История открытия селена. Теллур история Хим элемент в честь земли

Т. И. Молдавер
Химия и Жизнь №3, 1972 г., с. 17-21

"КРЕСТНИК ЗЕМЛИ"

Вряд ли кто-либо поверит рассказу о нашем современнике - капитане дальнего плавания, который, кроме того, профессиональный цирковой борец, известный металлург и врач-консультант хирургической клиники. В мире же химических элементов подобное разнообразие профессий - вещь, весьма распространенная. Вспомним (еще до разговора о главном объекте нашего рассказа) железо в машинах и железо в крови, железо- концентратор магнитного поля, и железо - составную часть охры... Правда, на "профессиональную выучку" элементов порой уходило намного больше времени, чем на подготовку йога средней квалификации. Так и элемент № 52, о котором предстоит нам рассказать, долгие годы применяли лишь для того, чтобы продемонстрировать, каков он в действительности, этот элемент, названный в честь нашей планеты: теллур - от tellus, что по-латыни значит "Земля".

Элемент № 52 открыт почти два века назад. В 1782 году горный инспектор Франц Иозеф Мюллер фон Рейхенштейн исследовал золотоносную руду, найденную в Семигорье, на территории тогдашней Австро-Венгрии. Расшифровать состав этого минерала оказалось настолько сложно, что его назвали Aurum problematicum - "золото проблематичное". Именно из него Мюллер выделил новый металл. Но полной уверенности в том, что этот металл действительно новый, не было. (Впоследствии оказалось, что Мюллер ошибался в другом: открытый им элемент был-таки новым, но к числу металлов отнести его можно с большой натяжкой.) Чтобы рассеять сомнения, Мюллер обратился за помощью к видному специалисту, шведскому минералогу и аналитику Т. Бергману. Но тот умер, не успев закончить анализ присланного вещества,- в те годы аналитические методы были уже довольно точными, но анализ занимал очень много времени.

В элементе, открытом Мюллером, пытались разобраться и другие ученые, но лишь через 16 лет после открытия Мартин Генрих Клапрот - один из крупнейших химиков того времени - неопровержимо доказал, что теллур - действительно новый элемент. Кстати, название "теллур" предложил именно Клапрот.

ТЕЛЛУР И МЕДИКИ

Понятно, что вслед за открытием элемента всегда начинаются поиски возможных его применений. Видимо, исходя из старого - еще времен иатрохимии - принципа, что мир - это аптека, француз Фурнье пробовал лечить теллуром некоторые тяжелые заболевания, проказу в частности. Но без успеха. Лишь спустя много лет теллур смог оказать медикам некоторые услуги. Точнее, не сам теллур, а соли теллуристой кислоты - К 2 ТеО 3 и Na 2 TeO 3 . Их стали использовать в микробиологии как красители, придающие определенный цвет изучаемым бактериям. В частности, с помощью соединений теллура надежно выделяют из массы бактерий дифтерийную палочку. Если не в лечении, так хоть в диагностике элемент № 52 оказался полезен врачам.

Но иногда этот элемент, а в еще большей мере некоторые его соединения прибавляют врачам хлопот. Теллур достаточно токсичен. В нашей стране принята предельно допустимая концентрация теллура в воздухе 0,01 мг/м 3 . Из соединений теллура самое опасное - теллуроводород Н 2 Те, бесцветный ядовитый газ с неприятным запахом. Последнее вполне естественно: теллур - аналог серы, значит, Н 2 Те должен быть подобен сероводороду. Он раздражает бронхи, вредно влияет на нервную систему.

Эти неприятные свойства не помешали теллуру выйти в технику.

ТЕЛЛУР В ТЕХНИКЕ

Металлурги интересуются теллуром потому, что уже небольшие его добавки к свинцу сильно повышают прочность и химическую стойкость этого важного металла. Свинец, легированный теллуром, применяют в кабельной и химической промышленности; срок службы аппаратов сернокислотного производства, покрытых изнутри свинцово-теллуровым сплавом (0,5% Те), вдвое больше, чем у таких же аппаратов, облицованных просто свинцом. Присадка теллура к меди и стали облегчает их механическую обработку.

В стекольном производстве теллуром пользуются, чтобы придать стеклу коричневую окраску и больший коэффициент лучепреломления. В резиновой промышленности его, как аналог серы, иногда применяют для вулканизации каучуков. Однако не эти отрасли были виновниками скачка в ценах и спросе на элемент № 52.

Произошел этот скачок в начале шестидесятых годов нашего века. Теллур - типичный полупроводник, и полупроводник технологичный. В отличие от германия и кремния, он сравнительно легко плавится (температура плавления 449,8°С) и испаряется (закипает при температуре чуть ниже 1000°С). Из него легко получать тонкие полупроводниковые пленки, которыми интересуется современная микроэлектроника...

Однако чистый теллур как полупроводник применяют ограниченно - для изготовления транзисторов некоторых типов и в приборах, которыми измеряют интенсивность гамма-излучения. Иногда примесь теллура вводят в арсенид галлия (третий по значению после кремния и германия полупроводник), чтобы создать в нем проводимость электронного типа.

Намного обширнее области применения некоторых теллуридов - соединений теллура с металлами. Теллуриды висмута Вi 2 Те 3 и сурьмы Sb 2 Те 3 стали самыми важными материалами для термоэлектрических генераторов. Чтобы объяснить, почему это произошло и что такое термоэлектрогенераторы, сделаем небольшое отступление в область физики и истории.

ТРИ ЭФФЕКТА

Еще полтора века назад (в 1821 году) немецкий физик Т. Зеебек обнаружил, что в замкнутой электрической цепи, состоящей из разных материалов, создается электродвижущая сила, если места контактов находятся при разных температурах.

Через двенадцать лет швейцарец Ж. Пельтье обнаружил эффект, обратный явлению Зеебека: когда электрический ток течет по цепи, составленной из разных материалов, в местах контактов кроме обычной джоулевой теплоты выделяется или поглощается (в зависимости от направления тока) некоторое количество тепла. То, что при этом имеет место не нарушение закона Джоуля, но новый физический эффект, доказал Э. X. Ленц.

