Tellurio

Il tellurio è un elemento relativamente raro che appartiene allo stesso gruppo dell'ossigeno, dello zolfo, del selenio e del polonio, noto in passato come il gruppo dei calcogeni. Allo stato cristallino, il tellurio ha un aspetto metallico bianco-argenteo. È un metalloide fragile che si lascia polverizzare facilmente. Il tellurio amorfo può essere ottenuto per precipitazione da soluzioni di acido telluroso o di acido tellurico, benché non sia ancora chiarito se si tratta di una sostanza veramente amorfa o se sia invece costituita da microcristalli. Il tellurio è un semiconduttore di tipo p la cui conduttività dipende fortemente dalla direzione di allineamento degli atomi. Chimicamente correlato al selenio ed allo zolfo, la sua conducibilità elettrica cresce sensibilmente quando è esposto alla luce. Può essere drogato con rame, oro, argento, stagno o altri metalli. Infiammabile all'aria, il tellurio brucia con una fiamma blu-verdastra convertendosi nel suo biossido. Allo stato fuso, il tellurio è in grado di corrodere il rame, il ferro e l'acciaio inossidabile.

Con un'abbondanza nella crosta terrestre paragonabile a quella del platino (circa 1 µg / kg), il tellurio è uno degli elementi solidi stabili più rari. In confronto, anche il più raro dei lantanidi stabili ha abbondanza crostale di 500 µg / kg (vedi Abbondanza degli elementi chimici). Questa rarità di tellurio nella crosta terrestre non è un riflesso della sua abbondanza cosmica. Il tellurio è più abbondante del rubidio nel cosmo, sebbene il rubidio sia 10.000 volte più abbondante nella crosta terrestre. Si pensa che la rarità del tellurio sulla Terra sia causata dalle condizioni durante lo smistamento preaccrezionale nella nebulosa solare, quando la forma stabile di alcuni elementi, in assenza di ossigeno e acqua, era controllata dal potere riduttivo dell'idrogeno libero. In questo scenario, alcuni elementi che formano idruri volatili, come il tellurio, sono stati gravemente impoveriti per evaporazione di questi idruri. Tellurio e selenio sono gli elementi pesanti più impoveriti da questo processo. Il tellurio a volte si trova nella sua forma nativa (cioè elementare), ma si trova più spesso come tellururi d'oro come calaverite e krennerite (due diversi polimorfi di AuTe2), petzite, Ag3AuTe2 e sylvanite, AgAuTe4. La città di Telluride, Colorado, è stata nominata nella speranza di uno sciopero del tellururo d'oro (che non si è mai materializzato, sebbene sia stato trovato il minerale di metallo dorato). L'oro stesso si trova solitamente non combinato, ma quando si trova come composto chimico, è più spesso combinato con tellurio. Sebbene il tellurio si trovi con l'oro più spesso che in forma non combinata, si trova ancora più spesso combinato come tellururi di metalli più comuni (es. Melonite, NiTe2). Si verificano anche telluriti naturali e minerali tellurici, formati dall'ossidazione dei tellururi vicino alla superficie terrestre. A differenza del selenio, il tellurio di solito non sostituisce lo zolfo nei minerali a causa della grande differenza nei raggi ionici. Pertanto, molti minerali solfuri comuni contengono quantità sostanziali di selenio e solo tracce di tellurio. Nella corsa all'oro del 1893, i minatori di Kalgoorlie scartarono un materiale piritico mentre cercavano l'oro puro, che fu usato per riempire buche e costruire marciapiedi. Nel 1896, si scoprì che quella coda era calaverite, un tellururo d'oro, e innescò una seconda corsa all'oro che includeva l'estrazione delle strade.

Si usa soprattutto in lega con altri metalli. Viene aggiunto al piombo per aumentarne la resistenza meccanica e diminuire l'effetto corrosivo dell'acido solforico; se viene aggiunto al rame o all'acciaio inossidabile li rende più lavorabili. Altri usi: Si aggiunge alla ghisa per controllarne il raffreddamento. Si usa nelle ceramiche. Il tellururo di bismuto si usa in dispositivi termoelettrici. Il tellurio si usa anche nelle capsule esplosive, e potenzialmente in pannelli fotovoltaici al tellururo di cadmio, garantendo rendimenti per conversione di luce in energia elettrica tra i migliori con celle solari (anche se per ora questa applicazione del tellurio non ha ancora avuto un effetto sul mercato). Il tellururo di cadmio si utilizza anche per la realizzazione di rivelatori allo stato solido di radiazioni ionizzanti. Un'applicazione attuale del tellurio è nell'ambito delle memorie a cambiamento di fase, come elemento principe di una lega calcogenura denominata GST. Il tellurio è un componente chiave dei catalizzatori di ossidi misti per l'ossidazione selettiva del propano in acido acrilico. La composizione elementare della superficie cambia dinamicamente e reversibilmente con le condizioni di reazione. In presenza di vapore la superficie del catalizzatore è arricchita in tellurio e vanadio che si traduce nel miglioramento della produzione dell'acido acrilico. I composti tellur-organici sono intermedi importanti nella sintesi organica.

Il tellurio (dal latino tellus che significa "terra") fu scoperto nel XVIII secolo in un minerale d'oro delle miniere di Kleinschlatten (oggi Zlatna), vicino all'odierna città di Alba Iulia, in Romania. Questo minerale era conosciuto come "Faczebajer weißes blättriges Golderz" (minerale d'oro fogliaceo bianco di Faczebaja, nome tedesco di Facebánya, oggi Fața Băii nella contea di Alba) o antimonalischer Goldkies (pirite dorata antimonica), e secondo Anton von Rupprecht, era Spießglaskönig (argento molybdico), contenente antimonio nativo. Nel 1782 Franz-Joseph Müller von Reichenstein, allora ispettore capo delle miniere austriaco in Transilvania, concluse che il minerale non conteneva antimonio, ma era solfuro di bismuto. L'anno successivo, segnalò che questo era erroneo e che il minerale conteneva principalmente oro e un metallo sconosciuto molto simile all'antimonio. Dopo una dettagliata indagine durata tre anni e comprendente più di cinquanta test, Müller determinò la densità del minerale e notò che, quando riscaldato, il nuovo metallo emette un fumo bianco con un odore simile al ravanello; che impartisce un colore rosso all'acido solforico; e che quando questa soluzione viene diluita con acqua, si forma un precipitato nero. Tuttavia, non fu in grado di identificare questo metallo e gli diede i nomi di aurum paradoxum (oro paradossale) e metallum problematicum (metallo problematico), perché non mostrava le proprietà previste per l'antimonio. Nel 1789, uno scienziato ungherese, Pál Kitaibel, scoprì l'elemento indipendentemente in un minerale di Deutsch-Pilsen che era stato considerato molibdenite argentifera, ma successivamente diede il merito a Müller. Nel 1798, fu nominato da Martin Heinrich Klaproth, che lo aveva precedentemente isolato dal minerale di calaverite. Gli anni '60 hanno portato a un aumento delle applicazioni termoelettriche per il tellurio (come tellurite di bismuto), e nelle leghe di acciaio facile lavorazione, che divennero l'uso dominante.