Teluri

Teluri, 52Te
Tính chất chung
Tên, ký hiệu	Teluri, Te
Phiên âm	/tɛˈlʊəriəm/ (te-LOOR-ee-əm) /tɛˈljʊəriəm/ (te-LYOOR-ee-əm)
Hình dạng	Bạc xám bóng
Teluri trong bảng tuần hoàn
Se ↑ Te ↓ Po Antimon ← Teluri → Iod
Số nguyên tử (Z)	52
Khối lượng nguyên tử chuẩn (Ar)	127,60
Phân loại	á kim
Nhóm, phân lớp	16, p
Chu kỳ	Chu kỳ 5
Cấu hình electron	[Kr] 4d^10 5s^2 5p^4
mỗi lớp	2, 8, 18, 18, 6
Tính chất vật lý
Màu sắc	Bạc xám bóng
Trạng thái vật chất	Chất rắn
Nhiệt độ nóng chảy	722,66 K ​(449,51 °C, ​841,12 °F)
Nhiệt độ sôi	1261 K ​(988 °C, ​1810 °F)
Mật độ	6,24 g·cm^−3 (ở 0 °C, 101.325 kPa)
Mật độ ở thể lỏng	ở nhiệt độ nóng chảy: 5,70 g·cm^−3
Nhiệt lượng nóng chảy	17,49 kJ·mol^−1
Nhiệt bay hơi	114,1 kJ·mol^−1
Nhiệt dung	25,73 J·mol^−1·K^−1
Áp suất hơi P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k ở T (K)     (775) (888) 1042 1266
Tính chất nguyên tử
Trạng thái oxy hóa	6, 5, 4, 2, -2 ​Axít trung bình
Độ âm điện	2,1 (Thang Pauling)
Năng lượng ion hóa	Thứ nhất: 869,3 kJ·mol^−1 Thứ hai: 1790 kJ·mol^−1 Thứ ba: 2698 kJ·mol^−1
Bán kính cộng hoá trị	thực nghiệm: 140 pm
Bán kính liên kết cộng hóa trị	138±4 pm
Bán kính van der Waals	206 pm
Thông tin khác
Cấu trúc tinh thể	​Lục phương
Vận tốc âm thanh	que mỏng: 2610 m·s^−1 (ở 20 °C)
Độ dẫn nhiệt	(1,97–3,38) W·m^−1·K^−1
Tính chất từ	Nghịch từ[1]
Mô đun Young	43 GPa
Mô đun cắt	16 GPa
Mô đun khối	65 GPa
Độ cứng theo thang Mohs	2,25
Độ cứng theo thang Brinell	180 MPa
Số đăng ký CAS	13494-80-9
Đồng vị ổn định nhất
Bài chính: Đồng vị của Teluri
Iso NA Chu kỳ bán rã DM DE (MeV) DP ^120Te 0.09% ^120Te ổn định với 69 neutron[2] ^121Te Tổng hợp 16,78 ngày ε 1.040 ^121Sb ^122Te 2.55% ^122Te ổn định với 70 neutron[3] ^123Te 0.89% ^123Te ổn định với 71 neutron[4] ^124Te 4.74% ^124Te ổn định với 72 neutron[3] ^125Te 7.07% ^125Te ổn định với 73 neutron[3] ^126Te 18.84% ^126Te ổn định với 74 neutron[3] ^127Te Tổng hợp 9,35 giờ β^- 0.698 ^127I ^128Te 31.74% 2,2×10^24 năm β^−β^− 0.867 ^128Xe ^129Te Tổng hợp 69,6 phút β^- 1.498 ^129I ^130Te 34.08% 7,9×10^20 năm β^−β^− 2.528 ^130Xe

Teluri (tiếng Latinh: Tellurium) là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Te và số nguyên tử bằng 52.

Nó có màu sáng óng ánh bạc của á kim, giòn và có độc tính trung bình, trông giống thiếc. Teluri có quan hệ hóa học gần gũi với selen và lưu huỳnh. Nó hay được dùng trong pha chế hợp kim và chất bán dẫn.

Nó thường được tìm thấy trong ở dạng tự sinh trong tự nhiên như các tinh thể nguyên tố. Teluri phổ biến trong vũ trụ hơn là trên Trái Đất. Nó là nguyên tố cực kỳ hiếm trong vỏ Trái Đất, hiếm tương đương platin, một phần là do sự hình thành của hợp chất với hydro dễ bay hơi làm cho nguyên tố này bị mất trong không gian ở dạng khí trong quá trình hình thành tinh vân nóng của hành tinh.

Teluri không có chức năng sinh học, mặc dù nấm có thể kết hợp nó trong vị trí của lưu huỳnh và selen trong các amino acid như telluro-cysteine và telluro-methionine.^[5] Trong cơ thể con người, teluri một phần được chuyển hóa thành dimethyl teluride, (CH₃)₂Te.