Примерно сто лет эти открытия оставались любопытными фактами, не более. И не будет преувеличением утверждать, что новая жизнь обоих этих эффектов началась после того, как академик А. Ф. Иоффе с сотрудниками разработал теорию применения полупроводниковых материалов для изготовления термоэлементов. А вскоре эта теория воплотилась в реальные термоэлектрогенераторы и термоэлектрохолодильники различного назначения.

В частности, термоэлектрогенераторы, в которых использованы теллуриды висмута, свинца и сурьмы, дают энергию искусственным спутникам Земли, навигационно-метеорологическим установкам, устройствам катодной защиты магистральных трубопроводов. Те же материалы помогают поддержать нужную температуру во многих электронных и микроэлектронных устройствах.

В последние годы большой интерес вызывает еще одно химическое соединение теллура, обладающее полупроводниковыми свойствами,- теллурид кадмия CdTe. Этот материал используют для изготовления солнечных батарей, лазеров, фотосопротивлений, счетчиков радиоактивных излучений. Теллурид кадмия знаменит и тем, что это один из немногих полупроводников, в которых проявляется эффект Гана.

Суть последнего заключается в том, что введение маленькой пластинки соответствующего полупроводника в достаточно сильное электрическое поле приводит к генерации высокочастотного радиоизлучения. Эффект Гана уже нашел применение в радиолокационной технике.

ДОБЫЧА ТЕЛЛУРА

Теллур находится в главной подгруппе VI группы таблицы Менделеева, вместе с серой и селеном. Эти три элемента сходны по химическим свойствам и часто сопутствуют друг другу в природе. Но доля серы в земной коре - 0,03%, селена - 10-5%, теллура же еще меньше - 10-7%. Естественно, что теллур, как и селен, чаще всего встречается в природных соединениях серы - как примесь. Бывает, правда (вспомните о минерале, в котором открыли теллур), что этот элемент в природе образует соединения с золотом, серебром, медью и другими элементами. На нашей планете открыто более ПО месторождений сорока минералов теллура. Но добывают его всегда заодно с селеном, или золотом, или другими металлами.

В СССР известны медно-никелевые теллурсодержащие руды Печенги и Мончегорска, теллурсодержащие свинцово-цинковые рудь" Алтая и другие месторождения.

При выделении из медной руды теллур получают на стадии очистки черновой меди электролизом. На дно электролизера выпадает осадок - шлам. Это очень дорогой полупродукт. Приведем для иллюстрации состав шлама одного из канадских заводов: 49,8% меди, 1,976% золота, 10,52% серебра, 28,42% селена и 3,83% теллура.

Но ценнейшие компоненты шлама надо разделить. Существует несколько вариантов решения этой задачи. Вот один из них.

Шлам расплавляют в печи и через расплав пропускают воздух. Металлы, кроме золота и серебра, окисляются, переходят в шлак. Селен и теллур тоже окисляются, но их окислы летучие; их улавливают в специальных аппаратах (скруберах), затем растворяют и превращают в кислоты - селенистую H 2 SeO 3 и теллуристую Н 2 ТеО 3 . Если через этот раствор пропустить сернистый газ SO 2 , произойдут такие реакции:

H 2 SeO 3 + 2SO 2 + Н 2 О = Se + 2H 2 SO 4 ,
Н 2 ТеO 3 + 2SO 2 + Н 2 O = Те + 2H 2 SO 4 .

Но ведь совсем не нужно, чтобы теллур и селен выпадали одновременно: они нужны нам порознь.

Поэтому условия процесса подбирают таким образом, чтобы, в соответствии с законами химической термодинамики, сначала восстанавливался преимущественно селен. Этому помогает подбор оптимальной концентрации добавляемой в раствор соляной кислоты.

Затем осаждают теллур. Выпавший серый порошок содержит некоторое количество селена и, кроме того, серу, свинец, медь, натрий, кремний, алюминий, железо, олово, сурьму, висмут, серебро, магний, золото, мышьяк, хлор. И теллур приходится чистить - сначала химическими методами, затем перегонкой или зонной плавкой.

Из других руд теллур извлекают, разумеется, иначе.

ПРОМЫШЛЕННЫЙ ЯД

Теллур применяют все шире. Значит, возрастает и число работающих с ним. Во второй главе нашего рассказа об элементе № 52 мы уже упоминали о токсичности теллура и его соединений. Расскажем об этом подробней - именно потому, что с теллуром приходится работать все большему числу людей. Цитирую диссертацию, защищенную в 1962 году и посвященную теллуру как промышленному яду. Белые крысы, которым ввели аэрозоль теллура, "проявляли беспокойство, чихали, терли мордочки, делались вялыми и сонливыми". Подобным образом действует теллур и на людей.

И сам теллур, и его соединения могут приносить беды разных калибров. Они, например, вызывают облысение, влияют на кровь, могут блокировать различные ферментные системы. Симптомы хронического отравления элементарным теллуром - тошнота, сонливость, исхудание; выдыхаемый воздух приобретает скверный чесночный запах алкилтеллуридов.

При острых отравлениях теллуром вводят внутривенно сыворотку с глюкозой, а иногда даже морфий. Как профилактическое средство употребляют аскорбиновую кислоту. Но главная профилактика- это надежная герметизация аппаратов, автоматизация процессов, в которых участвуют теллур и его соединения.

Элемент № 52 приносит много пользы и уже потому заслуживает внимания. Но одновременно он требует осторожности, четкости в работе к опять-таки - внимания.

