لون التيلوريوم. سوق التيلوريوم العالمي. التواجد في الطبيعة
يوجد التيلوريوم في تعديلين - بلوري وغير متبلور.
يتم الحصول على التيلوريوم البلوري عن طريق تبريد بخار التيلوريوم ، ويتم الحصول على التيلوريوم غير المتبلور عن طريق اختزال حمض التيلوريك بثاني أكسيد الكبريت أو كاشف آخر مشابه:
التيلوريوم غير المتبلور عبارة عن مسحوق أسود ناعم يتحول إلى تيلوريوم معدني عند تسخينه. كثافة التيلوريوم غير المتبلور 5.85-5.1 جم / سم 3.
بالنسبة للتيلوريوم البلوري ، يُعرف نوعان متعدد الأشكال: α-Te و β-Te. يحدث الانتقال α → عند 354 درجة مئوية.لدي التيلوريوم البلوري لون أبيض-فضي. كثافته 6.25 جم / سم 2. صلابة التيلوريوم البلوري 2.3 ؛ في درجات الحرارة العادية ، يكون هشًا ، ويسهل سحقه إلى مسحوق ، وفي درجات الحرارة المرتفعة يصبح من البلاستيك بحيث يمكن الضغط عليه.
تبلغ درجة انصهار التيلوريوم 438-452 درجة مئوية ، ودرجة الغليان 1390 درجة مئوية.
التيلوريوم له خاصية التوصيل شبه الموصلة. المقاومة الكهربائية للتيلوريوم متعدد الكريستالات عند 0 درجة مئوية هي 0.102 أوم * سم. مع زيادة درجة الحرارة ، تنخفض المقاومة الكهربائية للتيلوريوم:
على عكس السيلينيوم ، فإن المقاومة الكهربائية للتيلوريوم ليست حساسة جدًا للضوء. ومع ذلك ، في درجات الحرارة المنخفضة ، لا يزال تأثير الإضاءة محسوسًا ؛ لذلك ، عند -180 درجة مئوية ، تنخفض المقاومة الكهربائية للتيلوريوم تحت تأثير الإضاءة بنسبة 70 ٪.
الخواص الكيميائية
من حيث خصائصه الكيميائية ، يشبه التيلوريوم السيلينيوم ، لكن له طابع معدني أكثر وضوحًا. في درجة حرارة الغرفة ، يكون التيلوريوم المضغوط مقاومًا للهواء والأكسجين ؛ عند تسخينه ، يتأكسد ويحترق بلهب أزرق مع حدود خضراء ، مكونًا TeO2.
في حالة تشتت وفي وجود الرطوبة ، يتأكسد التيلوريوم في درجات الحرارة العادية. يتفاعل التيلوريوم في درجة حرارة الغرفة مع الهالوجينات ويشكل هاليدات أقوى كيميائيًا (TeCl4 ؛ TeBr4) من السيلينيوم.
لا يتحد التيلوريوم بشكل مباشر مع الهيدروجين في ظل الظروف العادية ، ولكن عند التسخين يتشكل H2Te. عند تسخينها بالعديد من المعادن ، فإن أشكال التيلوريوم تيلورايد: K2Te ، Ag2Te ، MgTe ، Al2Te ، إلخ.
يتفاعل التيلوريوم المعدني مع الماء عند درجة حرارة 100-160 درجة مئوية ، ويترسب حديثًا (التيلوريوم غير المتبلور) - عند درجة حرارة الغرفة:
Te + 2Н2О → TeO2 + 2Н2.
لا يذوب التيلوريوم في CS2 ؛ يذوب ببطء شديد في حمض الهيدروكلوريك المخفف. في HNO3 المركز والمخفف ، يتأكسد التيلوريوم لتكوين H2TeO3:
3Те + 4HNО3 + H2O = 3Н2ТеО3 + 4NO.
يتحلل حمض التيلوروس بسهولة عن طريق ثاني أكسيد الكبريت مع إطلاق التيلوريوم:
H2TeO3 + 2SO2 + H2O → Te + 2H2SO4.
يستخدم هذا التفاعل للحصول على التيلوريوم النقي.
التيلوريوم هو رفيق ثابت تقريبًا للمعادن الثقيلة غير الحديدية في الكبريتيدات (الحديد وبيريت النحاس ، وبريق الرصاص) ، ولكنه يحدث أيضًا في شكل معادن سيلفانيت ، كالافريت (Au ، Ag) Te2 ، إلخ.
المصدر الرئيسي لإنتاج التيلوريوم الصناعي هو نفايات معالجة خامات كبريتيد النحاس وغبار الرصاص ، حيث يوجد التيلوريوم في شكل TeO2 ، الذي يتم الحصول عليه أثناء تحميص خامات الكبريتيد ؛ بالإضافة إلى حمأة الأنود التي يتم الحصول عليها أثناء التكرير الكهربائي للنحاس والرصاص.
17.03.2020
يعد إنشاء النماذج الحجمية اليوم مناسبًا ليس فقط للرسوم المتحركة ، ولكن أيضًا للأغراض الفنية. أيضًا ، غالبًا باستخدام النمذجة ثلاثية الأبعاد ، يقومون بإنشاء نماذج داخلية ...
16.03.2020
مثل الأرضيات الخشبية المشهورة حاليًا ، من السهل جدًا تركيب ألواح الباركيه الحديثة. ضعه على أرضية غرفة معيشة المالك أو غرفة التقنية ...
16.03.2020
التسجيل في البوابة يكون فوريًا تقريبًا ، يمكنك إنشاء حساب عن طريق إدخال العنوان بريد الالكترونيأو استخدام الخاص بك الحسابفي واحدة من 20 ...
16.03.2020
لا يهم الأداة التي لديك ، العب من خلالها اصدار المحموليمكنك حتى استخدام أقدم هاتف ذكي. لبدء اللعب ، عليك أولاً التسجيل ...
16.03.2020
من بين أغطية الأرضيات ، يعتبر السجاد مثيرًا للاهتمام بشكل خاص لأنه يجمع بين خصائص العزل الممتازة والمظهر الفاخر وتكنولوجيا التركيب البسيطة ...
16.03.2020
أولاً ، تحتاج إلى فهم كيفية عمل المبردات الصناعية. يشبه هذا الجهاز ثلاجة عادية ، حيث تضخ مضخة خاصة السائل والتبريد ...
15.03.2020
عند التخطيط لأعمال الإصلاح في منزلك ، عليك أولاً تحديد نطاق العمل. اعتمادًا على حالة المبنى ، ستعتمد المنطقة ...
14.03.2020
يمكن للمالكين استخدام ألواح دريوال في حالات مختلفة. غالبًا ما يتم استخدام الحوائط الجافة في تكسية الجدران ....
13.03.2020
الخامس العالم الحديثمن الصعب تخيل حدث احتفالي واحد على الأقل دون استخدام الألعاب النارية المختلفة ، والتي يتم تمثيلها ، بكلمات بسيطة ، بالألوان ...
13.03.2020
بلاطات الرصف- يتم استخدامه لإنشاء سطح صلب من الشوارع وتصميم مناطق المشاة والطرق وما إلى ذلك. يمكن تشكيلها من مواد مختلفة. أنهم...
لا يكاد أحد يصدق قصة قبطان البحر ، الذي هو ، علاوة على ذلك ، مصارع سيرك محترف وعالم معادن مشهور وطبيب استشاري في عيادة جراحية. في عالم العناصر الكيميائية ، تعد مثل هذه المهن المتنوعة ظاهرة شائعة جدًا ، ولا ينطبق عليها تعبير كوزما بروتكوف: "المتخصص مثل البامية: اكتماله من جانب واحد". دعونا نتذكر (حتى قبل الحديث عن الهدف الرئيسي لقصتنا) الحديد في السيارات والحديد في الدم ، والحديد هو مركز مجال مغناطيسي والحديد - جزء من مكوناتمغرة ... صحيح أن "التدريب الاحترافي" للعناصر يستغرق أحيانًا وقتًا أطول بكثير من إعداد اليوغي العادي. لذا فإن العنصر رقم 52 ، الذي نحن على وشك إخبارنا به ، تم استخدامه لسنوات عديدة فقط من أجل توضيح ما هو عليه حقًا ، هذا العنصر ، الذي سمي على اسم كوكبنا: "تيلوريوم" - من تيلوس ، والتي تعني في اللاتينية "الأرض" .
