Теллур

Теллур — хрупкое серебристо-белое вещество с металлическим блеском. В тонких слоях на просвет красно-коричневый, в парах — золотисто-жёлтый. При нагревании приобретает пластичность. Кристаллическая решётка — гексагональная. Коэффициент теплового расширения — 1,68·10 K. Диамагнетик. Полупроводник с шириной запрещённой зоны 0,34 эВ, тип проводимости — p в нормальных условиях и при повышенной температуре, n — при пониженной температуре (граница перехода — от −80 °C до −100 °C в зависимости от чистоты).

Обладая содержанием в земной коре, сопоставимым с содержанием платины (около 1 мкг / кг), теллур является одним из самых редких стабильных твердых элементов. Для сравнения, даже самые редкие из стабильных лантаноидов имеют содержание в коре 500 мкг / кг (см. Изобилие химических элементов). Эта редкость теллура в земной коре не является отражением его космического изобилия. Теллура в космосе больше, чем рубидия, хотя рубидия в земной коре в 10 000 раз больше. Считается, что редкость теллура на Земле вызвана условиями во время преаккреционной сортировки в солнечной туманности, когда стабильная форма определенных элементов в отсутствие кислорода и воды контролировалась восстановительной способностью свободного водорода. Согласно этому сценарию, некоторые элементы, которые образуют летучие гидриды, такие как теллур, были сильно истощены из-за испарения этих гидридов. Теллур и селен - самые тяжелые элементы, истощенные в результате этого процесса. Теллур иногда встречается в его естественной (т.е. элементарной) форме, но чаще встречается в виде теллуридов золота, таких как калаверит и креннерит (два разных полиморфа AuTe2), петцит, Ag3AuTe2, и сильванит, AgAuTe4. Город Теллурид, штат Колорадо, был назван в надежде на появление золотого теллурида (который так и не материализовался, хотя была обнаружена золотая металлическая руда). Само золото обычно находится в несоединенном виде, но в химическом соединении оно чаще всего сочетается с теллуром. Хотя теллур встречается с золотом чаще, чем в несвязанной форме, он еще чаще встречается в сочетании в виде теллуридов более распространенных металлов (например, мелонита, NiTe2). Также встречаются природные минералы теллурит и теллурат, образованные в результате окисления теллуридов у поверхности Земли. В отличие от селена теллур обычно не заменяет серу в минералах из-за большой разницы в ионных радиусах. Таким образом, многие обычные сульфидные минералы содержат значительное количество селена и только следы теллура. Во время золотой лихорадки 1893 года горняки Калгурли выбрасывали колчеданный материал в поисках чистого золота, и его использовали для заполнения выбоин и строительства тротуаров. В 1896 году в этом хвосте было обнаружено калаверит, теллурид золота, и это вызвало вторую золотую лихорадку, включавшую разработку улиц.

Tellurium используется в солнечных панелях с теллуридом кадмия (CdTe). Лабораторные испытания теллура в Национальной лаборатории возобновляемой энергии продемонстрировали одни из самых высоких показателей эффективности для генераторов электроэнергии на солнечных элементах. Массовое коммерческое производство солнечных панелей CdTe компанией First Solar в последние годы значительно увеличило спрос на теллур. Замена некоторого количества кадмия в CdTe цинком с образованием (Cd, Zn) Te дает твердотельный детектор рентгеновского излучения, который является альтернативой одноразовым пленочным бейджам. Полупроводниковый материал, чувствительный к инфракрасному излучению, образуется путем легирования теллура кадмием и ртутью с образованием теллурида кадмия ртути. Теллурорганические соединения, такие как диметилтеллурид, диэтилтеллурид, диизопропилтеллурид, диаллилтеллурид и метилаллилтеллурид, являются предшественниками для синтеза металлоорганических парофазных эпитаксиальных ростков полупроводников соединений II-VI. Диизопропилтеллурид (DIPTe) является предпочтительным предшественником для низкотемпературного выращивания CdHgTe с помощью MOVPE. В этих процессах используются металлоорганические соединения высшей степени чистоты, такие как селен и теллур. Соединения для полупроводниковой промышленности и получают очисткой аддукта. Теллур, как субоксид теллура, используется в слое носителей перезаписываемых оптических дисков, включая перезаписываемые компакт-диски (CD-RW), перезаписываемые цифровые видеодиски (DVD-RW) и перезаписываемые диски Blu-ray. Диоксид теллура используется для создания акустооптических модуляторов (AOTF и AOBS) для конфокальной микроскопии. Теллур используется в новых микросхемах памяти с фазовым переходом, разработанных Intel. Теллурид висмута (Bi2Te3) и теллурид свинца являются рабочими элементами термоэлектрических устройств. Теллурид свинца используется в детекторах дальнего инфракрасного диапазона.

