Tellur

Tellur (chemická značka Te, latinsky Tellurium) je polokovový stříbřitě lesklý prvek ze skupiny chalkogenů používaný v polovodičové technice a metalurgii.

Tellur
[Kr] 4d10 5s2 5p4   Te 52
↓ Periodická tabulka ↓
Obecné
Název, značka, číslo	Tellur, Te, 52
Cizojazyčné názvy	lat. Tellurium
Skupina, perioda, blok	16. skupina, 5. perioda, blok p
Chemická skupina	Polokovy
Vzhled	stříbřitě lesklá šedá
Identifikace
Registrační číslo CAS	13494-80-9
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost	127,60
Atomový poloměr	140 pm
Kovalentní poloměr	138 pm
Van der Waalsův poloměr	206 pm
Elektronová konfigurace	[Kr] 4d10 5s2 5p4
Oxidační čísla	−II, II, IV, VI
Elektronegativita (Paulingova stupnice)	2,1
Látkové vlastnosti
Krystalografická soustava	hexagonální
Mechanické vlastnosti
Hustota	6,24 g·cm−3 (5,70 g·cm−3 při teplotě tání)
Skupenství	pevné
Tvrdost	2,25
Termické vlastnosti
Tepelná vodivost	2 675±0,705 W⋅m−1⋅K−1
Termodynamické vlastnosti
Teplota tání	449,51 °C (722,66 K)
Teplota varu	987,85 °C (1 261 K)
Skupenské teplo tání	17,49 kJ·mol−1
Skupenské teplo varu	114,1 kJ·mol−1
Měrná tepelná kapacita	25,73 J·mol−1·K−1
Elektromagnetické vlastnosti
Měrný elektrický odpor	2×105 nΩ·m
Magnetické chování	diamagnetické
Bezpečnost
GHS06 GHS07 GHS08 [1] Nebezpečí[1]
Izotopy
I V (%) S T1/2 Z E (MeV) P 130Te 34,08 %[2] je stabilní s 78 neutrony 128Te 31,74 %[2] je stabilní s 76 neutrony 118Te 6,00 d[2] ε[2] 118Sb
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Se ⋏ Antimon ≺ Te ≻ Jod ⋎ Po

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti

Chemicky se jedná o velmi vzácný prvek řadící se mezi polokovy. Nicméně jsou známy i kyseliny telluru a jejich soli, v nichž chemicky spíše připomíná spíše síru nebo selen.

Jednorázové požití telluru není smrtelně nebezpečné, avšak pouhých 15 mg denně po dobu osmi měsíců způsobí u jedince česnekový zápach z dechu a potu. To je způsobeno metabolickým produktem dimethyltellanem, který je možné najít v česneku a cibuli.^[3][4]

Historie

Tellur (z latinského slova tellus, což znamená „země“) byl objeven v 18. století ve zlaté rudě z dolů v Kleinschlattenu (dnes Zlatna) nedaleko dnešního města Alba Iulia v Rumunsku. Tato ruda byla známá jako „Faczebajer weißes blättriges Golderz“ (bílá listnatá zlatá ruda z Faczebaja, německý název Facebánya, dnes Fața Băii v župě Alba) nebo antimonalischer Goldkies (antimonitický zlatý pyrit) a podle Antona von Rupprechta se jednalo o Spießglaskönig (argent molybdique), obsahující přírodní antimon. V roce 1782 Franz-Joseph Müller von Reichenstein, který v té době působil jako rakouský hlavní inspektor dolů v Transylvánii, dospěl k závěru, že ruda neobsahuje antimon, ale sulfid bismutitý.^[5] Následující rok oznámil, že se jednalo o omyl a že ruda obsahovala převážně zlato a neznámý kov velmi podobný antimonu. Po důkladném tříletém výzkumu, který zahrnoval více než padesát testů, Müller určil měrnou hmotnost minerálu a zjistil, že při zahřátí nový kov vydává bílý kouř s vůní podobnou ředkvičce, že dodává kyselině sírové červenou barvu a že při zředění tohoto roztoku vodou vzniká černá sraženina. Přesto nebyl schopen tento kov identifikovat a dal mu jména aurum paradoxum (paradoxní zlato) a metallum problematicum (problémový kov), protože nevykazoval vlastnosti předpovídané pro antimon.^[6][7][8]