تم اكتشاف هذا العنصر منذ ما يقرب من قرنين من الزمان. في عام 1782 ، قام مفتش التعدين فرانز جوزيف مولر (لاحقًا بارون فون رايشنشتاين) بالتحقيق في خام الذهب الحامل الموجود في سيميجوري ، على أراضي ما كان يعرف آنذاك بالنمسا والمجر. اتضح أنه من الصعب للغاية فك شفرة تكوين الخام لدرجة أنه سمي Aurum problematicum - "الذهب المشكوك فيه". ومن هذا "الذهب" اختص مولر بمعدن جديد ، لكن لم تكن هناك ثقة كاملة بأنه جديد حقًا. (بعد ذلك ، اتضح أن مولر كان مخطئًا بشأن شيء آخر: العنصر الذي اكتشفه كان جديدًا ، ولكن لا يمكن أن يُعزى إلا إلى عدد المعادن التي لها امتداد كبير).
لتبديد الشكوك ، لجأ مولر إلى المتخصص البارز ، عالم المعادن والكيميائي التحليلي السويدي بيرغمان.
لسوء الحظ ، توفي العالم قبل أن يتمكن من إنهاء تحليل المادة المرسلة - في تلك السنوات ، كانت الأساليب التحليلية بالفعل دقيقة تمامًا ، لكن التحليل استغرق الكثير من الوقت.
حاول علماء آخرون دراسة العنصر الذي اكتشفه مولر ، ولكن بعد 16 عامًا فقط من اكتشافه ، أثبت مارتن هاينريش كلابروث ، أحد أعظم الكيميائيين في ذلك الوقت ، بشكل قاطع أن هذا العنصر كان جديدًا بالفعل ، واقترح عليه اسم "تيلوريوم" .
كالعادة ، بعد اكتشاف العنصر ، بدأ البحث عن تطبيقاته. على ما يبدو ، انطلاقًا من القديم ، حتى من أوقات الكيمياء العلاجية ، فإن المبدأ - العالم عبارة عن صيدلية ، حاول الفرنسي فورنييه علاج بعض الأمراض الخطيرة باستخدام التيلوريوم ، ولا سيما مرض الجذام. لكن دون نجاح - بعد سنوات عديدة فقط تمكنت تيلوريوم من تزويد الأطباء ببعض "الخدمات الثانوية". بتعبير أدق ، ليس التيلوريوم نفسه ، ولكن أملاح حمض التيلوريك K 2 TeO 3 و Na 2 TeO 3 ، الذي بدأ استخدامه في علم الأحياء الدقيقة كصبغات تضفي لونًا معينًا على البكتيريا قيد الدراسة. لذلك ، بمساعدة مركبات التيلوريوم ، يتم عزل عصية الخناق بشكل موثوق من كتلة البكتيريا. إذا لم يكن في العلاج ، فعلى الأقل في التشخيص ، كان العنصر رقم 52 مفيدًا للأطباء.
لكن في بعض الأحيان ، يضيف هذا العنصر ، وإلى حد كبير بعض مركباته ، متاعب للأطباء. التيلوريوم شديد السمية. في بلدنا ، الحد الأقصى المسموح به لتركيز التيلوريوم في الهواء هو 0.01 مجم / م 3. أخطر مركبات التيلوريوم هو تيلوريد الهيدروجين H 2 Te ، وهو غاز سام عديم اللون له رائحة كريهة. هذا الأخير طبيعي تمامًا: التيلوريوم هو نظير للكبريت ، مما يعني أن Н 2 Te يجب أن يكون مشابهًا لكبريتيد الهيدروجين. إنه يهيج الشعب الهوائية وله تأثير ضار على الجهاز العصبي.
هذه الخصائص غير السارة لم تمنع التيلوريوم من دخول التكنولوجيا ، واكتساب العديد من "المهن".
يهتم علماء المعادن بالتيلوريوم لأنه حتى إضافاته الصغيرة للرصاص تزيد بشكل كبير من القوة والمقاومة الكيميائية لهذا التيلوريوم معدن مهم... يستخدم الرصاص المخدر مع التيلوريوم في صناعة الكابلات والصناعات الكيماوية. وبالتالي ، فإن العمر التشغيلي لجهاز إنتاج حامض الكبريتيك ، المطلي من الداخل بسبيكة من الرصاص والتيلوريوم (حتى 0.5٪ Te) ، يكون ضعف عمر الجهاز نفسه ، المبطن ببساطة بالرصاص. إن إضافة التيلوريوم إلى النحاس والصلب يسهل تصنيعها.
في إنتاج الزجاج ، يستخدم التيلوريوم لإعطاء الزجاج اللون البني ومعامل انكسار أعلى. في صناعة المطاط ، كنظير للكبريت ، يتم استخدامه أحيانًا لكبريت المطاط.
التيلوريوم - أشباه الموصلات
ومع ذلك ، لم تكن هذه الصناعات مسؤولة عن قفزة الأسعار والطلب على البند رقم 52. حدثت هذه القفزة في أوائل الستينيات من القرن الحالي. التيلوريوم هو أشباه موصلات نموذجية ، وأشباه الموصلات متطورة تقنيًا. على عكس الجرمانيوم والسيليكون ، يذوب بسهولة نسبيًا (نقطة الانصهار 449.8 درجة مئوية) ويتبخر (يغلي عند أقل من 1000 درجة مئوية). وبالتالي ، من السهل الحصول على أغشية رقيقة من أشباه الموصلات منها ، والتي لها أهمية خاصة في الإلكترونيات الدقيقة الحديثة.
ومع ذلك ، يتم استخدام التيلوريوم النقي كأشباه موصلات إلى حد محدود - لتصنيع ترانزستورات التأثير الميداني لبعض الأنواع وفي الأجهزة التي تقيس شدة إشعاع جاما. علاوة على ذلك ، يتم إدخال شوائب التيلوريوم عمدًا في زرنيخيد الغاليوم (ثالث أهم أشباه موصلات بعد السيليكون والجرمانيوم) من أجل إنشاء نوع إلكتروني من الموصلية *.
* تم وصف نوعي الموصلية المتأصلة في أشباه الموصلات بالتفصيل في مقالة "الجرمانيوم".
مجال تطبيق بعض التيلورايد - مركبات التيلوريوم بالمعادن أوسع بكثير. أصبح البزموت تيلورايد Bi 2 Te 3 والأنتيمون Sb 2 Te 3 من أهم المواد للمولدات الكهروحرارية. لشرح سبب حدوث ذلك ، سنقوم باستطالة صغيرة في مجال الفيزياء والتاريخ.
قبل قرن ونصف (في عام 1821) اكتشف الفيزيائي الألماني سيبيك ذلك في دائرة كهربائية مغلقة تتكون من مواد مختلفة، جهات الاتصال التي تكون في درجات حرارة مختلفة ، يتم إنشاء قوة دافعة كهربائية (تسمى thermo-EMF). بعد 12 عامًا ، اكتشف بلتيير السويسري تأثيرًا معاكسًا لتأثير سيبيك: عندما يتدفق تيار كهربائي عبر دائرة مكونة من مواد مختلفة ، في أماكن التلامس ، بالإضافة إلى حرارة الجول المعتادة ، تكون كمية معينة من الحرارة تم إطلاقه أو امتصاصه (حسب اتجاه التيار).
لمدة 100 عام ، ظلت هذه الاكتشافات "شيئًا في حد ذاته" ، حقائق غريبة ، لا شيء أكثر من ذلك. ولن يكون من المبالغة أن نقول إن حياة جديدة لكل من هذين التأثيرين بدأت بعد بطل العمل الاشتراكي ، الأكاديمي أ. طور Ioffe وزملاؤه نظرية لاستخدام مواد أشباه الموصلات لتصنيع العناصر الحرارية. وسرعان ما تجسدت هذه النظرية في مولدات كهروحرارية حقيقية وثلاجات حرارية لأغراض مختلفة.
على وجه الخصوص ، المولدات الكهروحرارية ، التي تستخدم فيها تيلوريد البزموت والرصاص والأنتيمون ، توفر الطاقة للأقمار الصناعية الأرضية ، والمنشآت الملاحية والأرصاد الجوية ، وأجهزة الحماية الكاثودية لخطوط الأنابيب الرئيسية. تساعد نفس المواد في الحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة في العديد من الأجهزة الإلكترونية والإلكترونية الدقيقة.