Thuộc tính

Tinh thể teluri

Teluri là nguyên tố hiếm, có tính chất hóa học giống oxy, lưu huỳnh, selen và poloni (các nguyên tố của nhóm nguyên tố 16).

Ở dạng tinh thể, teluri có màu sáng bạc và khi ở trạng thái nguyên chất, nó có óng ánh kim loại. Nó giòn, dễ vỡ, dễ nghiền thành bột. Teluri vô định hình có thể được tạo ra từ kết tủa trong axit chứa teluri (Te(OH)₆).^[6] Tuy nhiên có tranh cãi rằng dạng kết tủa có thể không thực sự vô định hình mà gồm các vi tinh thể.

Teluri là một chất bán dẫn loại p, có độ dẫn điện phụ thuộc hướng sắp xếp của các nguyên tử trong tinh thể. Liên hệ hóa học với selen và lưu huỳnh, độ dẫn điện của teluri tăng nhẹ khi được chiếu sáng.^[7] Chất bán dẫn teluri có thể được pha thêm đồng, vàng, bạc hay kim loại khác.

Teluri cháy trong không khí tạo lửa màu lục lam và sinh ra teluri oxide. Khi nóng chảy, teluri ăn mòn đồng, sắt và thép không gỉ.

Ứng dụng

• Pha chế hợp kim: cho thêm vào chì để tăng độ cứng, độ bền và chống sự ăn mòn của acid sulfuric. Cho thêm vào đồng và thép không gỉ để dễ chế tạo. Cho thêm vào gang để dễ làm nguội.
• Dùng trong đồ sứ.
• Hợp chất của teluri với bismuth (Bi₂Te₃) và chì (PbTe) được dùng trong các thiết bị nhiệt điện.
• Dùng trong ngòi nổ.
• Dùng làm hợp kim với cadmi (cadmi(II) teluride, CdTe) để sản xuất pin mặt trời có hiệu suất sinh điện cao.^{[8][9][10][11]}

Lịch sử

Teluri (tiếng Latin nghĩa là đất) được khám phá năm 1782 bởi Franz-Joseph Müller von Reichenstein ở Rumani. Năm 1798 nó được đặt tên bởi Martin Heinrich Klaproth, người đã chiết tách được chất này.

Những năm 1960, các ứng dụng nhiệt điện và công nghệ chế tạo thép thuận tiện đã nâng nhu cầu sử dụng teluri.

Độ phổ biến

Teluri thỉnh thoảng có thể tìm thấy ở dạng nguyên chất trong tự nhiên, nhưng thường hay thấy trong các hợp chất với vàng, hay các kim loại khác. Do cùng chuỗi hóa học với selen và lưu huỳnh, teluri cũng tạo hợp chất tương tự với các kim loại, hiđrô and hay các ion kiểu này, gọi là telurit. Vàng và bạc telurit được coi là các quặng tốt.^[12]

Độ phổ biến của teluri trong vỏ Trái Đất có thể so sánh với platin, teluri là một trong những nguyên tố rắn bền và hiếm trong vỏ Trái Đất. Nó chiếm khoảng 1 µg/kg,^[13] trong khi nguyên tố đất hiếm nhóm Lanthan trong vỏ Trái Đất chiếm 500 µg/kg.^[14]

Đồng vị

Teluri có 30 đồng vị đã biết, với khối lượng nguyên tử từ 108 đến 137. Teluri là một trong những nguyên tố nhẹ nhất trải qua phân rã anpha, với các đồng vị ¹⁰⁶Te đến ¹¹⁰Te được biết là phân rã theo cơ chế này.^[15] Trong tự nhiên tồn tại 8 đồng vị teluri (bảng bên), ¹²²Te, ¹²⁴Te, ¹²⁵Te và ¹²⁶Te là bền, trong khi 4 đồng vị còn lại ¹²⁰Te, ¹²³Te, ¹²⁸Te and ¹³⁰Te có tính phóng xạ.^[15][16]

Các đồng vị bền chỉ chiếm 33,2% trong các teluri tự nhiên; điều này có thể do chu kỳ bán rã dài của các đồng vi phóng xạ. Chu kỳ bán rã của chúng dao động từ 10¹³ đến 2,2.10²⁴ năm (đối với ¹²⁸Te). Do đó, ¹²⁸Te là đồng vị có chu kỳ bán rã lâu nhất trong tất cả các hạt nhân phóng xạ,^[17] bằng khoảng 160 tỉ (10¹²) lần tuổi của vũ trụ.