Что вы знаете и чего не знаете о теллуре и его соединениях

КАК ВЫГЛЯДИТ ТЕЛЛУР

Кристаллический теллур больше всего похож на сурьму. Цвет его - серебристо-белый. Кристаллы - гексагональные, атомы в них образуют спиральные цепи и связаны ковалентными связями с ближайшими соседями. Поэтому элементарный теллур можно считать неорганическим полимером. Кристаллическому теллуру свойствен металлический блеск, хотя по комплексу химических свойств его скорее можно отнести к неметаллам. Теллур хрупок, его довольно просто превратить в порошок. Вопрос о существовании аморфной модификации теллура однозначно не решен. При восстановлении теллура из теллуристой или теллуровой кислот выпадает осадок, однако до сих пор не ясно, являются ли эти частички истинно аморфными или это просто очень мелкие кристаллы.

ДВУХЦВЕТНЫЙ АНГИДРИД

Как и положено аналогу серы, теллур проявляет валентности 2-, 4+ и 6+ и значительно реже 2+. Моноокись теллура ТеО может существовать лишь в газообразном виде и легко окисляется до ТеО 2 . Это белое негигроскопичное, вполне устойчивое кристаллическое вещество, плавящееся без разложения при 733°С, полимер, молекула которого построена так:

В воде двуокись теллура почти не растворяется: в раствор переходит лишь одна часть ТеО 2 на полтора миллиона частей воды. Получается очень разбавленный раствор слабой тел-луристой кислоты H 2 ТеО 3 . Слабо выражены кислотные свойства и у теллуровой кислоты Н 6 ТеО 6 . Такую формулу (а не Н 2 ТеО 4 ,)) ей присвоили после того, как были получены соли состава Ag 6 TeO 6 и Hg 3 TeO 6 . В воде она растворяется хорошо. А вот образующий ее теллуровый ангидрид ТеО 3 в воде практически не растворяется. Это вещество существует в двух модификациях - желтого и серого цвета: альфа-ТеО 3 и бета-ТеО 3 . На серый теллуровый ангидрид даже при нагревании не действуют кислоты и концентрированные щелочи. От желтой разновидности его очищают, кипятя смесь в концентрированном растворе КОН.

ВТОРОЕ ИСКЛЮЧЕНИЕ

Когда создавалась таблица Менделеева, теллур и его сосед йод (так же, как впоследствии аргон и калий) были поставлены на свои места в VI и VII группы не в соответствии, а вопреки атомным весам. Действительно, атомный вес теллура-127,61, а йода-126,91. Значит, йод должен был бы стоять не за теллуром, а впереди него. Менделеев, однако, не колеблясь, поместил йод в седьмую группу, а теллур в шестую. Он считал, что атомные веса определены недостаточно точно. Друг Менделеева чешский химик Богуслав Браунер тщательно проверил величины атомных весов этих элементов, но его данные совпали с прежними. Правомерность исключений, подтверждающих правило, была установлена, когда в основу периодической системы легли не атомные веса, а заряды ядер и когда стал известен изотопный состав обоих элементов. У теллура, в отличие от йода, преобладают тяжелые изотопы.

Кстати, об изотопах. Сейчас известны 22 изотопа элемента № 52. Стабильных из них восемь- с массовыми числами 120, 122, 123, 124, 125, 126, 128 и 130. Последние два -самые распространенные: их доли 31,79 и 34,48% соответственно.

МИНЕРАЛЫ ТЕЛЛУРА

Хотя теллура на Земле значительно меньше, чем селена, известно больше минералов теллура, чем этого его аналога. По составу они двояки: или теллуриды, или продукты окисления теллуридов в земной коре. Среди первых калаверит АuТe 2 и креннерит (Au, Ag)Te 2 . Они входят в число немногих природных соединений золота. Известны также природные теллуриды висмута, свинца, ртути. Очень редко в природе встречается и самородный теллур. Еще до открытия этого элемента его иногда находили в сульфидных рудах, но не могли правильно идентифицировать. Практического значения минералы теллура не имеют - весь промышленный теллур получают попутно.

Вряд ли кто-либо поверит рассказу о капитане дальнего плавания, который, кроме того, профессиональный цирковой борец, известный металлург и врач-консультант хирургической клиники. В мире же химических элементов подобное разнообразие профессий - явление весьма распространенное, и к ним неприменимо выражение Козьмы Пруткова: «Специалист подобен флюсу: полнота его односторонняя». Вспомним (еще до разговора о главном объекте нашего рассказа) железо в машинах и железо в крови, железо - концентратор магнитного поля и железо - составную часть охры... Правда, на «профессиональную выучку» элементов порой уходило намного больше времени, чем на подготовку йога средней квалификации. Так и элемент № 52, о котором предстоит нам рассказать, долгие годы применяли лишь для того, чтобы продемонстрировать, каков он в действительности, этот элемент, названный в честь нашей планеты: «теллур» - от tellus, что по-латыни значит «Земля».
Открыт этот элемент почти два века назад. В 1782 г. горный инспектор Франц Йозеф Мюллер (впоследствии барон фон Рейхенштейн) исследовал золотоносную руду, найденную в Семигорье, на территории тогдашней Австро-Венгрии. Расшифровать состав руды оказалось настолько сложно, что ее назвали Aurum problematicum - «золото сомнительное». Именно из этого «золота» Мюллер выделил новый металл, но полной уверенности в том, что он действительно новый, не было. (Впоследствии оказалось, что Мюллер ошибался в другом: открытый им элемент был новым, но к числу металлов отнести его можно лишь с большой натяжкой.)

