (-100 °C) - (-80 °C) diapazonunda azaldıqca keçid baş verir: Telluriumun keçiriciliyi n-tipinə çevrilir. Bu keçidin temperaturu nümunənin təmizliyindən asılıdır və nümunə nə qədər təmizdirsə, bir o qədər aşağı olur.

Telluriumun kimyəvi xassələri. Te atomunun xarici elektron qabığının konfiqurasiyası 5s 2 5p 4-dür. Birləşmələrdə -2 oksidləşmə vəziyyətini nümayiş etdirir; +4; + 6, daha az tez-tez +2. Tellurium kükürdün və selenin kimyəvi analoqudur, daha aydın görünür metal xassələri. Oksigenlə tellür oksid (II) TeO, oksid (IV) TeO 2 və oksid (VI) TeO 3 əmələ gətirir. TeO qaz fazasında 1000 °C-dən yuxarıda mövcuddur. TeO 2 Te-nin havada yanması nəticəsində əldə edilir, amfoter xüsusiyyətlərə malikdir, suda çətin həll olunur, lakin turşu və qələvi məhlullarda asanlıqla həll olunur. TeO 3 qeyri-sabitdir və yalnız tellur turşusunun parçalanmasından əldə edilə bilər. Qızdırıldıqda, Tellurium hidrogenlə reaksiyaya girərək hidrogen tellurid H 2 Te - kəskin, xoşagəlməz bir qoxu olan rəngsiz zəhərli bir qaz meydana gətirir. Halojenlərlə asanlıqla reaksiya verir; TeX 2 və TeX 4 tipli halidlərlə xarakterizə olunur (burada X Cl və Br-dir); TeF 4 və TeF 6 da əldə edilmişdir; Onların hamısı çox uçucudur və su ilə hidroliz olur. Tellurium qeyri-metallarla (S, P), eləcə də metallarla birbaşa qarşılıqlı təsir göstərir; otaq temperaturunda konsentratlaşdırılmış azot və sulfat turşuları ilə reaksiya verir, sonuncu halda TeOSO 4-ə qədər qızdırıldıqda oksidləşən TeSO 3 əmələ gəlir. Nisbətən zəif Te turşuları məlumdur: hidrotellurik turşu (H 2 Te-nin suda həlli), tellur turşusu H 2 TeO 3 və tellur turşusu H 6 TeO 6; onların duzları (müvafiq olaraq telluridlər, telluritlər və telluratlar) suda az və ya tamamilə həll olunmur (duzlar istisna olmaqla) qələvi metallar və ammonium). Telluriumun bəzi üzvi törəmələri məlumdur, məsələn, RTeH, dialkil telluridlər R 2 Te - xoşagəlməz qoxu olan az qaynayan mayelər.

Telluriumun alınması. Tellur mis və qurğuşun-sink istehsalının aralıq məhsullarından, həmçinin bəzi qızıl filizlərindən sulfid filizlərinin emalı zamanı əlavə məhsul kimi çıxarılır. Tellurium istehsalı üçün əsas xammal mənbəyi 0,5-2% Te, həmçinin Ag, Au, Se, Cu və digər elementləri olan mis elektroliz şlamıdır. Şlam əvvəlcə Cu, Se-dən təmizlənir, tərkibində nəcib metallar, Te, Pb, Sb və digər komponentlər olan qalıq qızıl və gümüş ərintisi almaq üçün əridilir. Bu halda, Na 2 TeO 3 şəklində olan tellur, tərkibi 20-35% -ə çatan soda-tellur şlakına keçir. Şlak əzilir, üyüdülür və su ilə yuyulur. Tellurium məhluldan katodda elektroliz yolu ilə çökdürülür. Alınan tellur konsentratı alüminium tozunun iştirakı ilə qələvi ilə işlənir, telluru tellurlar şəklində məhlula köçürür. Məhlul ağır metal çirklərini cəmləşdirən həll olunmayan qalıqdan ayrılır və hava ilə üfürülür. Bu halda, Tellurium (99% təmiz) elementar vəziyyətdə yatırılır. Artan saflığı olan tellur, telluridin təkrar emalı ilə əldə edilir. Ən təmiz Tellurium kimyəvi təmizləmə, distillə və zona əritmə üsullarının birləşməsi ilə əldə edilir.