Na počátku 20. let 20. století Thomas Midgley zjistil, že sloučeniny telluru přidávané do paliva zabraňuje klepání motoru, ale kvůli toxicitě a obtížně odstranitelnému zápachu tuto možnost vyloučil. Midgley poté objevil a popularizoval použití tetraethylolova.^[9]

V 60. letech 20. století došlo k nárůstu poptávky po termoelektrických materiálech založených na telluridech (např. telluridu bismutitého). Po roce 2000 došlo k prudkému růstu zájmu o tellurid kademnatý, CdTe, pro fotovoltaické články.^[10]

Výskyt a výroba

Produkce telluru (2006)

Tellur se v přírodě vyskytuje ryzí velmi vzácně. Nejběžnějšími zdroji jsou minerály nagyagit, hessit, sylvanit, tetradymit a tellurobismutit. Kyslíkaté minerály telluru nejsou příliš obvyklé. Ze všech nerostů má nejvyšší obsah telluru dilithium, frohbergit a melonit.

Tellur obvykle doprovází síru a selen v jejich rudách. Má značnou afinitu ke zlatu a v mnoha zlatých ložiscích se vyskytuje jako příměs. Z minerálů jsou známy například tellurid zlata calaverit AuTe₂ nebo tellurid olova altait PbTe.

Přírodní tellur je směsí 5 stabilních a 4 radioaktivních izotopů. Největší zastoupení má radioaktivní izotop ¹³⁰Te s poločasem rozpadu 2,4∙10²³ let.

Průmyslově se tellur získává nejčastěji z anodových kalů po elektrolytické výrobě mědi nebo ze zbytků po rafinaci zlata.

Obsah telluru v zemské kůře se pohybuje v rozmezí 0,001–0,005 ppm (mg/kg). Toto extrémně nízké zastoupení, srovnatelné s výskytem platiny, je způsobeno především tvorbou těkavého hydridu, který byl v době formování planety ztracen do vesmíru. V mořské vodě je jeho koncentrace tak nízká, že současnými analytickými technikami nelze jeho obsah spolehlivě změřit.

Sloučeniny a využití

Tellur na křemeni (Moctezuma, Sonora, Mexiko)

Elementární tellur je za normálních podmínek stálý stříbřitě lesklý a poměrně křehký polokov. Snadno se slučuje s kyslíkem a halogeny. Ve sloučeninách se tellur vyskytuje v mocenstvích Te²⁻, Te²⁺, Te⁴⁺ a Te⁶⁺ .

V metalurgii slouží tellur ve formě mikrolegur ke zlepšování mechanických a chemických vlastností slitin. Nízké koncentrace telluru zvyšují tvrdost a pevnost slitin olova i jejich odolnost vůči působení kyseliny sírové. Přídavky telluru do slitin mědi a nerezových ocelí způsobují jejich snazší mechanickou opracovatelnost.

Tellurid gallia nalézá využití v polovodičovém průmyslu. Pro výrobu některých termoelektrických zařízení se používá tellurid bismutu. Ve sklářském průmyslu je v některých speciálních případech tellurem barveno sklo.

Jako velmi perspektivní se jeví použití sloučenin telluru při výrobě fotočlánků. Fotočlánky na bázi telluridu kademnatého patří v současné době^[kdy?] k nejlevnějším.

Na bázi telluridů jsou i záznamové vrstvy v přepisovatelných optických discích.

Z hlediska působení na lidské zdraví patří sloučeniny telluru mezi toxické a především v průmyslových provozech, kde se vyskytují ve zvýšených koncentracích, je třeba zachovávat přísné bezpečnostní předpisy. Za zvláště nebezpečné je pokládáno vdechování aerosolů a prachu s vysokou koncentrací telluru.

Známé oxidy

• oxid tellurnatý
• oxid telluričitý
• oxid tellurový