Теллур (от латинского слова tellus, что означает "земля") был обнаружен в 18 веке в золотой руде из шахт в Клайншлаттене (ныне Златна), близ современного города Алба-Юлия, Румыния. Эта руда была известна как "Faczebajer weißes blättriges Golderz" (белая листоватая золотая руда из Faczebaja, немецкое название Facebánya, ныне Fața Băii в жудце Алба) или antimonalischer Goldkies (антимоническая золотая пиритная руда), и согласно Антону фон Рупрехту, содержала природный антимоний. В 1782 году Франц-Йозеф Мюллер фон Райхенштейн, тогдашний главный инспектор австрийских рудников в Трансильвании, заключил, что руда не содержит антимония, а состоит из бисмутового сульфида. На следующий год он сообщил, что это было ошибочно, и что руда содержит в основном золото и неизвестный металл, очень похожий на антимоний. После тщательного исследования, продолжавшегося три года и включавшего более пятидесяти тестов, Мюллер определил удельный вес минерала и отметил, что при нагревании новый металл выделяет белый дым с запахом редьки; что он придаёт серной кислоте красный цвет; и что при разбавлении этого раствора водой образуется черный осадок. Тем не менее, он не смог идентифицировать этот металл и назвал его aurum paradoxum (парадоксальное золото) и metallum problematicum (проблемный металл), так как он не проявлял свойств, предсказанных для антимония. В 1789 году венгерский ученый Пал Китаибель самостоятельно открыл элемент в руде из Дойч-Пильзена, которую раньше считали серебряным молибденитом, но позже передал заслугу Мюллеру. В 1798 году его назвал Мартин Генрих Клапрот, который ранее изолировал его из минерала калаверита. В 1960-х годах увеличилось использование теллура в термоэлектрических приложениях (как висмут теллурид) и в стальных сплавах с улучшенной обрабатываемостью, что стало основным использованием.

Содержание в земной коре 1⋅10% по массе. Известно около 100 минералов теллура. Наиболее часты теллуриды меди, свинца, цинка, серебра и золота. Изоморфная примесь теллура наблюдается во многих сульфидах, однако изоморфизм Te — S выражен хуже, чем в ряду Se — S, и в сульфиды входит ограниченная примесь теллура. Среди минералов теллура особое значение имеют алтаит (PbTe), сильванит (AgAuTe4), калаверит (AuTe2), гессит (Ag2Te), креннерит [(Au, Ag)Te], петцит (Ag3AuTe2), мутманнит [(Ag, Au)Te], монбрейит (Au2Te3), нагиагит ([Pb5Au(Te, Sb)]4S5), тетрадимит (Bi2Te2S). Встречаются кислородные соединения теллура, например, ТеО2 — теллуровая охра. Встречается самородный теллур и вместе с селеном и серой (японская теллуристая сера содержит 0,17 % Те и 0,06 % Se).

От латинского tellus, родительный падеж telluris, Земля (название предложил Мартин Клапрот).