Telluriumun tətbiqi. Tellur yarımkeçirici texnologiyada istifadə olunur; alaşımlı aşqar kimi - qurğuşun ərintilərində, çuqun və poladda onların iş qabiliyyətini yaxşılaşdırmaq və mexaniki xüsusiyyətlərini artırmaq üçün; Bi 2 Te 3 və Sb 2 Te 3 termogeneratorlarda, CdTe isə günəş elementlərində və yarımkeçirici lazer materialları kimi istifadə olunur. Tellur həm də çuqun ağardılması, lateks qarışıqlarının vulkanizasiyası, qəhvəyi və qırmızı şüşə və emaye istehsalı üçün istifadə olunur.

Bədəndə Tellurium. Tellurium daim bitki və heyvanların toxumalarında olur. Tellurla zəngin torpaqlarda bitən bitkilərdə onun konsentrasiyası 2·10 -4 - 2,5·10 -3%, quruda yaşayan heyvanlarda - təxminən 2·10 -6% -ə çatır. İnsanlarda qidadan və sudan tellurun gündəlik qəbulu təxminən 0,6 mq təşkil edir; bədəndən əsasən sidiklə (80%-dən çox), həmçinin nəcislə xaric olur. Bitkilər üçün orta dərəcədə zəhərli, məməlilər üçün isə yüksək dərəcədə zəhərlidir (böyümənin geriləməsi, saç tökülməsi, iflic və s. səbəb olur).

Tellurun əridilməsi və digər istehsalat əməliyyatları zamanı onun peşə zəhərlənməsi mümkündür. Üşümə, baş ağrısı, zəiflik, sürətli nəbz, iştahsızlıq, ağızda metal dad, ekshalasiya edilmiş havanın sarımsaq qoxusu, ürəkbulanma, dilin tünd rənglənməsi, tənəffüs yollarının qıcıqlanması, tərləmə, saç tökülməsi müşahidə olunur.

Tellur
Atom nömrəsi	52
Görünüş sadə maddə
Atomun xassələri
Atom kütləsi (molar kütlə)	127.6 a. e.m (q/mol)
Atom radiusu	axşam 160
İonlaşma enerjisi (ilk elektron)	869,0 (9,01) kJ/mol (eV)
Elektron konfiqurasiya	4d 10 5s 2 5p 4
Kimyəvi xassələri
Kovalent radius	axşam 136
İon radiusu	(+6e) 56,211 (-2e) pm
Elektromənfilik (Paulinqə görə)	2,1
Elektrod potensialı	0
Oksidləşmə halları	+6, +4, +2
Sadə maddənin termodinamik xassələri
Sıxlıq	6,24 /sm³
Molar istilik tutumu	25,8 J/(mol)
İstilikkeçirmə	14,3 Vt/(·)
Ərimə temperaturu	722,7
Ərimə istiliyi	17,91 kJ/mol
Qaynama temperaturu	1 263
Buxarlanma istiliyi	49,8 kJ/mol
Molar həcm	20,5 sm³/mol
Sadə maddənin kristal qəfəsi
Şəbəkə quruluşu	altıbucaqlı
Şəbəkə parametrləri	4,450
c/a nisbəti	1,330
Debay temperaturu	yox

Tellur— atom nömrəsi 52 olan kimyəvi element Dövri Cədvəl və atom kütləsi 127,60; Te (Tellurium) simvolu ilə işarələnmiş metaloid ailəsinə aiddir.