الخامس السنوات الاخيرةواحد آخر له أهمية كبيرة مركب كيميائيالتيلوريوم بخصائص شبه موصلة - تيلورايد الكادميوم CdTe. تستخدم هذه المواد في تصنيع الخلايا الشمسية والليزر ومقاومات الضوء والعدادات. الإشعاع المشع... يشتهر الكادميوم تيلورايد أيضًا بحقيقة أنه أحد أشباه الموصلات القليلة التي يظهر فيها تأثير هان بشكل ملحوظ.
جوهر هذا الأخير هو أن إدخال لوحة صغيرة من أشباه الموصلات المقابلة في قوة كافية بما فيه الكفاية الحقل الكهربائييؤدي إلى توليد انبعاث لاسلكي عالي التردد. وجد تأثير هان بالفعل تطبيقات في تكنولوجيا الرادار.
في الختام ، يمكننا القول أن "المهنة" الرئيسية للتيلوريوم من الناحية الكمية هي صناعة السبائك من الرصاص والمعادن الأخرى. من الناحية النوعية ، الشيء الرئيسي ، بالطبع ، هو عمل التيلوريوم والتيلورايد كأشباه موصلات.
خليط مفيد
في الجدول الدوري ، يقع مكان التيلوريوم في المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة السادسة ، بجانب الكبريت والسيلينيوم. هذه العناصر الثلاثة متشابهة في الخصائص الكيميائية وغالبًا ما تصاحب بعضها البعض في الطبيعة. لكن نصيب الكبريت في القشرة الأرضية هو 0.03٪ ، والسيلينيوم فقط هو 10-5٪ ، والتيلوريوم لا يزال أقل من 10-6٪. بطبيعة الحال ، يوجد التيلوريوم ، مثل السيلينيوم ، غالبًا في مركبات الكبريت الطبيعية - كشوائب. ومع ذلك ، يحدث (تذكر المعدن الذي اكتشف فيه التيلوريوم) أنه يتلامس مع الذهب والفضة والنحاس وعناصر أخرى. تم اكتشاف أكثر من 110 رواسب من أربعين معدنًا من التيلوريوم على كوكبنا. ولكن يتم تعدينها دائمًا في نفس الوقت إما بالسيلينيوم أو بالذهب أو مع معادن أخرى.
تُعرف خامات التيلوريوم الحاملة للنحاس والنيكل في Pechenga و Monchegorsk وخامات الرصاص والزنك الحاملة للتيلوريوم في Altai وعدد من الرواسب الأخرى في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية.
يتم عزل التيلوريوم من خام النحاس في مرحلة تنقية النحاس المنفط عن طريق التحليل الكهربائي. ترسب الحمأة في الجزء السفلي من المحلل الكهربائي. هذا منتج وسيط مكلف للغاية. هنا ، للتوضيح ، تكوين الحمأة من أحد النباتات الكندية: 49.8٪ نحاس ، 1.976٪ ذهب ، 10.52٪ فضة ، 28.42٪ سيلينيوم و 3.83٪ تيلوريوم. يجب فصل كل هذه المكونات الأكثر قيمة للحمأة ، وهناك عدة طرق لذلك. هنا هو واحد.
تذوب الحمأة في الفرن ويمرر الهواء من خلال الذوبان. تتأكسد المعادن ، باستثناء الذهب والفضة ، وتتحول إلى خبث. يتأكسد السيلينيوم والتيلوريوم أيضًا ، ولكن في أكاسيد متطايرة ، يتم التقاطها في أجهزة خاصة (أجهزة تنقية الغاز) ، ثم يتم إذابتها وتحويلها إلى أحماض - السيلينيوم H 2 SeO 3 وتيلورايد H 2 TeO 3. إذا تم تمرير ثاني أكسيد الكبريت SO 2 من خلال هذا المحلول ، فستحدث التفاعلات:
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.
يتساقط التيلوريوم والسيلينيوم في نفس الوقت ، وهو أمر غير مرغوب فيه للغاية - فنحن نحتاجهما بشكل منفصل. لذلك ، يتم اختيار ظروف العملية بطريقة يتم فيها ، وفقًا لقوانين الديناميكا الحرارية الكيميائية ، تقليل السيلينيوم في الغالب أولاً. يتم تسهيل ذلك عن طريق اختيار التركيز الأمثل لحمض الهيدروكلوريك المضاف إلى المحلول.
ثم يحاصر التيلوريوم. يحتوي المسحوق الرمادي المتساقط بالطبع على كمية معينة من السيلينيوم ، بالإضافة إلى الكبريت ، والرصاص ، والنحاس ، والصوديوم ، والسيليكون ، والألمنيوم ، والحديد ، والقصدير ، والأنتيمون ، والبزموت ، والفضة ، والمغنيسيوم ، والذهب ، والزرنيخ ، والكلور. يجب تنظيف التيلوريوم من كل هذه العناصر أولاً. الطرق الكيميائية، ثم التقطير أو ذوبان المنطقة. وبطبيعة الحال ، يتم استخراج التيلوريوم بطرق مختلفة من خامات مختلفة.
التيلوريوم ضار
يتم استخدام التيلوريوم على نطاق واسع ، وبالتالي ، يتزايد عدد العاملين معه. في الجزء الأول من القصة حول العنصر رقم 52 ، ذكرنا بالفعل سمية التيلوريوم ومركباته. دعنا نتحدث عن هذا بمزيد من التفصيل - على وجه التحديد لأن المزيد والمزيد من الناس يجب أن يعملوا مع التيلوريوم. إليكم اقتباس من أطروحة عن التيلوريوم كسم صناعي: الفئران البيضاء ، التي تم حقنها بالهباء الجوي التيلوريوم ، "أظهرت القلق ، والعطس ، وفرك وجوههم ، وأصبحوا يعانون من الخمول والنعاس". التيلوريوم له تأثير مماثل على البشر.
ويمكن أن يسبب التيلوريوم نفسه ومركباته مشاكل "عيارات" مختلفة. فهي ، على سبيل المثال ، تسبب الصلع ، وتؤثر على تكوين الدم ، ويمكن أن تسد أنظمة الإنزيمات المختلفة. أعراض التسمم المزمن مع عنصر التيلوريوم - الغثيان والنعاس والهزال. يأخذ هواء الزفير رائحة ثوم كريهة من تيلوريد الألكيل.
في حالات التسمم الحاد بالتيلوريوم ، يتم إعطاء مصل الجلوكوز عن طريق الوريد ، وأحيانًا المورفين. كعامل وقائي يستخدمونه حمض الاسكوربيك... لكن المنع الرئيسي هو الإغلاق العرضي للأجهزة ، وأتمتة العمليات التي يشارك فيها التيلوريوم ومركباته.
يجلب العنصر رقم 52 الكثير من الفوائد وبالتالي فهو يستحق الاهتمام. لكن العمل معه يتطلب الحذر والوضوح والاهتمام المركّز مرة أخرى.
مظهر التيلوريوم
يشبه التيلوريوم البلوري إلى حد كبير الأنتيمون. لونه أبيض فضي. البلورات سداسية الشكل ، والذرات الموجودة فيها تشكل سلاسل لولبية وترتبط بواسطة روابط تساهمية مع أقرب الجيران. لذلك ، يمكن اعتبار عنصر التيلوريوم بوليمر غير عضوي. يتميز التيلوريوم البلوري ببريق معدني ، على الرغم من أنه من خلال خصائصه الكيميائية المعقدة يمكن أن يُنسب إلى غير المعادن. التيلوريوم هش ويمكن تحويله بسهولة إلى مسحوق. لم يتم حل مسألة وجود تعديل غير متبلور للتيلوريوم بشكل لا لبس فيه. عندما يتم تقليل التيلوريوم من أحماض التيلوريك أو التيلوريك ، يتم تكوين راسب ، ولكن لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت هذه الجسيمات غير متبلورة حقًا أو مجرد بلورات صغيرة جدًا.
