Tellur (Te, Z=52): vlastnosti, izotopy a využití

Tellur (Te, Z=52): vlastnosti, izotopy a využití — přehled průmyslových, elektronických a lékařských aplikací včetně faktů o stabilních a radioaktivních izotopech.

Tellur je chemický prvek patřící mezi chalkogeny (skupina 16). Má chemickou značku Te a atomové číslo 52, tedy 52 protonů a v neutrálním stavu také 52 elektronů. Jeho hmotnostní číslo (průměrná relativní atomová hmotnost) je přibližně 127,60 u. V přírodě se vyskytuje celkem 8 izotopů, z nichž některé jsou považovány za stabilní a některé jsou velmi pomalu radioaktivní. Nejdelší známý poločas rozpadu mezi přírodními izotopy má 128Te a je řádově 2,2 × 10²⁴ let (tj. astronomicky dlouhá doba).

Fyzikální a chemické vlastnosti

• Stav: křehký, šedobílý až stříbřitý polokov (metalloid) s jemným modrým nádechem.
• Krystalová struktura: v běžné formě tvoří šroubovité řetězce v trigonalné struktuře; existuje i amorfní allotrop.
• Tání a var: teplota tání ≈ 449,5 °C, teplota varu ≈ 988 °C.
• Hustota: přibližně 6,24 g·cm⁻³ (při 20 °C).
• Elektronová konfigurace: [Kr] 4d10 5s2 5p4.
• Oxidační stavy: běžné jsou −2, +2, +4 a +6; tvoří oxidy (např. TeO2), halogenidy a telluridy (s kovovými prvky).
• Elektronegativity: ~2,1 (Pauling), tedy méně elektronegativní než síra a selen.

Izotopy

Tellur má v přírodě osm izotopů. Některé z nich se chovají jako stabilní v běžném smyslu, zatímco jiné (zejména 128Te a 130Te) podléhají velmi pomalému dvojitému beta rozpadu s poločasy výrazně přesahující stáří vesmíru. Typické přírodní izotopy a jejich relativní zastoupení tvoří spektrum od lehčích po těžší nuklidy; kvůli extrémně dlouhým poločasům jsou některé z nich v tabulkách někdy uváděny jako „prakticky stabilní“.

Výskyt a těžba

• Výskyt: tellur je v Zemské kůře vzácný (řádově jednotky částí na miliardu). Neobjevuje se samostatně, ale vázaný v minerálech — především v telluridech kovů (např. calaverit AuTe2, sylvanit AgAuTe4).
• Získávání: komerčně se těží jako vedlejší produkt při rafinaci mědi, olova a zlata; hlavními producenty jsou státy, kde probíhá těžba a zpracování sulfidických rud.

Využití

• Elektronika a polovodiče: polovodičové telluridové sloučeniny (např. CdTe) se používají v solárních článcích a optoelektronice.
• Termoelektrika: Bi2Te3 (bismut-tellurid) je významný termoelektrický materiál pro chladící a generační aplikace při nízkých teplotních rozdílech.
• Fázové paměti a optická média: slitiny telluru s antimonem a křemíkem/germániem (např. GeTe, Sb2Te3) se využívají v materiálech pro změnu fáze (phase-change memory) a záznamová média.
• Slitiny: malé přídavky telluru do mědi či oceli zlepšují obráběcí vlastnosti a zpracovatelnost.
• Katalýza a chemický průmysl: některé tellurové sloučeniny mají využití jako katalyzátory nebo meziprodukty ve specializovaných syntézách.

Bezpečnost a toxicita

Tellur a jeho sloučeniny jsou toxické; při expozici může vznikat charakteristický zápach česneku z vdechovaného nebo metabolizovaného telluru. Chronické vystavení může způsobovat neurologické nebo gastrointestinální potíže. Při práci s prachy a sloučeninami dodržujte ochranná opatření, ventilaci a bezpečnostní pokyny. Kovický tellur je méně toxický než některé jeho sloučeniny, ale i tak se s ním musí zacházet opatrně.