Hekayə

İlk dəfə 1782-ci ildə Transilvaniyanın qızıl filizlərində mədən müfəttişi Franz Cozef Müller (sonralar Baron von Reyxenşteyn) tərəfindən Avstriya-Macarıstan ərazisində aşkar edilmişdir. 1798-ci ildə Martin Heinrich Klaproth telluru təcrid etdi və onun ən vacib xüsusiyyətlərini təyin etdi.

adının mənşəyi

Latın dilindən tellus, Genitive telluris, Yer.

Təbiətdə olmaq

Doğma tellur da selen və kükürdlə birlikdə baş verir (Yapon tellur kükürdünün tərkibində 0,17% Te və 0,06% Se var).

Tellurun mühüm mənbəyi mis və qurğuşun filizləridir.

Qəbz

Əsas mənbə mis və qurğuşunun elektrolitik emalı nəticəsində yaranan çamurdur. Çamur yandırılır, tellur xlorid turşusu ilə yuyulan şlakda qalır. Tellurium kükürd dioksidi SO 2-ni keçirərək yaranan xlorid turşusu məhlulundan təcrid olunur.

Selen və telluru ayırmaq üçün əlavə edin sulfat turşusu. Bu halda tellur dioksidi TeO 2 düşür, H 2 SeO 3 isə məhlulda qalır.

Tellur TeO2 oksidindən kömürlə reduksiya olunur.

Telluru kükürddən və selendən təmizləmək üçün onun qələvi mühitdə bir azaldıcı agentin (Al) təsiri altında həll olunan disodium ditellurid Na 2 Te 2-yə çevrilmə qabiliyyəti istifadə olunur:

6Te + 2Al + 8NaOH = 3Na 2 Te 2 + 2Na.

Teluru çökdürmək üçün məhluldan hava və ya oksigen keçir:

2Na 2 Te 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Te + 4NaOH.

Xüsusi saflıqda tellur əldə etmək üçün onu xlorlayırlar

Te + 2Cl 2 = TeCl 4.

Yaranan tetraklorid distillə və ya rektifikasiya yolu ilə təmizlənir. Sonra tetraklorid su ilə hidrolizə olunur:

TeCl 4 + 2H 2 O = TeO 2 + 4HCl,

və nəticədə TeO 2 hidrogenlə azaldılır:

TeO 2 + 4H 2 = Te + 2H 2 O.

Qiymətlər

Tellur nadir elementdir və kiçik istehsal həcmi ilə əhəmiyyətli tələbat onun yüksək qiymətini müəyyən edir (təmizliyindən asılı olaraq hər kq üçün təxminən 200-300 dollar), lakin buna baxmayaraq, onun tətbiqi sahələri daim genişlənir.

Fiziki-kimyəvi xüsusiyyətləri

Tellur metal parıltısı olan kövrək, gümüşü-ağ maddədir. İncə təbəqələrdə işığa məruz qaldıqda qırmızı-qəhvəyi, cütlükdə qızılı-sarı olur.

Kimyəvi cəhətdən tellur kükürddən daha az aktivdir. Qələvilərdə həll olunur, azot və sulfat turşularının təsirinə həssasdır, lakin seyreltilmiş vəziyyətdədir. xlorid turşusu azca həll edir. Tellur metalı 100°C-də su ilə reaksiyaya girməyə başlayır və toz halında otaq temperaturunda belə havada oksidləşərək Te0 2 oksidi əmələ gətirir.

Havada qızdırıldıqda tellur yanır və Te0 2 əmələ gətirir. Bu güclü birləşmə tellurun özündən daha az uçucudur. Buna görə də telluru oksidlərdən təmizləmək üçün 500-600 ° C-də axan hidrogenlə reduksiya edilir.

Ərinmiş vəziyyətdə tellur kifayət qədər təsirsizdir, ona görə də əridərkən konteyner materialları kimi qrafit və kvars istifadə olunur.