أنهيدريد ثنائي اللون
كما يتناسب مع نظير الكبريت ، يعرض التيلوريوم التكافؤ 2– و 4+ و 6+ ، وغالبًا ما يكون 2+. يمكن أن يوجد أول أكسيد التيلوريوم TeO فقط في شكل غازي ويمكن أن يتأكسد بسهولة إلى TeO 2. مادة بلورية بيضاء غير مسترطبة ومستقرة تمامًا تذوب دون تحلل عند 733 درجة مئوية ؛ لها بنية بوليمرية ، جزيئاتها منظمة على النحو التالي:
لا يذوب ثاني أكسيد التيلوريوم في الماء - يذهب جزء واحد فقط من TeO 2 لكل 1.5 مليون جزء من الماء إلى المحلول ويتشكل محلول من حمض التيلوريوم الضعيف H 2 TeO 3 بتركيز ضئيل. كما أعرب بشكل ضعيف الخصائص الحمضيةوحمض التيلوريك H 6 TeO 6. تم تخصيص هذه الصيغة (وليس H 2 TeO 4) لها بعد الحصول على أملاح التركيبة Ag 6 TeO 6 و Hg 3 TeO 6 ، القابلة للذوبان في الماء بسهولة. أنهيدريد TeO 3 ، الذي يشكل حمض التيلوريك ، غير قابل للذوبان عمليًا في الماء. توجد هذه المادة في تعديلين - أصفر ورمادي: α-TeO 3 و β-TeO 3. أنهيدريد التيلوريك الرمادي مستقر للغاية: حتى عند تسخينه ، لا يتأثر بالأحماض والقلويات المركزة. يتم تنقيته من الصنف الأصفر عن طريق غلي الخليط في هيدروكسيد البوتاسيوم المركز.
الاستثناء الثاني
عند إنشاء الجدول الدوري ، وضع منديليف التيلوريوم واليود المجاور (وكذلك الأرجون والبوتاسيوم) في المجموعتين السادسة والسابعة ليس وفقًا ، ولكن على الرغم من أوزانهم الذرية. في الواقع ، الكتلة الذرية للتيلوريوم هي 127.61 ، وكتلة اليود هي 126.91. هذا يعني أن اليود لم يكن يجب أن يقف خلف التيلوريوم ، ولكن أمامه. ومع ذلك ، لم يشك مندليف في صحة منطقه ، لأنه كان يعتقد أن الأوزان الذرية لهذه العناصر لم يتم تحديدها بدقة كافية. قام الكيميائي التشيكي بوغسلاف براونر ، صديق منديليف المقرب ، بفحص الأوزان الذرية للتيلوريوم واليود بعناية ، لكن بياناته تزامنت مع البيانات السابقة. تم تأسيس شرعية الاستثناءات التي تؤكد القاعدة فقط عندما تم تشكيل أساس الجدول الدوري ليس بالأوزان الذرية ، ولكن بواسطة شحنات النوى ، عندما أصبح التركيب النظيري لكلا العنصرين معروفًا. على عكس اليود ، تهيمن النظائر الثقيلة على التيلوريوم.
بالمناسبة ، حول النظائر. يوجد الآن 22 نظيرًا معروفًا للعنصر 52. ثمانية منهم - بأعداد جماعية 120 و 122 و 123 و 124 و 125 و 126 و 128 و 130 - مستقرة. النظيران الأخيران هما الأكثر شيوعًا: 31.79 و 34.48٪ على التوالي.
معادن التيلوريوم
على الرغم من أن التيلوريوم الموجود على الأرض أقل بكثير من السيلينيوم ، إلا أن هناك عددًا أكبر من المعادن المعروفة للعنصر 52 من المعادن الموجودة في نظيره. من خلال تكوينها ، فإن معادن التيلوريوم ذات شقين: إما تيلورايد ، أو منتجات أكسدة التيلورايد في قشرة الأرض. من بين الأوائل calaverite AuTe 2 و krennerite (Au، Ag) Te 2 ، وهما من بين القلائل مركبات طبيعيةذهب. من المعروف أيضًا أن التراكيب الطبيعية للبزموت والرصاص والزئبق. نادرًا ما يوجد التيلوريوم الأصلي في الطبيعة. حتى قبل اكتشاف هذا العنصر ، كان يوجد أحيانًا في خامات الكبريتيد ، لكن لم يكن من الممكن تحديده بشكل صحيح. ليس لمعادن التيلوريوم أي قيمة عملية - فكل التيلوريوم الصناعي منتج ثانوي لمعالجة خامات المعادن الأخرى.
التيلوريوم التيلوريوم (التيلوريوم اللاتيني) هو عنصر كيميائي له العدد الذري 52 في الجدول الدوري والوزن الذري 127.60 ؛ يُشار إليه بالرمز Te ، ينتمي إلى عائلة أشباه الفلزات. في الطبيعة ، يحدث في شكل ثمانية نظائر مستقرة بأعداد كتلتها 120 و 128 و 130 ، وأكثرها شيوعًا هي 128Te و 130Te. من بين النظائر المشعة التي تم الحصول عليها صناعياً ، يتم استخدام 127Te و 129Te على نطاق واسع كذرات موسومة.
من التاريخ ، تم العثور عليه لأول مرة في عام 1782 في خامات الذهب في ترانسيلفانيا من قبل مفتش التعدين فرانز جوزيف مولر (لاحقًا بارون فون رايشنشتاين) ، على أراضي النمسا-المجر. في عام 1798 ، عزل مارتن هاينريش كلابروث التيلوريوم وحدد أهم خصائصه. أجريت الدراسات المنهجية الأولى لكيمياء التيلوريوم في الثلاثينيات. القرن ال 19 اولا يا برزيليوس.
"Aurum paradoxum" هو ذهب متناقض ، كما كان يسمى التيلوريوم ، بعد أن اكتشفه رايشنشتاين في نهاية القرن الثامن عشر مع الفضة والمعدن الأصفر في معدن السيلفانيت. بدت ظاهرة غير متوقعة حقيقة أن الذهب ، الذي يوجد عادة دائمًا في الحالة الأصلية ، تم العثور عليه بالاقتران مع التيلوريوم. لهذا السبب ، نظرًا لخصائصه المشابهة للمعدن الأصفر ، تم تسميته بالمعدن الأصفر المتناقض.
أصل الاسم لاحقًا (1798) ، عندما قام إم. كلابروث بالتحقيق في المادة الجديدة بمزيد من التفصيل ، أطلق عليها تيلوريوم تكريماً للأرض ، حامل "المعجزات" الكيميائية (من الكلمة اللاتينية "تيلوس" - الأرض). يستخدم هذا الاسم من قبل الكيميائيين من جميع البلدان.
التواجد في الطبيعة محتوى القشرة الأرضية هو 1 · 10-6٪ بالوزن. لا يمكن العثور على التيلوريوم المعدني إلا في المختبر ، ولكن يمكن العثور على مركباته حولنا في كثير من الأحيان أكثر مما تعتقد. من المعروف أن حوالي 100 معدن من التيلوريوم. أهمها: Altaite PbTe ، sylvanite AgAuTe 4 ، calaverite AuTe 2 ، tetradymite Bi 2 Te 2 S ، krennsrite AuTe 2 ، Petcite AgAuTe 2. توجد مركبات أكسجين من التيلوريوم ، على سبيل المثال TeO2 تيلوريك مغرة. تم العثور أيضًا على التيلوريوم الأصلي مع السيلينيوم والكبريت (يحتوي كبريت التيلوريوم الياباني على 0.17٪ Te و 0.06٪ Se).
وحدة بلتيير كثير من الناس على دراية بوحدات بلتيير الحرارية ، والتي تستخدم في الثلاجات المحمولة والمولدات الكهروحرارية وأحيانًا للتبريد الشديد لأجهزة الكمبيوتر. مادة أشباه الموصلات الرئيسية في هذه الوحدات هي البزموت تيلورايد. وهي حاليًا أكثر مواد أشباه الموصلات استخدامًا. إذا نظرت إلى الوحدة الحرارية من الجانب ، يمكنك رؤية صفوف من "المكعبات" الصغيرة.