Чтобы рассеять сомнения, Мюллер обратился за помощью к видному специалисту, шведскому минералогу и химику-аналитику Бергману.
К сожалению, ученый умер, не успев закончить анализ присланного вещества - в те годы аналитические методы были уже достаточно точными, но анализ занимал очень много времени.
Элемент, открытый Мюллером, пытались изучать и другие ученые, однако лишь через 16 лет после его открытия Мартин Генрих Клапрот - один из крупнейших химиков того времени - неопровержимо доказал, что этот элемент на самом деле новый, и предложил для него название «теллур».
Как и всегда, вслед за открытием элемента начались поиски его применений. Видимо, исходя из старого, еще времен иатрохимии принципа - мир это аптека, француз Фурнье пробовал лечить теллуром некоторые тяжелые заболевания, в частности проказу. Но без успеха - лишь спустя много лет теллур смог оказать медикам некоторые «мелкие услуги». Точнее, не сам теллур, а соли теллуристой кислоты К 2 Те0 3 и Na 2 Te0 3 , которые стали использовать в микробиологии как красители, придающие определенную окраску изучаемым бактериям. Так, с помощью соединений теллура надежно выделяют из массы бактерий дифтерийную палочку. Если не в лечении, так хоть в диагностике элемент № 52 оказался полезен врачам.
Но иногда этот элемент, а в еще большей мере некоторые его соединения прибавляют врачам хлопот. Теллур Достаточно токсичен. В нашей стране предельно допустимой концентрацией теллура в воздухе считается 0,01 мг/м3. Из соединений теллура самое опасное - теллуроводород H 2 Те, бесцветный ядовитый газ с неприятным запахом. Последнее вполне естественно: теллур - аналог серы, значит, Н 2 Те должен быть подобен сероводороду. Он раздражает бронхи, вредно влияет на нервную систему.
Эти неприятные свойства не помешали теллуру выйти в технику, приобрести множество «профессий».
Металлурги интересуются теллуром потому, что уже небольшие его добавки к свинцу сильно повышают прочность и химическую стойкость этого важного металла. Свинец, легированный теллуром, применяют в кабельной и химической промышленности. Так, срок службы аппаратов сернокислотного производства, покрытых изнутри свинцово-теллуровым сплавом (до 0,5% Те), вдвое больше, чем у таких же аппаратов, облицованных просто свинцом. Присадка теллура к меди и стали облегчает их механическую обработку.

Теллур - полупроводник

Однако не эти отрасли были виновниками скачка в ценах и спросе на элемент № 52. Произошел этот скачок в начале 60-х годов нашего века. Теллур - типичный полупроводник, и полупроводник технологичный. В отличие от германия и кремния, он сравнительно легко плавится (температура плавления 449,8° С) и испаряется (закипает при температуре чуть ниже 1000° С). Из него, следовательно, легко получать тонкие полупроводниковые пленки, которыми особенно интересуется современная микроэлектроника.
Однако чистый теллур как полупроводник применяют ограниченно - для изготовления полевых транзисторов некоторых типов и в приборах, которыми меряют интенсивность гамма-излучения. Да еще примесь теллура умышленно вводят в арсенид галлия (третий по значению после кремния и германия полупроводник), чтобы создать в нем проводимость электронного типа.
Намного обширнее область применения некоторых теллуридов - соединений теллура с металлами. Теллуриды висмута Bi 2 Te 3 и сурьмы Sb 2 Te 3 стали самыми важными материалами для термоэлектрических генераторов. Чтобы объяснить, почему это произошло, сделаем небольшое отступление в область физики и истории.
Еще полтора века назад (в 1821 г.) немецкий физик Зеебек обнаружил, что в замкнутой электрической цепи, состоящей из разных материалов, контакты между которыми находятся при разной температуре, создается электродвижущая сила (ее называют термо-ЭДС). Через 12 лет швейцарец Пельтье обнаружил эффект, обратный эффекту Зеебека: когда электрический ток течет по цепи, составленной из разных материалов, в местах контактов, кроме обычной джоулевой теплоты, выделяется или поглощается (в зависимости от направления тока) некоторое количество тепла.

Примерно 100 лет эти открытия оставались «вещью в себе», любопытными фактами, не более. И не будет преувеличением утверждать, что новая жизнь обоих этих эффектов началась после того, как академик А. Ф. Иоффе с сотрудниками разработал теорию применения полупроводниковых материалов для изготовления термоэлементов. А вскоре эта теория воплотилась в реальные термоэлектрогенераторы и термоэлектрохолодильники различного назначения.
В частности, термоэлектрогенераторы, в которых использованы теллуриды висмута, свинца и сурьмы, дают энергию искусственным спутникам Земли, навигационно - метеорологическим установкам, устройствам катодной защиты магистральных трубопроводов. Те же материалы помогают поддержать нужную температуру во многих электронных и микроэлектронных устройствах.
В последние годы большой интерес вызывает еще одно химическое соединение теллура, обладающее полупроводниковыми свойствами,- теллурид кадмия CdTe. Этот материал используют для изготовления солнечных батарей, лазеров, фотосопротнвлений, счетчиков радиоактивных излучений. Теллурид кадмия знаменит и тем, что это один из немногих полупроводников, в которых заметно проявляется эффект Гана.
Суть последнего заключается в том, что уже само введение маленькой пластинки соответствующего полупроводника в достаточно сильное электрическое поле приводит к генерации высокочастотного радиоизлучения. Эффект Гана уже нашел применение в радиолокационной технике.
Заключая, можно сказать, что количественно главная «профессия» теллура - легирование свинца и других металлов. Качественно же главное, безусловно, это работа теллура и теллуридов как полупроводников.

Полезная примесь

В таблице Менделеева место теллура находится в главной подгруппе VI группы рядом с серой и селеном. Эти три элемента сходны по химическим свойствам и часто сопутствуют друг другу в природе. Но доля серы в земной коре - 0,03%, селена всего - 10-5 %, теллура же еще на порядок меньше - 10~6%. Естественно, что теллур, как и селен, чаще всего встречается в природных соединениях серы - как примесь. Бывает, правда (вспомните о минерале, в котором открыли теллур), что он контактирует с золотом , серебром , медью и другими элементами. На нашей планете открыто более 110 месторождений сорока минералов теллура. Но добывают его всегда заодно или с селеном, или с золотом, или с другими металлами.
В России известны медно-никелевые теллурсодержащие руды Печенги и Мончегорска, теллурсодержащие свинцово-цинковые руды Алтая и еще ряд месторождений.