Ərizə

Ərintilər

Tellurium artan çeviklik və möhkəmliyə malik qurğuşun ərintilərinin istehsalında istifadə olunur (məsələn, kabellərin istehsalında istifadə olunur). 0,05% tellurun tətbiqi ilə sulfat turşusunun təsiri altında əriməsi nəticəsində qurğuşun itkisi 10 dəfə azalır və bundan qurğuşun-turşu akkumulyatorlarının istehsalında istifadə olunur. Tellurla qatlanmış qurğuşunun plastik deformasiya ilə emal edildikdə yumşalmaması da vacibdir və bu, soyuq kəsmə üsulundan istifadə edərək akkumulyator plitələrinin cərəyan kollektorlarının istehsalı texnologiyasından istifadə etməyə və batareyanın xidmət müddətini və spesifik xüsusiyyətlərini əhəmiyyətli dərəcədə artırmağa imkan verir. .

Termoelektrik materiallar

Vismut tellurid monokristal

Yarımkeçirici materialların və xüsusilə qurğuşun, vismut, sürmə və sezium telluridlərinin istehsalında da onun rolu böyükdür. Yaxın illərdə lantanid-telluridlərin, onların ərintilərinin və metal selenidlərlə ərintilərinin istehsalı çox yüksək (72-78%-ə qədər) səmərəliliyə malik olan termoelektrik generatorların istehsalı üçün çox mühüm əhəmiyyət kəsb edəcəkdir ki, bu da onlardan sənayedə istifadə etməyə imkan verəcəkdir. enerji sektorunda və avtomobil sənayesində.

Məsələn, bu yaxınlarda manqan telluridində (500 μV/K) və onun vismut, sürmə və lantanidlərin selenidləri ilə birləşməsində çox yüksək istilik emf aşkar edilmişdir ki, bu da termogeneratorlarda nəinki çox yüksək effektivliyə nail olmağa, həm də yarımkeçirici soyuducu bir mərhələdə artıq həyata kriogen (maye azot temperatur səviyyəsi) temperatur aşağı soyutma və daha aşağı. Yarımkeçirici soyuducuların istehsalı üçün ən yaxşı tellur əsaslı material son illər tellur ərintisi ortaya çıxdı,

TƏrif

Tellur- Dövri Cədvəlin əlli ikinci elementi. Təyinat - Latın "tellurium" dan Te. Beşinci dövrdə, VIA qrupunda yerləşir. Metaloidlər ailəsinə aiddir. Nüvə yükü 52-dir.

Tellur nadir elementlərdən biridir: yer qabığında onun tərkibi cəmi 0,000001% (ağırlıq) təşkil edir.

Sərbəst formada tellur altıbucaqlı qəfəsli gümüşü-ağ rəngli metal kimi kristal maddədir (şək. 1). Kövrək, asanlıqla toz halına salınır. Yarımkeçirici. Sıxlıq 6,25 q/sm3. Ərimə temperaturu 450 o C, qaynama temperaturu 990 o C.

Amorf vəziyyətdə mövcud olduğu bilinir.

düyü. 1. Tellur. Görünüş.

Tellurun atom və molekulyar kütləsi

Maddənin nisbi molekulyar kütləsi (M r) müəyyən bir molekulun kütləsinin karbon atomunun kütləsinin 1/12-dən neçə dəfə çox olduğunu və elementin nisbi atom kütləsinin (A r) neçə dəfə çox olduğunu göstərən rəqəmdir. kimyəvi elementin atomlarının orta kütləsi karbon atomunun 1/12 kütləsindən neçə dəfə böyükdür.

Tellurun sərbəst vəziyyətdə monatomik Te molekulları şəklində mövcud olduğu üçün onun atom və molekulyar kütlələrinin dəyərləri üst-üstə düşür. Onlar 127,60-a bərabərdir.

Tellurun izotopları

Məlumdur ki, tellur təbiətdə səkkiz sabit izotop şəklində tapıla bilər, onlardan ikisi radioaktivdir (128 Te və 130 Te): 120 Te, 122 Te, 123 Te, 124 Te, 125 Te və 126 Te. Onların kütlə nömrələri müvafiq olaraq 120, 122, 123, 124, 125, 126, 128 və 130-dur. Tellurium izotopunun bir atomunun nüvəsi 120 Te əlli iki proton və altmış səkkiz neytrondan ibarətdir və qalan izotoplar ondan yalnız neytronların sayına görə fərqlənir.