Sản xuất

Sản lượng teluria năm 2006

Nguồn thu teluri chủ yếu từ bùn dính tại các điện cực anode trong lúc điện phân tinh lọc các xốp đồng. Xử lý 500 tấn quặng đồng thu hồi được 0,45 kg teluri. Teluri được sản xuất chủ yếu ở Hoa Kỳ, Peru, Nhật Bản và Canada.^[18] Năm 2009, theo Cục Địa chất Anh, Hoa Kỳ sản xuất 50 tấn, Peru 7 t, Nhật 40 t và Canada 16 t.^[19]

Cảnh báo

Nồng độ teluri 0,01 mg/m³ hay ít hơn trong không khí gây nên mùi giống mùi tỏi. Teluri và các hợp chất của nó được coi là độc và cần phải cẩn trọng khi làm việc với chúng.

Tham khảo

1. Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
2. Được cho là phân rã β⁺β⁺ thành ¹²⁰Sn với chu kỳ bán rã hơn 2,2×10¹⁶ năm.
3. ^ Về mặt lý thuyết có khả năng phân hạch tự phát.
4. Được cho là phân rã β⁺ thành ¹²³Sb với chu kỳ bán rã hơn 9,2×10¹⁶ năm.
5. Ramadan, Shadia E.; Razak, A. A.; Ragab, A. M.; El-Meleigy, M. (1989). “Incorporation of tellurium into amino acids and proteins in a tellurium-tolerant fungi”. Biological Trace Element Research. 20 (3): 225–32. doi:10.1007/BF02917437. PMID 2484755.
6. Leddicotte, G. W. (1961). “The radiochemistry of tellurium” (PDF). Nuclear science series (3038). Subcommittee on Radiochemistry, National Academy of Sciences-National Research Council: 5Bản mẫu:Inconsistent citations
7. Berger, Lev Isaakovich (1997). “Tellurium”. Semiconductor materials. CRC Press. tr. 89–91. ISBN 9780849389122.
8. “Photovoltaics report” (PDF). Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 5 tháng 11 năm 2012.
9. Fthenakis, Vasilis M.; Kim, Hyung Chul; Alsema, Erik (2008). “Emissions from Photovoltaic Life Cycles”. Environmental Science & Technology. 42 (6): 2168–2174. Bibcode:2008EnST...42.2168F. doi:10.1021/es071763q.
10. Sinha, Parikhit; Kriegner, Christopher J.; Schew, William A.; Kaczmar, Swiatoslav W.; Traister, Matthew; Wilson, David J. (2008). “Regulatory policy governing cadmium-telluride photovoltaics: A case study contrasting life cycle management with the precautionary principle”. Energy Policy. 36: 381–387. doi:10.1016/j.enpol.2007.09.017.
11. Zweibel, K. (2010). “The Impact of Tellurium Supply on Cadmium Telluride Photovoltaics”. Science. 328 (5979): 699–701. Bibcode:2010Sci...328..699Z. doi:10.1126/science.1189690. PMID 20448173.
12. Nekrasov, I. Y. (1996). “Phase Relations in the Selenide Telluride Systems”. Geochemistry, mineralogy and genesis of gold deposits. Taylor & Francis. tr. 217–256. ISBN 9789054107231.
13. Ayres, Robert U.; Ayres, Leslie (2002). A handbook of industrial ecology. Edward Elgar Publishing. tr. 396. ISBN 1840645067.
14. Suess, Hans; Urey, Harold (1956). “Abundances of the Elements”. Reviews of Modern Physics. 28: 53. Bibcode:1956RvMP...28...53S. doi:10.1103/RevModPhys.28.53.
15. ^ Audi, G. (2003). “The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties”. Nuclear Physics A. Atomic Mass Data Center. 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
16. “WWW Table of Radioactive Isotopes: Tellurium”. Nuclear Science Division, Lawrence Berkeley National Laboratory. 2008. Bản gốc lưu trữ ngày 5 tháng 2 năm 2010. Truy cập ngày 16 tháng 1 năm 2010.
17. “Noble Gas Research”. Laboratory for Space Sciences, Washington University in St. Louis. 2008. Bản gốc lưu trữ ngày 28 tháng 9 năm 2011. Truy cập ngày 16 tháng 1 năm 2010.
18. Addicks, Lawrence (2008). “By-Products”. Copper Refining. Read books. tr. 111–114. ISBN 9781443732307.
19. Brown, TJ (2011). World mineral statistics British Geological Survey. Keyworth, Nottingham. tr. 95. ISBN 0852726775.

Liên kết ngoài

(tiếng Anh)

• WebElements.com – Tellurium
• EnvironmentalChemistry.com – Tellurium
• Los Alamos National Laboratory – Tellurium Lưu trữ 2010-11-21 tại Wayback Machine