Из медной руды теллур выделяют на стадии очистки черновой меди электролизом. На дно электролизера вьпадает осадок - шлам. Это очень дорогой полупродукт. Приведем для иллюстрации состав шлама одного из канадских заводов: 49,8% меди, 1,976% золота, 10,52% серебра, 28,42% селена и 3,83% теллура. Все эти ценнейшие компоненты шлама надо разделить, и для этого существует несколько способов. Вот один из них.
Шлам расплавляют в печи, и через расплав пропускают воздух. Металлы, кроме золота и серебра, окисляются, переходят в шлак. Селен и теллур тоже окисляются, но - в летучие окислы, которые улавливают в специальных аппаратах (скрубберах), затем растворяют и превращают в кислоты - селенистую Н 2 SeОз и теллуристую Н 2 ТеОз. Если через этот раствор пропустить сернистый газ S0 2 , произойдут реакции
H 2 Se0 3 + 2S0 2 + Н 2 0 → Se ↓ + 2H 2 S0 4 .
H2Te03 + 2S02 + Н20 → Те ↓ + 2H 2 S0 4 .
Теллур и селен выпадают одновременно, чтo весьма не-желательно - они нужны нам порознь. Поэтому условия процесса подбирают таким образом, чтобы в соответствии с законами химической термодинамики сначала восстанавливался преимущественно селен. Этому помогает подбор оптимальной концентрации добавляемой в раствор соляной кислоты.
Затем осаждают теллур. Выпавший серый порошок, разумеется, содержит некоторое количество селена и, кроме того, серу, свинец, медь, натрий, кремний, алюминий, железо, олово, сурьму, висмут, серебро, магний, золото, мышьяк, хлор. От всех этих элементов теллур приходится очищать сначала химическими методами, затем перегонкой или зонной плавкой. Естественно, что из разных руд теллур извлекают по-разному.

Теллур вреден

Теллур применяют все шире и, значит, все возрастает число работающих с ним. В первой части рассказа об эле-менте № 52 мы уже упоминали о токсичности теллура и его соединений. Расскажем об этом подробней - именно потому, что с теллуром приходится работать все большему числу людей. Вот цитата из диссертации, посвященной теллуру как промышленному яду: белые крысы, которым ввели аэрозоль теллура, «проявляли беспокойство, чихали, терли мордочки, делались вялыми и сонливыми». Подобным образом действует теллур и на людей.

И сам теллур и его соединения могут приносить беды разных «калибров». Они, например, вызывают облысение, влияют на состав крови, могут блокировать различные ферментные системы. Симптомы хронического отравления элементарным теллуром - тошнота, сонливость, исхудание; выдыхаемый воздух приобретает скверный чесночный запах алкилтеллуридов.
При острых отравлениях теллуром вводят внутривенно сыворотку с глюкозой , а иногда даже морфий. Как профилактическое средство употребляют аскорбиновую кислоту. Но главная профилактика - это надежная герметизация аппаратов, автоматизация процессов, в которых участвуют теллур и его соединения.

Элемент № 52 приносит много пользы и уже потому заслуживает внимания. Но работа с ним требует осторожности, четкости и опять-таки - сосредоточенного внимания.
ВНЕШНИЙ ВИД ТЕЛЛУРА. Кристаллический теллур больше всего похож на сурьму. Цвет его - серебристо-белый. Кристаллы - гексагональные, атомы в них образуют спиральные цепи и связаны ковалентными связями с ближайшими соседями. Поэтому элементарный теллур можно считать неорганическим полимером. Кристаллическому теллуру свойствен металлический блеск, хотя по комплексу химических свойств его скорее можно отнести к неметаллам. Теллур хрупок, его довольно просто превратить в порошок. Вопрос о существовании аморфной модификации теллура однозначно не решен. При восстановлении теллура из теллуристой или теллуровой кислот выпадает осадок, однако до сих пор не ясно, являются ли эти частички истинно аморфными или это просто очень мелкие кристаллы.
ДВУХЦВЕТНЫЙ АНГИДРИД. Как и положено аналогу серы, теллур проявляет валентности 2-, 4+ и 6+ и значительно реже 2+. Моноокись теллура ТеО может существовать лишь в газообразном виде и легко окисляется до Те0 2 . Это белое негигроскопичное, вполне устойчивое кристаллическое вещество, плавящееся без разложения при 733° С; оно имеет полимерное строение.
В воде двуокись теллура почти не растворяется - в раствор переходит лишь одна часть Те0 2 на 1,5 млн. частей воды и образуется раствор слабой теллуристой кислоты Н 2 Те0 3 ничтожной концентрации. Так же слабо выражены кислотные свойства и у теллуровой кислоты

H 6 TeO 6 . Эту формулу (а не Н 2 ТеО 4 ей присвоили после того, как были получены соли состава Ag 6 Te0 6 и Hg 3 Te0 6 , хорошо растворяющиеся в воде. Образующий теллуровую кислоту ангидрид ТеОз в воде практически не растворяется. Это вещество существует в двух модификациях - желтого и серого цвета: α-ТеОз и β-ТеОз. Серый теллуровый ангидрид очень устойчив: даже при нагревании на него не действуют "кислоты и концентрированные щелочи. От желтой разновидности его очищают, кипятя смесь в концентрированном едком кали.

ВТОРОЕ ИСКЛЮЧЕНИЕ. При создании периодической таблицы Менделеев поставил теллур и соседний с ним иод (так же, как аргон и калий) в VI и VII группы не в соответствии, а вопреки их атомным весам. Действительно, атомная масса теллура - 127,61, а иода - 126,91 Значит, иод должен был бы стоять не за теллуром, а впереди него. Менделеев, однако, не сомневался в пра
вильности своих рассуждений, так как считал, что атомные веса этих элементов определены недостаточно точно. Близкий друг Менделеева чешский химик Богуслав Браунер тщательно проверил атомные веса теллура и иода, но его данные совпали с прежними. Правомерность исключений, подтверждающих правило, была установлена лишь тогда, когда в основу периодической системы легли не атомные веса, а заряды ядер, когда стал известен изотопный состав обоих элементов. У теллура, в отличие от иода, преобладают тяжелые изотопы.
Кстати, об изотонах. Сейчас известно 22 изотопа элемента № 52. Восемь из них - с массовыми числами 120, 122, 123, 124, 125, 126, 128 и 130 - стабильны. Последние два изотопа - самые распространенные: 31,79 и 34,48% соответственно.