الخصائص الفيزيائية التيلوريوم أبيض فضي اللون مع بريق معدني وهش ويصبح قابلاً للدكت عند تسخينه. يتبلور في نظام سداسي. التيلوريوم هو أشباه الموصلات. في ظل الظروف العادية وحتى نقطة الانصهار ، فإن التيلوريوم النقي له موصلية من النوع p. مع انخفاض درجة الحرارة في النطاق (100 درجة مئوية) - (-80 درجة مئوية) ، يحدث انتقال: تصبح موصلية التيلوريوم من النوع n. تعتمد درجة حرارة هذا الانتقال على نقاء العينة ، وكلما كانت العينة أقل ، كانت أنظف. الكثافة = 6.24 جم / سم ³ نقطة الانصهار = 450 درجة مئوية نقطة الغليان = 990 درجة مئوية حرارة الانصهار = 17.91 كيلو جول / مول حرارة التبخر = 49.8 كيلو جول / مول السعة الحرارية المولية = 25.8 جول / (كيلو مول) الحجم المولي = 20.5 سم مكعب / مول
التيلوريوم مادة غير معدنية. في المركبات يعرض التيلوريوم حالات الأكسدة: -2 ، +4 ، +6 (التكافؤ الثاني ، الرابع ، السادس). التيلوريوم أقل نشاطًا كيميائيًا من الكبريت والأكسجين. التيلوريوم مستقر في الهواء ، ولكنه يحترق في درجات الحرارة العالية بتكوين ثاني أكسيد TeO 2. يتفاعل Te مع الهالوجينات في البرد. عند تسخينه ، يتفاعل مع العديد من المعادن لإعطاء تيلورايد. دعونا نذوب في القلويات. تحت تأثير حمض النيتريك ، يتم تحويل Te إلى حمض التيلوريك ، وتحت تأثير أكوا ريجيا أو 30٪ بيروكسيد الهيدروجين ، إلى حمض التيلوريك. الخواص الكيميائية 128 Te))))) e = 52، p = 52، n = e 8e 8e 8e 6e
التأثير الفسيولوجي عند تسخينه ، يتفاعل التيلوريوم مع الهيدروجين لتكوين تيلوريد الهيدروجين - H 2 Te ، وهو غاز سام عديم اللون له رائحة نفاذة وكريهة. التيلوريوم ومركباته المتطايرة سامة. يسبب الابتلاع الغثيان والتهاب الشعب الهوائية والالتهاب الرئوي. يختلف الحد الأقصى المسموح به للتركيز في الهواء بالنسبة للمركبات المختلفة 0.0070.01 ملغم / م 3 ، في الماء 0.0010.01 ملغم / لتر.
الحصول على المصدر الرئيسي للنحاس وحمأة التكرير الكهربائي للرصاص. يتم تكليس الحمأة ، ويبقى التيلوريوم في الجمرة ، والذي يتم غسله بحمض الهيدروكلوريك. يتم عزل التيلوريوم من محلول حمض الهيدروكلوريك الذي تم الحصول عليه عن طريق تمرير ثاني أكسيد الكبريت SO2 من خلاله. لفصل السيلينيوم والتيلوريوم ، أضف حامض الكبريتيك... هذا يترسب ثاني أكسيد التيلوريوم TeO 2 ، ويبقى H 2 SeO 3 في المحلول. يتم تقليل التيلوريوم من أكسيد TeO 2 بالفحم. لتنقية التيلوريوم من الكبريت والسيلينيوم ، يتم استخدام قدرته ، تحت تأثير عامل الاختزال (Al) في وسط قلوي ، على التحول إلى ثنائي الصوديوم قابل للذوبان ditelluride Na 2 Te 2: 6Te + 2Al + 8NaOH = 3Na 2 Te 2 + 2 نا. لترسيب التيلوريوم ، يتم تمرير الهواء أو الأكسجين عبر المحلول: 2Na 2 Te 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Te + 4NaOH. للحصول على التيلوريوم بنقاوة خاصة ، تتم معالجته بالكلور باستخدام Te + 2Cl 2 = TeCl 4. يتم تنقية رابع كلوريد الناتج عن طريق التقطير أو التصحيح. ثم يتحلل رباعي كلوريد بالماء: TeCl 4 + 2H 2 O = TeO 2 + 4HCl ، ويتم تقليل TeO 2 المتشكل بالهيدروجين: TeO 2 + 4H 2 = Te + 2H 2 O.
| التيلوريوم | |
|---|---|
| العدد الذري | 52 |
| مظهر خارجيمادة بسيطة | |
| خصائص الذرة | |
| الكتلة الذرية (الكتلة المولية) |
127.6 أ. em (جم / مول) |
| نصف قطر الذرة | 160 م |
| طاقة التأين (أول إلكترون) |
869.0 (9.01) كيلوجول / مول (eV) |
| التكوين الإلكترونية | 4d 10 5s 2 5p 4 |
| الخواص الكيميائية | |
| نصف القطر التساهمي | 136 م |
| نصف قطر أيون | (+ 6e) 56211 (-2e) مساءً |
| كهرسلبية (بحسب بولينج) |
2,1 |
| إمكانات الكهربائية | 0 |
| الأكسدة | +6, +4, +2 |
| الخصائص الديناميكية الحرارية لمادة بسيطة | |
| كثافة | 6.24 / سم |
| السعة الحرارية المولية | 25.8 جول / (مول) |
| توصيل حراري | 14.3 واط / () |
| درجة حرارة الانصهار | 722,7 |
| حرارة الانصهار | 17.91 كيلوجول / مول |
| درجة حرارة الغليان | 1 263 |
| حرارة التبخير | 49.8 كيلوجول / مول |
| الحجم المولي | 20.5 سم ³ / مول |
| شعرية بلورية من مادة بسيطة | |
| بنية شعرية | سداسي الشكل |
| معلمات شعرية | 4,450 |
| ج / نسبة | 1,330 |
| درجة حرارة ديباي | غير متوفر |
التيلوريوم- عنصر كيميائي برقم ذري 52 في الجدول الدوري والكتلة الذرية 127.60 ؛ يُشار إليه بالرمز Te (Tellurium) ، ينتمي إلى عائلة الفلزات.
قصة
تم العثور عليه لأول مرة في عام 1782 في خامات الذهب في ترانسيلفانيا من قبل مفتش التعدين فرانز جوزيف مولر (لاحقًا بارون فون رايشنشتاين) ، على أراضي النمسا-المجر. في عام 1798 ، عزل مارتن هاينريش كلابروث التيلوريوم وحدد أهم خصائصه.
أصل الاسم
من اللاتينية أخبرناالمضاف إليه تيلوريس، ارض او تهبط.
التواجد في الطبيعة
تم العثور أيضًا على التيلوريوم الأصلي مع السيلينيوم والكبريت (يحتوي كبريت التيلوريوم الياباني على 0.17٪ Te و 0.06٪ Se).
مصدر مهم للتيلوريوم هو النحاس وخامات الرصاص.
يستلم
المصدر الرئيسي هو الحمأة من التكرير الكهربائي للنحاس والرصاص. يتم تكليس الحمأة ، ويبقى التيلوريوم في الجمرة ، والذي يتم غسله بحمض الهيدروكلوريك. يتم عزل التيلوريوم من محلول حمض الهيدروكلوريك الذي تم الحصول عليه عن طريق تمرير ثاني أكسيد الكبريت SO 2 من خلاله.
يضاف حمض الكبريتيك لفصل السيلينيوم والتيلوريوم. هذا يترسب ثاني أكسيد التيلوريوم TeO 2 ، ويبقى H 2 SeO 3 في المحلول.
يتم تقليل التيلوريوم من أكسيد TeO 2 بالفحم.
لتنقية التيلوريوم من الكبريت والسيلينيوم ، يتم استخدام قدرته ، تحت تأثير عامل الاختزال (Al) في وسط قلوي ، على التحول إلى ثنائي الصوديوم قابل للذوبان ditelluride Na 2 Te 2:
6Te + 2Al + 8NaOH = 3Na 2 Te 2 + 2Na.
لترسيب التيلوريوم ، يتم تمرير الهواء أو الأكسجين عبر المحلول:
2Na 2 Te 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Te + 4NaOH.
للحصول على التيلوريوم بنقاء خاص ، يتم معالجته بالكلور
Te + 2Cl 2 = TeCl 4.
يتم تنقية رابع كلوريد الناتج عن طريق التقطير أو التصحيح. ثم يتحلل رباعي كلوريد بالماء:
TeCl 4 + 2H 2 O = TeO 2 + 4HCl ،
ويتم تقليل TeO 2 المتكون بواسطة الهيدروجين:
TeO 2 + 4H 2 = Te + 2H 2 O.
الأسعار
التيلوريوم عنصر نادر ، والطلب الكبير مع حجم إنتاج صغير يحدد سعره المرتفع (حوالي 200-300 دولار للكيلوغرام ، اعتمادًا على النقاوة) ، ولكن على الرغم من ذلك ، فإن نطاق تطبيقاته يتوسع باستمرار.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
التيلوريوم مادة هشة بيضاء فضية ذات بريق معدني. في طبقات رقيقة ، بني أحمر في الضوء ، في أزواج - أصفر ذهبي.