Historie

Tellur objevil v roce 1782 Franţ Josef Müller von Reichenstein při zkoumání rud ze Zlaté žíly v Transylvánii; prvek pojmenoval později v roce 1798 Martin Heinrich Klaproth podle latinského slova tellus (země). Od té doby se využití telluru rozšiřovalo zejména s rozvojem polovodičových technologií a metalurgie.

Shrnutí

• Tellur (Te, Z = 52) je vzácný polokov skupiny chalkogenů s řadou průmyslových využití zejména v polovodičích, termoelektrice a speciálních slitinách.
• Má složitou izotopovou situaci — v přírodě je osm izotopů, některé se jeví jako stabilní, jiné podléhají extrémně pomalému radioaktivnímu rozpadu.
• Jeho sloučeniny nabízejí užitečné fyzikální vlastnosti, ale zároveň vyžadují opatrné nakládání z hlediska bezpečnosti a životního prostředí.

Vlastnosti

Fyzikální vlastnosti

Je to křehký stříbřitě bílý polokov. Když je čistý, má kovový lesk. Snadno se brousí. Lze jej vyrobit v amorfní formě. Je to polovodič. Když na něj svítí světlo, mění trochu vodivost, podobně jako selen. V roztaveném stavu je korozivní pro mnoho kovů.

Chemické vlastnosti

Tellur je nereaktivní prvek. Může reagovat s reaktivními kovy za vzniku telluridů. Na vzduchu může hořet za vzniku oxidu tellurového. Může se ještě více oxidovat na oxid telluričitý. Nepodléhá korozi. Chemie telluru je podobná některé chemii selenu a síry, i když jeho sloučeniny jsou reaktivnější a prvek je méně reaktivní. Nerozpouští se ve většině kyselin, ačkoli se rozpouští v koncentrované kyselině sírové za vzniku zvláštního červeného telluriového kationtu.

Chemické sloučeniny

Tellur tvoří chemické sloučeniny v několika oxidačních stavech: -2, +2, +4 a +6. Sloučeniny -2 se obvykle vyskytují v telluridech. Jsou to silná redukční činidla. Telluridy jsou obvykle hlavní rudou telluru. Většina přírodních telluridů není čistá, takže jsou mnohem méně reaktivní. Sloučeniny +2 se nacházejí v některých halogenidech telluru, jako je chlorid telluričitý(II) a bromid telluričitý(II). Jsou nejvzácnějším oxidačním stavem. Sloučeniny +4 se nacházejí v telluritech a kyselině tellurové. Jsou to slabá oxidační činidla, která lze redukovat na tellur. Telurity se vyrábějí reakcí oxidu telluričitého s oxidem kovů. Sloučeniny +6 se nacházejí v telluránech a kyselině telurité. Jsou to silná oxidační činidla. Telurany se vyrábějí reakcí kyseliny tellurové s oxidy kovů.

·        

Minerál oxid telluričitý

·        

Minerál telurid olovnatý

·        

krystal teluridu kadmia

·        

Kalaverit, minerál teluridu

 
Tellur ve zkumavce  

Výskyt

Tellur je velmi vzácný minerál. Stříbra je na Zemi 14krát více než telluru. Telur se někdy vyskytuje jako prvek, ale většinou se nachází ve formě telluridů. V zemi se vyskytují telluridy zlata (kalaverit). Jsou to cenné rudy teluru i zlata. Tato zlatá ruda nebyla během jedné zlaté horečky rozpoznána jako zlato a používala se jako plnidlo. Poté se zjistilo, že se jedná o tellurid zlata, což vyvolalo další zlatou horečku. Tellurid nemůže nahradit sulfid v prvcích jako selenid.

 
Telur jako prvek v křemeni  


Tellur jako prvek v zemi  

Hledání podle dopisu