МИНЕРАЛЫ ТЕЛЛУРА. Хотя теллура на Земле значительно меньше, чем селена, известно больше минералов элемента № 52, чем минералов его аналога. По своему составу минералы теллура двояки: или теллуриды, или продукты окисления теллуридов в земной коре. В числе первых калаверит AuTe 2 и креннерит (Au, Ag) Те2, входящие в число немногих природных соединений золота. Известны также природные теллуриды висмута, свинца, ртути. Очень редко в природе встречается самородный теллур. Еще до открытия этого элемента его иногда находили в сульфидных рудах, но не могли правильно идентифицировать. Практического значения минералы теллура не имеют - весь промышленный теллур является попутным продуктом переработки руд других металлов.

Географические названия:
Галлий и Франций - в честь Франции, родина открывших их ученых,
Скандий и Тулий - в честь Скандинавии (старинн. Туле), родина открывших их ученых - Швеция,
Германий - в честь Германии, родина открывшего его ученого,
Рутений - в честь России, родина открывшего его ученого Карла Клауса (сейчас наверное назвал бы в честь Эстонии, но тогда Тарту был в России),
Полоний - в честь Польшы, родина открывшей его М. Кюри-Склодовской,
Нихоний - в честь Японии, одна из родин синтезировавших его ученых,
Медь (Cuprum) - в честь Кипра, богатые месторождения меди,
Хассий и Дармштадтий - в честь земли Хессен, в которой расположен Дармштадт, и самого Дармштадта, где их открыли,
Лютеций - в честь Парижа (лат. Lutetia Parisorum), родина открывшего его ученого,
Гафний - в честь Копенгагена (лат. Hafnia), открывшие его ученые работали в местном университете,
Берклий и Калифорний - в честь города Беркли и штата Калифорния, открывшие его ученые работали в местном университете,
Дубний и Московий - в честь Дубны, где его открыли, и Московской области, в которой находится Дубна,
Ливерморий - в честь Ливермора, в местной лаборатории его открыли,
Тенессин - в честь Тенесси, поскольку там есть хорошая, годная ок-риджская лаборатория,
Гольмий - в честь Стокгольма, родина открывшего его ученого,
Иттербий (а также Иттрий, Тербий и Эрбий) - в честь деревни Иттербю в Швеции, рядом с которой обнаружили богатые залежи РЗЭ,
Стронций - в честь деревни Стронтиан в Шотландии, где был свинцовый рудник, в котором впервые обнаружили минерал стронция,
Рений - в честь Рейна, открыт немцами.
Бонус:
Селен и Теллур - названы в честь Луны и Земли, соответственно.
Европий и Америций - в честь Европы и Америки.

Именные элементы:
Гадолиний , в честь Ю. Гадолина, который исследовал минерал гадолинит и открыл, что в нем есть какие-то непонятные элементы (на самом деле из него потом половину РЗЭ выделили).
Самарий - в честь В.Е. Самарского-Быховца, горного инженера, предоставившего ученым руду, из которой был выделен элемент,
Кюрий - в честь П. и М. Кюри, исследовавших радиоактивные элементы и радиоактивность как таковую,
Эйнштейний - в честь А. Эйнштейна, поскольку он великий физик,
Фермий - в честь Э. Ферми, поскольку он великий физик и изучал радиоактивность,
Менделевий - в честь Д.И. Менделеева, поскольку он великий химик и открыл периодический закон, да еще и предсказал кучу элементов,
Нобелий - в честь А. Нобеля, поскольку с его помощью много великих физиков и химиков получили кучу денег,
Лоуренсий - в честь Э. Лоуренса, поскольку он изобрел циклотрон, на котором все эти новые элементы и делают,
Резерфордий - в честь Э. Резерфорда, поскольку он был великий физик и изучал строение атома,
Сиборгий - в честь Г. Сиборга, поскольку именем страны, штата, города и лаборатории, в которой он и его группа открывали элементы, новые элементы уже были названы, а давать названия в честь кого-то чужого не хотелось,
Борий - в честь Н. Бора, поскольку он был великий физик и изучал строение атома,
Мейтнерий - в честь Л. Мейтнер, поскольку она великий физик,
Рентгений - в честь В.К. Рентгена, поскольку он был великий физик,
Коперниций - в честь Н. Коперника, поскольку он создал гелиоцентрическую модель солнечной системы,
Флеровий - в честь Г.Н. Флерова, у которого в лаборатории пачками синтезировали новые элементы в Дубне, как и у Сиборга в Калифорнии,
Оганесон - в честь Ю.Ц. Оганесяна, поскольку он великий ядерный физик и тоже в Дубне.
Бонус:
Кобальт и Никель - Kobold и Nicolaus, соответственно, гном и зловредный человечек, дух шахты.

Элемент № 52 долгие годы применяли лишь для того, чтобы продемонстрировать, каков он в действительности, этот элемент, названный в честь нашей планеты: «теллур» - от tellus, что по-латыни значит «Земля». Открыт этот элемент почти два века назад. В 1782 г. горный инспектор Франц Иозеф Мюллер (впоследствии барон фон Рейхенштейн) исследовал золотоносную руду, найденную в Семигорье, на территории тогдашней Австро-Венгрии. Расшифровать состав руды оказалось настолько сложно, что ее назвали Aurum problematicum - «золото сомнительное». Именно из этого «золота» Мюллер выделил новый металл, но полной уверенности в том, что он действительно новый, не было.

(Впоследствии оказалось, что Мюллер ошибался в другом: открытый им элемент был новым, но к числу металлов отнести его можно лишь с большой натяжкой.)Чтобы рассеять сомнения, Мюллер обратился за помощью к видному специалисту, шведскому минералогу и химику-аналитику Бергману.К сожалению, ученый умер, не успев закончить анализ присланного - в те годы аналитические методы были уже достаточно точными, но анализ занимал очень много времени.Элемент, открытый Мюллером, пытались изучать и другие ученые, однако лишь через 16 лет после его открытия Мартин Генрих Клапрот - один из крупнейших химиков того времени - неопровержимо доказал, что этот элемент на самом деле новый, и предложил для него название «теллур».

Как и всегда, вслед за открытием элемента начались поиски его применений. Видимо, исходя из старого, еще времен иатрохимии принципа - мир это аптека, француз Фурнье пробовал лечить теллуром некоторые тяжелые заболевания, в частности проказу. Но без успеха - лишь спустя много лет смог оказать медикам некоторые «мелкие услуги». Точнее, не сам , а соли теллури-стой кислоты К 2 ТеO 3 и Na 2 TeO 3 , которые стали использовать в микробиологии как красители, придающие определенную окраску изучаемым бактериям. Так, с помощью соединений теллура надежно выделяют из массы бактерий дифтерийную палочку. Если не в лечении, так хоть в диагностике элемент № 52 оказался полезен врачам.

Но иногда этот элемент, а в еще большей мере некоторые его соединения прибавляют врачам хлопот. достаточно токсичен. В нашей стране предельно допустимой концентрацией теллура в воздухе считается 0,01 мг/м 3 . Из соединений теллура самое опасное - теллуроводород Н 2 Те, бесцветный ядовитый газ с неприятным запахом. Последнее вполне естественно: теллур - аналог серы, зна-чит. H2Te должен быть подобен сероводороду. Он раздра- жает бронхи, вредно влияет на нервную систему. Эти неприятные свойства не помешали теллуру выйти в технику, приобрести множество «профессий». Металлурги интересуются теллуром потому, что уже небольшие его добавки к свинцу сильно повышают прочность и химическую стойкость этого важного металла. , легированный теллуром, применяют в кабельной и химической промышленности.

Так, срок службы аппаратов сернокислотного производства, покрытых изнутри свивцово-теллуровым сплавом (до 0,5% Те), вдвое больше, чем у таких же аппаратов, облицованных просто свинцом. Присадка теллура к меди и стали облегчает их механическую обработку.В стекольном производстве теллуром пользуются, чтобы придать стеклу коричневую окраску и больший коэффициент лучепреломления. В резиновой промышленности его, как аналог серы, иногда применяют для вулканизации каучуков.

Статья на тему Теллур история

Открытий была, несомненно, периодическая система и закон. Именно она позволила упорядочить известные на тот момент элементы, привести в систему все имеющиеся знания и понять закономерности изменения в проявляемых свойствах.

Когда она создавалась Менделеевым, было известно всего 63 вида атома. Сегодня их уже 118, и каждый имеет свое место, обладает рядом свойств и характеристик. Естественно, свое имя. Многие химические элементы, названные в честь ученых, стран, городов, планет и так далее, имеют весьма важное значение в жизни живых существ.

Структура Периодической системы

Существуют разные варианты таких таблиц:

длиннопериодные;
короткопериодные;
сверхдлинные.

Всего насчитывается свыше сотни различных вариантов графического отображения периодической зависимости атомов. И до сих пор ученые предлагают все новые способы.

Чаще всего пользуются вариантом длиннопериодной и короткопериодной таблицы. У каждой химической частицы есть своя ячейка, в которой отражена основная о ней информация. Так, можно увидеть краткую электронную конфигурацию внешней оболочки атома, порядковый номер, атомную массу (усредненное значение между всеми видами изотопов) и, безусловно, название. В нашей стране - в переводе на русский, в других - на их языке. Как образуется и от чего зависит то или иное имя атома?

Многие химические элементы названы в честь ученых, часть - в честь городов и стран, географических объектов, еще некоторые - в честь мифических героев, богов, объектов Космоса. Многим даны названия по образуемым ими или цвету, который вещество дает при спектрометрическом анализе.

Свойства химических элементов

Очень интересно то, что все ячейки таблицы несут информацию не просто о том или ином структурном звене, но и о его свойствах. Глядя на положение в можно назвать и степень окисления, спрогнозировать физические и химические свойства, определить активность и характер соединений.

Всего можно выделить несколько свойств, характерных для атомов и их простых и сложных веществ:

окислительные;
восстановительные;
кислотные;
основные;
амфотерные;
металлические;
неметаллические.

Только по тому, в какой ячейке расположена частица, можно классифицировать ее по всем перечисленным свойствам. Однако не только это важно и интересно. Очень необычным является иногда и название элемента, говорящее и о свойствах, и о его соединениях, и о первооткрывателе.

Образование названий

Как уже упоминалось выше, многие и стран, городов и планет и прочее, являются очень важными для живых существ, так как входят в состав их организма. Это касается и человека.

Например, углерод и водород. Само название говорит за себя: "рождающий уголь" и "рождающий воду" соответственно. А какой организм без этих структур? Ни один живой, ведь углерод - основа органических соединений, а значит белка, нуклеиновых кислот, углеводов и прочих жизненно важных веществ.

Что жизнь невозможна без воды, знает каждый первоклассник. Свойства химических элементов также часто находят отражение в названии. Например, кислород - "рождающий кислоты". Значит, данный элемент будет обладать окислительными свойствами.

Или азот - "безжизненный" в переводе с латинского. Почему? Этот газ не поддерживает жизнь на Земле, в его атмосфере живым существам грозит гибель. И таких примеров можно из 118 привести немало.

Элементы, названные именем ученых

Какие химические элементы названы в честь ученых? Те, что захотел назвать в свою или другую честь их первооткрыватель. Ведь именно ему принадлежит право давать название. Достаточно приятная прерогатива.

Формулы химических элементов образуются от их латинских названий, а сами имена - от желания людей-ученых. Например, многие захотели увековечить имена великих русских и зарубежных химиков в названиях атомов. И им это удалось. Рассмотрим основные примеры, иллюстрирующие, какие химические элементы названы в честь ученых.

Самарий - Sm. Образовано от минерала самарсита. А сама порода - в честь великого русского военнослужащего, полковника Самарского. Большой вклад этот человек внес в развитие шахтерского дела, так как был инспектором рудников и шахт.
Гадолиний - Gd. Получил свое название благодаря финскому химику Юхану Гадолину, которым в свое время был открыт элемент иттрий.
Эйнштейний - Es, имеет такое же обозначение, как и другие формулы химических элементов: от латинского написания фамилии великого Альберта Эйнштейна.
Фермий - Fm. Получил имя в честь великого ученого, создателя ядерной и нейтронной физики Энрико Ферми. Номинант Нобелевской премии за бесконечные научные исследования и достижения.
Менделевий - Md. Данным элементом увековечено и без того известное во всем мире имя Дмитрия Ивановича Менделеева.
Нобелий - No. Получил имя от шведского химика, изобретателя, открывателя динамита. Именно он является автором Нобелевской премии в области заслуг в науке. Свое богатство завещал на выплаты талантливым ученым.
Лоуренсий - Lr. Является данью уважения Эрнесту Лоуренсу, одному из создателей атомной бомбы, гениальному ученому, внесшему большой вклад в развитие физики, особенно ядерного ее раздела.
Курчатовий - Ku. Назван в честь Игоря Васильевича Курчатова, гениального советского ученого, создателя нашей, русской, атомной бомбы.
Нильсборий - Ns. Благодаря Нильсу Бору, одному из основателей квантовой механики и современной физики.

Это практически все химические элементы, названные в честь ученых. Список не включает только один элемент, который рассмотрим ниже.

Женщины-ученые и химия

Существуют химические элементы, названные в честь ученых-женщин. Но пока такой, к сожалению, только один. Да и женщин-химиков немного. Это кюрий - Km. Назван он в честь которая совместно со своим супругом Пьером, ученым-физиком, сделала открытие явления радиации и много работ провела на этой почве. Супруги были удостоены Нобелевской премии за свои заслуги.

Открытие элемента полония - Po.
Открытие и изучение пьезоэлектрического эффекта.
Открытие элемента радия - Ra.

Таким образом, мы рассмотрели весь список, в котором химические элементы названы в честь ученых. Пока их всего 10 из известных 118, но время не стоит на месте. Учеными проводятся постоянные исследования изотопов, осуществляются ядерные реакции и синтезируются все новые соединения и элементы. Поэтому не исключено, что данный список еще пополнится великими именами.

Названия стран и городов в элементах

Помимо того что называют химические элементы в честь ученых, есть и еще ряд вариантов для их обозначения. Так, например, многие увековечили собой города и страны.

Магний - Mg. На побережье Эгейского моря есть город Магнесия. Именно он и стал прототипом для имени данного элемента.
Скандий - Sc. Увековечил Скандинавию, что и отражает как латинское, так и русское название.
Медь - Cu. На латыни произносится как cuprum, отсюда объяснение названию: в честь острова Кипр.
Галлий - Ga. В честь страны Франции, так как на латыни ее название "галлия".
Германий - Ge. Очевидно, что назван в честь страны Германии.
Стронций - Sr. Не только страны и города, но и деревни удостаиваются чести быть увековеченными в названии химического элемента. Назван в честь деревни в Шотландии Строншиан.
Иттрий - в честь деревни Иттербю в Швеции.
Рутений - Ru. Россия - символ этого элемента.
Европий - Eu. В честь всей Европы.
Лютеций - Lu. На латыни "лютеция" - это Париж, поэтому в честь этого красивого города и назван элемент.
Гафний - Hf. В честь Копенгагена, который на латыни звучит, как "хафния".
Полоний - Po. В честь Польши.
Америций - Am. В честь Америки.
Калифорний - Cf. В честь Американского штата Калифорния.
Франций - Fr. В честь страны Франции.

Таким образом, 15 элементов прославляют и хранят в своих названиях память о великих городах и странах нашей Земли.

Названия планет в элементах

Космос всегда будоражил умы и заставлял гадать и думать, что же он собой представляет. Ему приписывали многие магические свойства. Его объекты становились названиями для существующих химических элементов. Примеры таких атомов:

нептуний;
плутоний;
уран;
теллур;
селен;
гелий.

Таким образом, отразились в названиях Солнце, Луна, Земля и другие планеты.

Мифология в названиях

Немало элементов носят имена мифических героев, богов, существ. Примерами могут служить:

титан (в честь титанов-детей);
кобальт и никель (в честь злых духов);
ванадий (богиня Ванадис);
ниобий (принцесса Ниоба);
прометий (в честь Прометея);
тантал (мифический царь Тантал);
торий (бог Тор).

Мифические истории, легенды всегда передавались из уст в уста. Теперь многие из них не забудутся, так как их герои нашли отражение в названиях химических элементов.

Цветовая палитра названий

Также атомы получают имена по окраске видимой части спектра при спектрометрическом или хроматографическом анализе состава его простого вещества. Например, фосфор получил имя за способность "свет носить", то есть светится белым светом. также и некоторые другие:

сера - "желтый";
хлор - "зеленоватый";
рубидий - "темно-красный";
индий - "индиго", красивый ярко-синий цвет;
олово - "белый";
сурьма - "черный", краска для волос;
йод - "фиолетовый";
цезий - "серовато-синий";
празеодим - "зеленый близнец";
таллий - "зеленая ветка, побег";
золото - "сиять".

Очевидно, что каждый атом имеет свою историю происхождения названия, но все они интересны, красивы, отражают суть самого атома или его первооткрывателя.