التيلوريوم أقل نشاطًا كيميائيًا من الكبريت. يذوب في القلويات ، يفسح المجال لعمل أحماض النيتريك والكبريتيك ، ولكن في حالة مخففة حامض الهيدروكلوريكيذوب قليلا. يبدأ التيلوريوم المعدني في التفاعل مع الماء عند درجة حرارة 100 درجة مئوية ، وفي شكل مسحوق يتأكسد في الهواء حتى في درجة حرارة الغرفة ، مكونًا أكسيد TeO2.
عند تسخينه في الهواء ، يحترق التيلوريوم ، مكونًا Te0 2. هذا المركب القوي أقل تقلبًا من التيلوريوم نفسه. لذلك ، لتنقية التيلوريوم من الأكاسيد ، يتم تقليلها مع تدفق الهيدروجين عند 500-600 درجة مئوية.
في الحالة المنصهرة ، يكون التيلوريوم خاملًا إلى حد ما ؛ لذلك ، يتم استخدام الجرافيت والكوارتز كمواد حاوية لصهره.
طلب
سبائك
يستخدم التيلوريوم في إنتاج سبائك الرصاص مع زيادة ليونة وقوة (يستخدم ، على سبيل المثال ، في إنتاج الكابلات). مع إدخال 0.05 ٪ من التيلوريوم ، يتم تقليل خسائر الرصاص الناتجة عن الذوبان تحت تأثير حامض الكبريتيك بمقدار 10 مرات ، ويستخدم هذا في إنتاج بطاريات حمض الرصاص. من المهم أيضًا ألا ينعم الرصاص المخدر بالتيلوريوم أثناء المعالجة عن طريق تشوه البلاستيك ، وهذا يجعل من الممكن تنفيذ تقنية تصنيع الموصلات السفلية لألواح البطارية عن طريق القطع البارد وزيادة عمر الخدمة والخصائص المحددة للبطارية بشكل كبير .
المواد الحرارية
بلورة أحادية البزموت تيلورايد
دورها كبير أيضًا في إنتاج مواد أشباه الموصلات ، وعلى وجه الخصوص ، تيلوريد الرصاص ، والبزموت ، والأنتيمون ، والسيزيوم. في السنوات القادمة ، سيصبح إنتاج تيلورايد اللانثانيد وسبائكها وسبائكها مع سيلينيدات المعادن لإنتاج مولدات كهروحرارية بكفاءة عالية جدًا (تصل إلى 72-78٪) أمرًا مهمًا للغاية ، مما سيجعل من الممكن استخدامها في صناعة الطاقة وصناعة السيارات.
لذلك ، على سبيل المثال ، تم اكتشاف EMF عالي الحرارة مؤخرًا في تيلورايد المنغنيز (500 ميكرو فولت / كلفن) وفي توليفة مع سيلينيدات البزموت والأنتيمون واللانثانيدات ، والتي لا تسمح فقط بتحقيق كفاءة عالية جدًا في المولدات الحرارية ، ولكن أيضًا لإجراء تبريد ثلاجة أشباه الموصلات وصولاً إلى درجات الحرارة المبردة (مستوى درجة حرارة النيتروجين السائل) وحتى أقل. أفضل مادة قائمة على التيلوريوم لإنتاج ثلاجات أشباه الموصلات في السنوات الأخيرة كانت سبيكة التيلوريوم ،
لا يكاد أحد يصدق قصة قبطان البحر ، الذي هو ، علاوة على ذلك ، مصارع سيرك محترف وعالم معادن مشهور وطبيب استشاري في عيادة جراحية. في عالم العناصر الكيميائية ، تعد مثل هذه المهن المتنوعة ظاهرة شائعة جدًا ، ولا ينطبق عليها تعبير كوزما بروتكوف: "المتخصص مثل البامية: اكتماله من جانب واحد". دعونا نتذكر (حتى قبل الحديث عن الهدف الرئيسي لقصتنا) الحديد في السيارات والحديد في الدم ، والحديد هو مركز للمجال المغناطيسي والحديد جزء لا يتجزأ من المغرة ... صحيح ، في بعض الأحيان استغرق الأمر وقتًا أطول بكثير "إضفاء الطابع الاحترافي" على العناصر من إعداد اليوجا ذات المهارة المتوسطة. لذا فإن العنصر رقم 52 ، الذي نحن على وشك إخبارنا به ، قد تم استخدامه لسنوات عديدة فقط من أجل توضيح ما هو عليه حقًا ، هذا العنصر ، الذي سمي على اسم كوكبنا: "تيلوريوم" - من تيلوس ، والتي تعني في اللاتينية "الأرض" .
تم اكتشاف هذا العنصر منذ ما يقرب من قرنين من الزمان. في عام 1782 ، قام مفتش التعدين فرانز جوزيف مولر (لاحقًا بارون فون رايشنشتاين) بالتحقيق في خام الذهب الحامل الموجود في سيميجوري ، على أراضي ما كان يعرف آنذاك بالنمسا والمجر. اتضح أنه من الصعب للغاية فك شفرة تكوين الخام لدرجة أنه سمي Aurum problematicum - "الذهب المشكوك فيه". ومن هذا "الذهب" اختص مولر بمعدن جديد ، لكن لم تكن هناك ثقة كاملة بأنه جديد حقًا. (بعد ذلك ، اتضح أن مولر كان مخطئًا بشأن شيء آخر: العنصر الذي اكتشفه كان جديدًا ، ولكن لا يمكن أن يُعزى إلا إلى عدد المعادن التي لها امتداد كبير).
لتبديد الشكوك ، لجأ مولر إلى المتخصص البارز ، عالم المعادن والكيميائي التحليلي السويدي بيرغمان.
لسوء الحظ ، توفي العالم قبل أن يتمكن من إنهاء تحليل المادة المرسلة - في تلك السنوات ، كانت الأساليب التحليلية بالفعل دقيقة تمامًا ، لكن التحليل استغرق الكثير من الوقت.
حاول علماء آخرون دراسة العنصر الذي اكتشفه مولر ، ولكن بعد 16 عامًا فقط من اكتشافه ، أثبت مارتن هاينريش كلابروث ، أحد أعظم الكيميائيين في ذلك الوقت ، بشكل قاطع أن هذا العنصر كان جديدًا بالفعل ، واقترح عليه اسم "تيلوريوم" .
كالعادة ، بعد اكتشاف العنصر ، بدأ البحث عن تطبيقاته. على ما يبدو ، انطلاقًا من القديم ، حتى من أوقات الكيمياء العلاجية ، فإن المبدأ - العالم عبارة عن صيدلية ، حاول الفرنسي فورنييه علاج بعض الأمراض الخطيرة باستخدام التيلوريوم ، ولا سيما مرض الجذام. لكن دون نجاح - بعد سنوات عديدة فقط تمكنت تيلوريوم من تزويد الأطباء ببعض "الخدمات الثانوية". بتعبير أدق ، ليس التيلوريوم نفسه ، ولكن أملاح حمض التيلوريك K 2 TeO 3 و Na 2 TeO 3 ، الذي بدأ استخدامه في علم الأحياء الدقيقة كصبغات تضفي لونًا معينًا على البكتيريا قيد الدراسة. لذلك ، بمساعدة مركبات التيلوريوم ، يتم عزل عصية الخناق بشكل موثوق من كتلة البكتيريا. إذا لم يكن في العلاج ، فعلى الأقل في التشخيص ، كان العنصر رقم 52 مفيدًا للأطباء.
لكن في بعض الأحيان ، يضيف هذا العنصر ، وإلى حد كبير بعض مركباته ، متاعب للأطباء. التيلوريوم سام إلى حد ما. في بلدنا ، الحد الأقصى المسموح به لتركيز التيلوريوم في الهواء هو 0.01 مجم / م 3. من بين مركبات التيلوريوم ، فإن أخطر مركبات التيلوريوم هو تيلوريد الهيدروجين H 2 Te ، وهو غاز سام عديم اللون له رائحة كريهة. هذا الأخير طبيعي تمامًا: التيلوريوم هو نظير للكبريت ، مما يعني أن H 2 Te يجب أن يكون مثل كبريتيد الهيدروجين. إنه يهيج الشعب الهوائية وله تأثير ضار على الجهاز العصبي.
هذه الخصائص غير السارة لم تمنع التيلوريوم من دخول التكنولوجيا ، واكتساب العديد من "المهن".
يهتم علماء المعادن بالتيلوريوم لأنه حتى إضافاته الصغيرة للرصاص تزيد بشكل كبير من القوة والمقاومة الكيميائية لهذا المعدن المهم. يستخدم الرصاص المخدر مع التيلوريوم في صناعة الكابلات والصناعات الكيماوية. وبالتالي ، فإن العمر التشغيلي لجهاز إنتاج حامض الكبريتيك ، المطلي من الداخل بسبيكة من الرصاص والتيلوريوم (حتى 0.5٪ Te) ، يكون ضعف عمر الجهاز نفسه ، المبطن ببساطة بالرصاص. إن إضافة التيلوريوم إلى النحاس والصلب يسهل تصنيعها.
في إنتاج الزجاج ، يستخدم التيلوريوم لإعطاء الزجاج اللون البني ومعامل انكسار أعلى. في صناعة المطاط ، كنظير للكبريت ، يتم استخدامه أحيانًا لكبريت المطاط.
التيلوريوم - أشباه الموصلات
ومع ذلك ، لم تكن هذه الصناعات مسؤولة عن قفزة الأسعار والطلب على العنصر رقم 52. حدثت هذه القفزة في أوائل الستينيات من القرن الحالي. التيلوريوم هو أشباه موصلات نموذجية ، وأشباه الموصلات متطورة تقنيًا. على عكس الجرمانيوم والسيليكون ، يذوب بسهولة نسبيًا (نقطة الانصهار 449.8 درجة مئوية) ويتبخر (يغلي عند درجة حرارة أقل بقليل من 1000 درجة مئوية). وبالتالي ، من السهل الحصول على أغشية رقيقة من أشباه الموصلات منها ، والتي لها أهمية خاصة في الإلكترونيات الدقيقة الحديثة.
ومع ذلك ، يتم استخدام التيلوريوم النقي كأشباه موصلات إلى حد محدود - لتصنيع ترانزستورات التأثير الميداني لبعض الأنواع وفي الأجهزة التي تقيس شدة إشعاع جاما. علاوة على ذلك ، يتم إدخال شوائب التيلوريوم عمدًا إلى زرنيخيد الغاليوم (ثالث أهم أشباه موصلات بعد السيليكون والجرمانيوم) من أجل إنشاء نوع إلكتروني من الموصلية فيه.
مجال تطبيق بعض التيلورايد - مركبات التيلوريوم بالمعادن أوسع بكثير. أصبح البزموت تيلورايد Bi 2 Te 3 والأنتيمون Sb 2 Te 3 من أهم المواد للمولدات الكهروحرارية. لشرح سبب حدوث ذلك ، سنقوم باستطالة صغيرة في مجال الفيزياء والتاريخ.
قبل قرن ونصف (في عام 1821) اكتشف الفيزيائي الألماني سيبيك أن القوة الدافعة الكهربية (تسمى EMF الحرارية) تتشكل في دائرة كهربائية مغلقة تتكون من مواد مختلفة ، تكون التلامسات بينها في درجات حرارة مختلفة. بعد 12 عامًا ، اكتشف بلتيير السويسري تأثيرًا معاكسًا لتأثير سيبيك: عندما يتدفق تيار كهربائي عبر دائرة مكونة من مواد مختلفة ، في أماكن التلامس ، بالإضافة إلى حرارة الجول المعتادة ، تكون كمية معينة من الحرارة تم إطلاقه أو امتصاصه (حسب اتجاه التيار).
لمدة 100 عام ، ظلت هذه الاكتشافات "شيئًا في حد ذاته" ، حقائق غريبة ، لا شيء أكثر من ذلك. ولن يكون من المبالغة أن نقول إن حياة جديدة لكلا هذين التأثيرين بدأت بعد أن طور الأكاديمي أ.ف. إيفي وزملاؤه نظرية استخدام مواد أشباه الموصلات لتصنيع العناصر الحرارية. وسرعان ما تجسدت هذه النظرية في مولدات كهروحرارية حقيقية وثلاجات حرارية لأغراض مختلفة.
على وجه الخصوص ، المولدات الكهروحرارية ، التي تستخدم فيها تيلوريد البزموت والرصاص والأنتيمون ، توفر الطاقة للأقمار الصناعية الأرضية ، وتركيبات الملاحة والأرصاد الجوية ، وأجهزة الحماية الكاثودية لخطوط الأنابيب الرئيسية. تساعد نفس المواد في الحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة في العديد من الأجهزة الإلكترونية والإلكترونية الدقيقة.
في السنوات الأخيرة ، حظي مركب كيميائي آخر من التيلوريوم بخصائص شبه موصلة ، وهو الكادميوم تيلورايد CdTe ، باهتمام كبير. تُستخدم هذه المادة في تصنيع الخلايا الشمسية ، والليزر ، وأجهزة استشعار الانعكاس الضوئي ، وعدادات الإشعاع المشع. يشتهر الكادميوم تيلورايد أيضًا بحقيقة أنه أحد أشباه الموصلات القليلة التي يظهر فيها تأثير هان بشكل ملحوظ.
جوهر هذا الأخير هو أن إدخال لوحة صغيرة من أشباه الموصلات المقابلة في مجال كهربائي قوي بما فيه الكفاية يؤدي إلى توليد انبعاث لاسلكي عالي التردد. وجد تأثير هان بالفعل تطبيقات في تكنولوجيا الرادار.
في الختام ، يمكننا القول أن "المهنة" الرئيسية للتيلوريوم من الناحية الكمية هي صناعة السبائك من الرصاص والمعادن الأخرى. من الناحية النوعية ، الشيء الرئيسي ، بالطبع ، هو عمل التيلوريوم والتيلورايد كأشباه موصلات.
خليط مفيد
في الجدول الدوري ، يقع مكان التيلوريوم في المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة السادسة ، بجانب الكبريت والسيلينيوم. هذه العناصر الثلاثة متشابهة في الخصائص الكيميائية وغالبًا ما تصاحب بعضها البعض في الطبيعة. لكن حصة الكبريت في قشرة الأرض هي 0.03٪ ، والسيلينيوم 10-5٪ فقط ، والتيلوريوم لا يزال أقل من 10-6٪. بطبيعة الحال ، يوجد التيلوريوم ، مثل السيلينيوم ، غالبًا في مركبات الكبريت الطبيعية - كشوائب. ومع ذلك ، يحدث (تذكر المعدن الذي اكتشف فيه التيلوريوم) أنه يتلامس مع الذهب والفضة والنحاس وعناصر أخرى. تم اكتشاف أكثر من 110 رواسب من أربعين معدنًا من التيلوريوم على كوكبنا. ولكن يتم تعدينها دائمًا في نفس الوقت إما بالسيلينيوم أو بالذهب أو مع معادن أخرى.
تُعرف خامات التيلوريوم الحاملة للنحاس والنيكل في Pechenga و Monchegorsk وخامات الرصاص والزنك الحاملة للتيلوريوم في Altai وعدد من الرواسب الأخرى في روسيا.
يتم عزل التيلوريوم من خام النحاس في مرحلة تنقية النحاس المنفط عن طريق التحليل الكهربائي. تتدفق الرواسب - الحمأة - إلى قاع المحلل الكهربائي. هذا منتج وسيط مكلف للغاية. هنا ، للتوضيح ، تكوين الحمأة من أحد النباتات الكندية: 49.8٪ نحاس ، 1.976٪ ذهب ، 10.52٪ فضة ، 28.42٪ سيلينيوم و 3.83٪ تيلوريوم. يجب فصل كل هذه المكونات الأكثر قيمة للحمأة ، وهناك عدة طرق لذلك. هنا هو واحد.
تذوب الحمأة في الفرن ويمرر الهواء من خلال الذوبان. تتأكسد المعادن ، باستثناء الذهب والفضة ، وتتحول إلى خبث. يتأكسد السيلينيوم والتيلوريوم أيضًا ، ولكن في أكاسيد متطايرة ، يتم التقاطها في أجهزة خاصة (أجهزة تنقية الغاز) ، ثم يتم إذابتها وتحويلها إلى أحماض - السيلينيوم H 2 SeO3 وتيلورايد H 2 TeO3. إذا تم تمرير ثاني أكسيد الكبريت S0 2 من خلال هذا المحلول ، فستحدث تفاعلات
H 2 Se0 3 + 2S0 2 + H 2 0 → Se ↓ + 2H 2 S0 4.
H2Te03 + 2S02 + H20 → Te ↓ + 2H 2 S0 4.
يتساقط التيلوريوم والسيلينيوم في نفس الوقت ، وهو أمر غير مرغوب فيه للغاية - فنحن نحتاجهما بشكل منفصل. لذلك ، يتم اختيار ظروف العملية بطريقة يتم فيها ، وفقًا لقوانين الديناميكا الحرارية الكيميائية ، تقليل السيلينيوم في الغالب أولاً. يتم تسهيل ذلك عن طريق اختيار التركيز الأمثل لحمض الهيدروكلوريك المضاف إلى المحلول.
ثم يحاصر التيلوريوم. يحتوي المسحوق الرمادي المتساقط بالطبع على كمية معينة من السيلينيوم ، بالإضافة إلى الكبريت ، والرصاص ، والنحاس ، والصوديوم ، والسيليكون ، والألمنيوم ، والحديد ، والقصدير ، والأنتيمون ، والبزموت ، والفضة ، والمغنيسيوم ، والذهب ، والزرنيخ ، والكلور. يجب تنقية التيلوريوم من جميع هذه العناصر أولاً بالطرق الكيميائية ، ثم بالتقطير أو ذوبان المنطقة. وبطبيعة الحال ، يتم استخراج التيلوريوم بطرق مختلفة من خامات مختلفة.
التيلوريوم ضار
يتم استخدام التيلوريوم على نطاق واسع ، وبالتالي ، يتزايد عدد العاملين معه. في الجزء الأول من القصة حول العنصر رقم 52 ، ذكرنا بالفعل سمية التيلوريوم ومركباته. دعنا نتحدث عن هذا بمزيد من التفصيل - على وجه التحديد لأن المزيد والمزيد من الناس يجب أن يعملوا مع التيلوريوم. إليكم اقتباس من أطروحة عن التيلوريوم كسم صناعي: الفئران البيضاء ، التي تم حقنها بالهباء الجوي التيلوريوم ، "أظهرت القلق ، والعطس ، وفرك وجوههم ، وأصبحوا يعانون من الخمول والنعاس". التيلوريوم له تأثير مماثل على البشر.
ونفسي التيلوريومومركباته يمكن أن تجلب مصائب من عيارات مختلفة. فهي ، على سبيل المثال ، تسبب الصلع ، وتؤثر على تكوين الدم ، ويمكن أن تسد أنظمة الإنزيمات المختلفة. أعراض التسمم المزمن مع عنصر التيلوريوم - الغثيان والنعاس والهزال. يأخذ هواء الزفير رائحة ثوم كريهة من تيلوريد الألكيل.
في حالات التسمم الحاد بالتيلوريوم ، يتم إعطاء مصل الجلوكوز عن طريق الوريدوأحيانًا المورفين. كعامل وقائي ، يتم استخدام حمض الأسكوربيك. لكن المنع الرئيسي هو الختم الموثوق للجهاز ، وأتمتة العمليات التي يشارك فيها التيلوريوم ومركباته.
العنصر رقم 52 مفيد جدًا وبالتالي يستحق الاهتمام. لكن العمل معه يتطلب الحذر والوضوح والاهتمام المركّز مرة أخرى.
مظهر السلحفاة. يشبه التيلوريوم البلوري إلى حد كبير الأنتيمون. لونه أبيض فضي. البلورات سداسية الشكل ، والذرات الموجودة فيها تشكل سلاسل لولبية وترتبط بواسطة روابط تساهمية مع أقرب الجيران. لذلك ، يمكن اعتبار عنصر التيلوريوم بوليمر غير عضوي. يتميز التيلوريوم البلوري ببريق معدني ، على الرغم من أنه من خلال خصائصه الكيميائية المعقدة يمكن أن يُنسب إلى غير المعادن. التيلوريوم هش ويمكن تحويله بسهولة إلى مسحوق. لم يتم حل مسألة وجود تعديل غير متبلور للتيلوريوم بشكل لا لبس فيه. عندما يتم تقليل التيلوريوم من أحماض التيلوريك أو التيلوريك ، يتم تكوين راسب ، ولكن لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت هذه الجسيمات غير متبلورة حقًا أو مجرد بلورات صغيرة جدًا.
ثنائي اللون أنهيدريد. كما يليق بالتناظرية من الكبريت ، يعرض التيلوريوم التكافؤ 2 و 4+ و 6+ ، وأقل كثيرًا 2+. يمكن أن يوجد أول أكسيد التيلوريوم TeO فقط في شكل غازي ويمكن أن يتأكسد بسهولة إلى TeO 2. مادة بلورية بيضاء غير مسترطبة ومستقرة تمامًا تذوب دون تحلل عند 733 درجة مئوية ؛ لها بنية بوليمرية.
لا يذوب ثاني أكسيد التيلوريوم في الماء تقريبًا - يمر جزء واحد فقط من TeO 2 لكل 1.5 مليون جزء من الماء في المحلول ويتشكل محلول من حمض التيلوريوم الضعيف H 2 TeO 3 بتركيز ضئيل. يتم أيضًا التعبير عن الخصائص الحمضية لحمض التيلوريك بشكل ضعيف.
H 6 TeO 6. هذه الصيغة (وليس 2 TeO 4 تم تخصيصها لها بعد أملاح التركيبة Ag 6 Te0 6 و Hg 3 Te0 6 ، والتي هي سهلة الذوبان في الماء ، تم الحصول عليها.التعديلات - الأصفر والرمادي: α-TeOs و -TeOs: أنهيدريد التيلوريك الرمادي مستقر للغاية: حتى عند تسخينه ، لا تعمل الأحماض والقلويات المركزة عليه ، ويتم تنقيته من الصنف الأصفر بغلي الخليط في هيدروكسيد البوتاسيوم المركز.
الاستثناء الثاني. عند إنشاء الجدول الدوري ، وضع منديليف التيلوريوم واليود المجاور (وكذلك الأرجون والبوتاسيوم) في المجموعتين السادسة والسابعة ليس وفقًا ، ولكن على الرغم من أوزانهم الذرية. في الواقع ، الكتلة الذرية للتيلوريوم هي 127.61 ، وكتلة اليود هي 126.91 وهذا يعني أن اليود يجب أن يقف ليس خلف التيلوريوم ، ولكن أمامه. لكن مندليف لم يشك في حقه
صحة استدلاله ، لأنه يعتقد أن الأوزان الذرية لهذه العناصر لم يتم تحديدها بدقة كافية. قام الكيميائي التشيكي بوغسلاف براونر ، صديق منديليف المقرب ، بفحص الأوزان الذرية للتيلوريوم واليود بعناية ، لكن بياناته تزامنت مع البيانات السابقة. تم تأسيس شرعية الاستثناءات التي تؤكد القاعدة فقط عندما تم تشكيل أساس الجدول الدوري ليس بالأوزان الذرية ، ولكن بواسطة شحنات النوى ، عندما أصبح التركيب النظيري لكلا العنصرين معروفًا. على عكس اليود ، تهيمن النظائر الثقيلة على التيلوريوم.
بالمناسبة ، حول النظائر. يوجد الآن 22 نظيرًا معروفًا للعنصر رقم 52. ثمانية منها - بأرقام كتلتها 120 و 122 و 123 و 124 و 125 و 126 و 128 و 130 - مستقرة. النظيران الأخيران هما الأكثر شيوعًا: 31.79 و 34.48٪ على التوالي.
تيلوريوم المعادن. على الرغم من أن التيلوريوم أقل وفرة على الأرض من السيلينيوم ، إلا أن هناك عددًا أكبر من المعادن المعروفة للعنصر 52 من نظيره. من خلال تكوينها ، فإن معادن التيلوريوم ذات شقين: إما تيلورايد ، أو منتجات أكسدة التيلورايد في قشرة الأرض. من بين أولها calaverite AuTe 2 و krennerite (Au، Ag) Te2 ، وهي من بين مركبات الذهب الطبيعية القليلة. من المعروف أيضًا أن التراكيب الطبيعية للبزموت والرصاص والزئبق. نادرًا ما يوجد التيلوريوم الأصلي في الطبيعة. حتى قبل اكتشاف هذا العنصر ، كان يوجد أحيانًا في خامات الكبريتيد ، لكن لم يكن من الممكن تحديده بشكل صحيح. ليس لمعادن التيلوريوم أي قيمة عملية - فكل التيلوريوم الصناعي منتج ثانوي لمعالجة خامات المعادن الأخرى.