Kütləvi nömrələri 105-dən 142-yə qədər olan tellurun süni qeyri-sabit izotopları, həmçinin nüvələrin on səkkiz izomer vəziyyəti var.

Tellur ionları

Tellur atomunun xarici enerji səviyyəsində valentlik olan altı elektron var:

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

Kimyəvi qarşılıqlı təsir nəticəsində tellur valentlik elektronlarından imtina edir, yəni. onların donorudur və müsbət yüklü iona çevrilir və ya başqa atomdan elektronları qəbul edir, yəni. onların qəbuledicisidir və mənfi yüklü iona çevrilir:

Te 0 -2e → Te + ;

Te 0 -4e → Te 4+ ;

Te 0 -6e → Te 6+ ;

Te 0 +2e → Te 2- .

Tellur molekulu və atomu

Sərbəst vəziyyətdə tellur monatomik Te molekulları şəklində mövcuddur. Tellur atomunu və molekulunu xarakterizə edən bəzi xüsusiyyətlər bunlardır:

Problemin həlli nümunələri

NÜMUNƏ 1

NÜMUNƏ 2

Məşq edin	Tellur dioksidin molekulyar formulu TeO 2 olarsa, onu təşkil edən elementlərin kütlə paylarını hesablayın.
Həll	Hər hansı bir molekulun tərkibindəki elementin kütlə payı düsturla müəyyən edilir: ω (X) = n × Ar (X) / Cənab (HX) × 100%.

TƏrif

Tellur Dövri Cədvəlin əsas (A) altqrupunun VI qrupunun beşinci dövründə yerləşir.

Elementlərə istinad edir səh-ailələr. Metalloid. Təyinat - Te. Seriya nömrəsi- 52. Nisbi atom kütləsi - 127,60 amu.

Tellur atomunun elektron quruluşu

Tellur atomu müsbət yüklü nüvədən (+52) ibarətdir, onun daxilində 52 proton və 76 neytron və 52 elektron beş orbitdə hərəkət edir.

Şəkil 1. Tellur atomunun sxematik quruluşu.

Orbitallar arasında elektronların paylanması aşağıdakı kimidir:

52Te) 2) 8) 18) 18) 6 ;

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

Tellur atomunun xarici enerji səviyyəsi valent elektronları olan 6 elektrondan ibarətdir. Əsas vəziyyətinin enerji diaqramı aşağıdakı formanı alır:

Tellur atomunun valent elektronları dörd kvant ədədi dəsti ilə xarakterizə edilə bilər: n(əsas kvant), l(orbital), m l(maqnit) və s(fırlatma):

Alt səviyyə

Problemin həlli nümunələri

NÜMUNƏ 1

Cavab verin Kükürd Dövri Cədvəlin 16-cı elementidir D.I. Mendeleyev. Kationlar əmələ gəldikdə, element proton donoru kimi çıxış edir, yəni. elektronların ümumi sayı azalır və anionlar əmələ gəldikdə, proton qəbuledicisi, yəni. miqdarı artır.

Beləliklə, S +6, S 0, S +4 və S -2 hissəcikləri üçün elektron qabıqlardakı elektronların ümumi sayı müvafiq olaraq 10, 16, 12 və 18 olacaqdır. Sonra cədvəl belə görünəcək:

NÜMUNƏ 2

Cavab verin Kationlar əmələ gəldikdə, element proton donoru kimi çıxış edir, yəni. elektronların ümumi sayı azalır və anionlar əmələ gəldikdə, proton qəbuledicisi, yəni. miqdarı artır.

Beləliklə, C +4, Al +3, F və C 0 hissəcikləri üçün elektron qabıqlardakı elektronların ümumi sayı müvafiq olaraq 2, 10, 10 və 6-ya bərabər olacaqdır. Sonra cədvəl belə görünəcək: