Физика

Теллур история. Теллур

Теллур – химический элемент относящийся к 16-й группе, находящийся в таблице Менделеева, атомный номер 52 и обозначающийся латинским Те – специальным идентификационным . Элемент относится к металлоидам. Формула теллура — 4d10 5s2 5p4.

Теллур – элемент имеющий бело-серебристый оттенок и металлический блеск и хрупкую структуру. При высокой температуре, как и многие металлы, теллур становится пластичным.

Происхождение теллура

Элемент был обнаружен на золотых рудниках, в горах Трансильвании. Человечеству известно не менее ста минералов содержащих теллур. В частности, это серебро, золото, медь и цинк. Существуют различные соединения теллура, к примеру, это некоторые виды охры. В чистом виде, в одном залеже можно обнаружить селен, теллур и серу, что указывает на возможность самородности элемента.

Все упомянутые минералы чаще встречаются в одном месторождении с , серебром, свинцом и висмутом. В промышленных условиях, по большей части теллур выделяется химическим путём из других металлов, несмотря на то, что его основные минералы довольно распространены. В частности, он в достаточном количестве содержится в халькопирите, входящего в состав никелево-медных и медноколчеданных руд.

Дополнительно его можно обнаружить в , молибдените и галените, также он содержится в медных рудах, полиметаллических залежах и свинцово-цинковых залежах. Также эти минералы содержат сульфидные и сурьмяные породы, содержащие кобальт и ртуть.

Преимущественно в промышленности теллур добывается из шлама, который образует электролитическая рафинация меди и свинца. При обработке шлам обжигается, в сгоревших остатках имеется определённое содержание теллура. Для выделения необходимого элемента огарки промываются соляной кислотой.

Чтобы выделить металл из полученного кислотного раствора, сквозь него необходимо пропустить сернистый газ. Полученный таким образом оксид теллура , обрабатывается углём, чтобы получить из него чистый элемент. Для его дальнейшей очистки применяется процедура хлорирования.

При этом образуется тетрахлорид, который необходимо очистить путём дистилляции или ректификации. Далее проводится его гидролизация, а полученный гидроксид теллура восстанавливается водородом.

Применение теллура

Этот металл применяется при изготовлении множества различных (медных, свинцовых, железных), поэтому отрасль металлургии является его основным потребителем. Теллур делает нержавеющую сталь и медь более обрабатываемыми. Также добавление этого элемента в ковкий чугун, придаёт ему положительные свойства серого чугуна.

Улучшаются его литейные качества и обрабатываемость. Он способен заметно улучшить физические свойства свинца, уменьшая отрицательную коррозию от серной кислоты, во время его обработки.

Теллур широко распространён в полупроводниковых устройствах и электронике. В частности, он используется для производства солнечных батарей. Применение теллура открывает широкие перспективы в применении этих передовых технологий. Процент производства подобного оборудования значительно возрос за последние годы. Это привело к заметному росту товарооборота теллура на мировом рынке.

Металл применяется, в том числе в космических технологических разработках, в частности, это сплавы с добавлениями теллура, обладающие уникальными свойствами. Используются они в технологиях обнаружения излучения оставляемых космическими аппаратами.

По этой причине дорогостоящий сплав, в значительной мере востребован в военной промышленности, для слежения за противником в космическом пространстве. Помимо этого смесь селен – теллур входит в состав порошка задержки в капсюлях-детонаторах для взрывных устройств, выпускаемых военными заводами.

Различные соединения теллура используются при производстве соединений полупроводникового характера с многослойной структурой. Многие соединения, включающие в себя теллур, обладают поразительной сверхпроводимостью.

Работает теллур и на благо обывательских нужд. В частности, как подокись металл применяется при производстве компакт-дисков, для создания перезаписываемого тончайшего слоя на них. Также он присутствует в некоторых микросхемах, к примеру, производимых компанией Intel. Теллурид и висмута включён в состав многих термоэлектрических устройств и инфракрасных датчиков.

При окраске керамических изделий также используют этот металл. При изготовлении стекловолокна для информационных коммуникаций (телевидения, интернета и т.д.), участие теллура в производстве кабеля, основывается, на положительном свойстве теллуридов и селенидов увеличивать оптическое преломление при добавлении в стекло.

Вулканизация резины, также подразумевает использование близких металлу веществ – селена или серы, которые могут быть заменены по возможности теллуром. Резина с его добавлением будет демонстрировать гораздо более лучшие качества. Теллур нашёл свою нишу и в медицине – его используют при диагностике дифтерии.

Цена теллура

По потреблению этого редкоземельного металла в мире, Китай стоит на первом месте, Россия на втором, а США на третьем. Общее потребление равняется 400 тоннам металла в год. На продажу теллур обычно идёт в виде порошка, прутков или .

За счёт малых объёмов добычи, в связи с его сравнительно небольшим содержанием в породах, цена на теллур довольна высокая. Приблизительно, если не принимать во внимание постоянные скачки цен на теллур, купить его на мировом рынке можно за 200-300 $ за один килограмм металла. Цена также зависит от степени очистки металла от нежелательных примесей.

Но, несмотря на труднодоступность этого уникального элемента, на него всегда имеется немалый спрос, имеющий постоянные тенденции роста. С каждый годом ширится спектр областей, требующих применения теллура и его соединений.

Проследить за тенденцией роста цен на теллур несложно, сравнив цены в начале 2000 года, когда она равнялась 30$ за 1 кг, и десять лет спустя, когда она дошла до 350$. И несмотря на то, что через год она всё-же упала, имеется серьёзная тенденция роста цен, в связи с падением объёмов производства теллура.

Дело в том, что рынок теллура напрямую зависит от объёма производства , так как теллур является одним из побочных продуктов при её извлечении. На данный момент рынок меди значительно уменьшил свой товарооборот, к тому появились новые технологии её производства, особенности которых значительно повлияют на объём дополнительно получаемого теллура.

Это непременно скажется на его поставках, и естественно расценках. По предположительным данным новый скачок цен ожидается уже через пару лет. Несмотря на то, что у теллура в промышленности имеются определённые аналоги, они не обладают столь ценными свойствами.

Подобная ситуация на мировом рынке, отнюдь не на руку многим производителям, в производстве которых задействован теллур. В частности это производители солнечных батарей, чья продукция в последние годы набирает всё большую популярность.

Теллур Теллур (лат. Tellurium) это химический элемент с атомным номером 52 в периодической системе и атомным весом 127,60; обозначается символом Te, относится к семейству металлоидов. В природе встречается в виде восьми стабильных изотопов с массовыми числами 120, 128, 130, из которых наиболее распространены 128Тe и 130Тe. Из искусственно полученных радиоактивных изотопов широкое применение в качестве меченых атомов имеют 127Тe и 129Te.


Из истории Впервые был найден в 1782 году в золотоносных рудах Трансильвании горным инспектором Францом Иозефом Мюллером (впоследствии барон фон Рейхенштейн), на территории Австро-Венгрии. В 1798 году Мартин Генрих Клапрот выделил теллур и определил важнейшие его свойства. Первые систематические исследования химии теллура выполнены в 30-х гг. 19 в. И. Я. Берцелиусом.


"Аурум парадоксум" - парадоксальное золото, так называли теллур, после того как в конце XVIII столетия он был открыт Рейхенштейном в соединении с серебром и желтым металлом в минерале сильваните. Неожиданным явлением казался факт, когда золото, обычно всегда встречающееся в самородном состоянии, было обнаружено в соединении с теллуром. Вот почему, приписав свойства, подобные желтому металлу, его назвали желтым металлом парадоксальным.


Происхождение названия Позднее (1798 г.), когда М. Клапрот детальнее исследовал новое вещество, он в честь Земли, носительницы химических "чудес", назвал его теллурием (от латинского слова "теллус" - земля). Это название и вошло в обиход химиков всех стран.


Нахождение в природе Содержание в земной коре 1·10-6 % по массе. Металлический теллур можно встретить разве что в лаборатории, но его соединения можно найти вокруг нас гораздо чаще, чем может показаться. Известно около 100 минералов теллура. Важнейшие из них: алтаит PbTe, сильванит AgAuTe 4, калаверит AuTe 2, тетрадимит Bi 2 Te 2 S, креннсрит AuTe 2, петцит AgAuТе 2. 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).


Модуль Пельтье Многие знакомы с термоэлектрическими модулями Пельтье, которые используют в портативных холодильниках, термоэлектрических генераторах и иногда для экстремального охлаждения компьютеров. Основной материал полупроводников в таких модулях это теллурид висмута. В настоящее время это самый ходовой полупроводниковый материал. Если посмотреть сбоку на термоэлектрический модуль, можно заметить ряды маленьких «кубиков».


Физические свойства Теллур серебристо-белого цвета с металлическим блеском, хрупок, при нагреве становится пластичным. Кристаллизуется в гексагональной системе. Теллур - полупроводник. При обычных условиях и вплоть до температуры плавления чистый Теллур имеет проводимость p-типа. С понижением температуры в интервале (100 °С) - (-80 °С) происходит переход: проводимость Теллура становится n-типа. Температура этого перехода зависит от чистоты образца, и она тем ниже, чем чище образец. Плотность = 6,24 г / см ³ Температура плавления = 450°C Температура кипения = 990°C Теплота плавления = 17,91 кДж/моль Теплота испарения = 49,8 кДж/моль Молярная теплоемкость = 25,8 Дж/(K·моль) Молярный объем = 20,5 см³/моль


Теллур – неметалл. В соединениях теллур проявляет степени окисления: -2, +4, +6 (валентность II, IV, VI). Химически теллур менее активен, чем сера и кислород. Теллур устойчив на воздухе, но при высокой температуре горит с образованием двуокиси TeO 2. С галогенами Те взаимодействует на холоде. При нагревании реагирует со многими металлами, давая теллуриды. Растворим в щелочах. При действии азотной кислоты Те превращается в теллуристую, а при действии царской водки или 30%-ной перекиси водорода – в теллуровую кислоту. Химические свойства 128 Те))))) е = 52, р = 52, n = е 8е 8е 8е 6е


Физиологическое действие При нагревании Теллур взаимодействует с водородом с образованием теллуроводорода - H 2 Te бесцветного ядовитого газа с резким, неприятным запахом. Теллур и его летучие соединения токсичны. Попадание в организм вызывает тошноту, бронхиты, пневмонию. Предельно допустимая концентрация в воздухе колеблется для различных соединений 0,0070,01 мг/м³, в воде 0,0010,01 мг/л.


Получение Основной источник шламы электролитического рафинирования меди и свинца. Шламы подвергают обжигу, теллур остается в огарке, который промывают соляной кислотой. Из полученного солянокислого раствора теллур выделяют, пропуская через него сернистый газ SO 2. Для разделения селена и теллура добавляют серную кислоту. При этом выпадает диоксид теллура ТеО 2, а H 2 SeO 3 остается в растворе. Из оксида ТеО 2 теллур восстанавливают углем. Для очистки теллура от серы и селена используют его способность под действием восстановителя (Al) в щелочной среде переходить в растворимый дителлурид динатрия Na 2 Te 2: 6Te + 2Al + 8NaOH = 3Na 2 Te 2 + 2Na. Для осаждения теллура через раствор пропускают воздух или кислород: 2Na 2 Te 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Te + 4NaOH. Для получения теллура особой чистоты его хлорируют Te + 2Cl 2 = TeCl 4. Образующийся тетрахлорид очищают дистилляцией или ректификацией. Затем тетрахлорид гидролизуют водой: TeCl 4 + 2H 2 O = TeO 2 + 4HCl, а образовавшийся ТеО 2 восстанавливают водородом: TeO 2 + 4H 2 = Te + 2H 2 O.



Т. И. Молдавер
Химия и Жизнь №3, 1972 г., с. 17-21

"КРЕСТНИК ЗЕМЛИ"

Вряд ли кто-либо поверит рассказу о нашем современнике - капитане дальнего плавания, который, кроме того, профессиональный цирковой борец, известный металлург и врач-консультант хирургической клиники. В мире же химических элементов подобное разнообразие профессий - вещь, весьма распространенная. Вспомним (еще до разговора о главном объекте нашего рассказа) железо в машинах и железо в крови, железо- концентратор магнитного поля, и железо - составную часть охры... Правда, на "профессиональную выучку" элементов порой уходило намного больше времени, чем на подготовку йога средней квалификации. Так и элемент № 52, о котором предстоит нам рассказать, долгие годы применяли лишь для того, чтобы продемонстрировать, каков он в действительности, этот элемент, названный в честь нашей планеты: теллур - от tellus, что по-латыни значит "Земля".

Элемент № 52 открыт почти два века назад. В 1782 году горный инспектор Франц Иозеф Мюллер фон Рейхенштейн исследовал золотоносную руду, найденную в Семигорье, на территории тогдашней Австро-Венгрии. Расшифровать состав этого минерала оказалось настолько сложно, что его назвали Aurum problematicum - "золото проблематичное". Именно из него Мюллер выделил новый металл. Но полной уверенности в том, что этот металл действительно новый, не было. (Впоследствии оказалось, что Мюллер ошибался в другом: открытый им элемент был-таки новым, но к числу металлов отнести его можно с большой натяжкой.) Чтобы рассеять сомнения, Мюллер обратился за помощью к видному специалисту, шведскому минералогу и аналитику Т. Бергману. Но тот умер, не успев закончить анализ присланного вещества,- в те годы аналитические методы были уже довольно точными, но анализ занимал очень много времени.

В элементе, открытом Мюллером, пытались разобраться и другие ученые, но лишь через 16 лет после открытия Мартин Генрих Клапрот - один из крупнейших химиков того времени - неопровержимо доказал, что теллур - действительно новый элемент. Кстати, название "теллур" предложил именно Клапрот.

ТЕЛЛУР И МЕДИКИ

Понятно, что вслед за открытием элемента всегда начинаются поиски возможных его применений. Видимо, исходя из старого - еще времен иатрохимии - принципа, что мир - это аптека, француз Фурнье пробовал лечить теллуром некоторые тяжелые заболевания, проказу в частности. Но без успеха. Лишь спустя много лет теллур смог оказать медикам некоторые услуги. Точнее, не сам теллур, а соли теллуристой кислоты - К 2 ТеО 3 и Na 2 TeO 3 . Их стали использовать в микробиологии как красители, придающие определенный цвет изучаемым бактериям. В частности, с помощью соединений теллура надежно выделяют из массы бактерий дифтерийную палочку. Если не в лечении, так хоть в диагностике элемент № 52 оказался полезен врачам.

Но иногда этот элемент, а в еще большей мере некоторые его соединения прибавляют врачам хлопот. Теллур достаточно токсичен. В нашей стране принята предельно допустимая концентрация теллура в воздухе 0,01 мг/м 3 . Из соединений теллура самое опасное - теллуроводород Н 2 Те, бесцветный ядовитый газ с неприятным запахом. Последнее вполне естественно: теллур - аналог серы, значит, Н 2 Те должен быть подобен сероводороду. Он раздражает бронхи, вредно влияет на нервную систему.

Эти неприятные свойства не помешали теллуру выйти в технику.

ТЕЛЛУР В ТЕХНИКЕ

Металлурги интересуются теллуром потому, что уже небольшие его добавки к свинцу сильно повышают прочность и химическую стойкость этого важного металла. Свинец, легированный теллуром, применяют в кабельной и химической промышленности; срок службы аппаратов сернокислотного производства, покрытых изнутри свинцово-теллуровым сплавом (0,5% Те), вдвое больше, чем у таких же аппаратов, облицованных просто свинцом. Присадка теллура к меди и стали облегчает их механическую обработку.

В стекольном производстве теллуром пользуются, чтобы придать стеклу коричневую окраску и больший коэффициент лучепреломления. В резиновой промышленности его, как аналог серы, иногда применяют для вулканизации каучуков. Однако не эти отрасли были виновниками скачка в ценах и спросе на элемент № 52.

Произошел этот скачок в начале шестидесятых годов нашего века. Теллур - типичный полупроводник, и полупроводник технологичный. В отличие от германия и кремния, он сравнительно легко плавится (температура плавления 449,8°С) и испаряется (закипает при температуре чуть ниже 1000°С). Из него легко получать тонкие полупроводниковые пленки, которыми интересуется современная микроэлектроника...

Однако чистый теллур как полупроводник применяют ограниченно - для изготовления транзисторов некоторых типов и в приборах, которыми измеряют интенсивность гамма-излучения. Иногда примесь теллура вводят в арсенид галлия (третий по значению после кремния и германия полупроводник), чтобы создать в нем проводимость электронного типа.

Намного обширнее области применения некоторых теллуридов - соединений теллура с металлами. Теллуриды висмута Вi 2 Те 3 и сурьмы Sb 2 Те 3 стали самыми важными материалами для термоэлектрических генераторов. Чтобы объяснить, почему это произошло и что такое термоэлектрогенераторы, сделаем небольшое отступление в область физики и истории.

ТРИ ЭФФЕКТА

Еще полтора века назад (в 1821 году) немецкий физик Т. Зеебек обнаружил, что в замкнутой электрической цепи, состоящей из разных материалов, создается электродвижущая сила, если места контактов находятся при разных температурах.

Через двенадцать лет швейцарец Ж. Пельтье обнаружил эффект, обратный явлению Зеебека: когда электрический ток течет по цепи, составленной из разных материалов, в местах контактов кроме обычной джоулевой теплоты выделяется или поглощается (в зависимости от направления тока) некоторое количество тепла. То, что при этом имеет место не нарушение закона Джоуля, но новый физический эффект, доказал Э. X. Ленц.

Примерно сто лет эти открытия оставались любопытными фактами, не более. И не будет преувеличением утверждать, что новая жизнь обоих этих эффектов началась после того, как академик А. Ф. Иоффе с сотрудниками разработал теорию применения полупроводниковых материалов для изготовления термоэлементов. А вскоре эта теория воплотилась в реальные термоэлектрогенераторы и термоэлектрохолодильники различного назначения.

В частности, термоэлектрогенераторы, в которых использованы теллуриды висмута, свинца и сурьмы, дают энергию искусственным спутникам Земли, навигационно-метеорологическим установкам, устройствам катодной защиты магистральных трубопроводов. Те же материалы помогают поддержать нужную температуру во многих электронных и микроэлектронных устройствах.

В последние годы большой интерес вызывает еще одно химическое соединение теллура, обладающее полупроводниковыми свойствами,- теллурид кадмия CdTe. Этот материал используют для изготовления солнечных батарей, лазеров, фотосопротивлений, счетчиков радиоактивных излучений. Теллурид кадмия знаменит и тем, что это один из немногих полупроводников, в которых проявляется эффект Гана.

Суть последнего заключается в том, что введение маленькой пластинки соответствующего полупроводника в достаточно сильное электрическое поле приводит к генерации высокочастотного радиоизлучения. Эффект Гана уже нашел применение в радиолокационной технике.

ДОБЫЧА ТЕЛЛУРА

Теллур находится в главной подгруппе VI группы таблицы Менделеева, вместе с серой и селеном. Эти три элемента сходны по химическим свойствам и часто сопутствуют друг другу в природе. Но доля серы в земной коре - 0,03%, селена - 10-5%, теллура же еще меньше - 10-7%. Естественно, что теллур, как и селен, чаще всего встречается в природных соединениях серы - как примесь. Бывает, правда (вспомните о минерале, в котором открыли теллур), что этот элемент в природе образует соединения с золотом, серебром, медью и другими элементами. На нашей планете открыто более ПО месторождений сорока минералов теллура. Но добывают его всегда заодно с селеном, или золотом, или другими металлами.

В СССР известны медно-никелевые теллурсодержащие руды Печенги и Мончегорска, теллурсодержащие свинцово-цинковые рудь" Алтая и другие месторождения.

При выделении из медной руды теллур получают на стадии очистки черновой меди электролизом. На дно электролизера выпадает осадок - шлам. Это очень дорогой полупродукт. Приведем для иллюстрации состав шлама одного из канадских заводов: 49,8% меди, 1,976% золота, 10,52% серебра, 28,42% селена и 3,83% теллура.

Но ценнейшие компоненты шлама надо разделить. Существует несколько вариантов решения этой задачи. Вот один из них.

Шлам расплавляют в печи и через расплав пропускают воздух. Металлы, кроме золота и серебра, окисляются, переходят в шлак. Селен и теллур тоже окисляются, но их окислы летучие; их улавливают в специальных аппаратах (скруберах), затем растворяют и превращают в кислоты - селенистую H 2 SeO 3 и теллуристую Н 2 ТеО 3 . Если через этот раствор пропустить сернистый газ SO 2 , произойдут такие реакции:

H 2 SeO 3 + 2SO 2 + Н 2 О = Se + 2H 2 SO 4 ,
Н 2 ТеO 3 + 2SO 2 + Н 2 O = Те + 2H 2 SO 4 .

Но ведь совсем не нужно, чтобы теллур и селен выпадали одновременно: они нужны нам порознь.

Поэтому условия процесса подбирают таким образом, чтобы, в соответствии с законами химической термодинамики, сначала восстанавливался преимущественно селен. Этому помогает подбор оптимальной концентрации добавляемой в раствор соляной кислоты.

Затем осаждают теллур. Выпавший серый порошок содержит некоторое количество селена и, кроме того, серу, свинец, медь, натрий, кремний, алюминий, железо, олово, сурьму, висмут, серебро, магний, золото, мышьяк, хлор. И теллур приходится чистить - сначала химическими методами, затем перегонкой или зонной плавкой.

Из других руд теллур извлекают, разумеется, иначе.

ПРОМЫШЛЕННЫЙ ЯД

Теллур применяют все шире. Значит, возрастает и число работающих с ним. Во второй главе нашего рассказа об элементе № 52 мы уже упоминали о токсичности теллура и его соединений. Расскажем об этом подробней - именно потому, что с теллуром приходится работать все большему числу людей. Цитирую диссертацию, защищенную в 1962 году и посвященную теллуру как промышленному яду. Белые крысы, которым ввели аэрозоль теллура, "проявляли беспокойство, чихали, терли мордочки, делались вялыми и сонливыми". Подобным образом действует теллур и на людей.

И сам теллур, и его соединения могут приносить беды разных калибров. Они, например, вызывают облысение, влияют на кровь, могут блокировать различные ферментные системы. Симптомы хронического отравления элементарным теллуром - тошнота, сонливость, исхудание; выдыхаемый воздух приобретает скверный чесночный запах алкилтеллуридов.

При острых отравлениях теллуром вводят внутривенно сыворотку с глюкозой, а иногда даже морфий. Как профилактическое средство употребляют аскорбиновую кислоту. Но главная профилактика- это надежная герметизация аппаратов, автоматизация процессов, в которых участвуют теллур и его соединения.

Элемент № 52 приносит много пользы и уже потому заслуживает внимания. Но одновременно он требует осторожности, четкости в работе к опять-таки - внимания.

Что вы знаете и чего не знаете о теллуре и его соединениях

КАК ВЫГЛЯДИТ ТЕЛЛУР

Кристаллический теллур больше всего похож на сурьму. Цвет его - серебристо-белый. Кристаллы - гексагональные, атомы в них образуют спиральные цепи и связаны ковалентными связями с ближайшими соседями. Поэтому элементарный теллур можно считать неорганическим полимером. Кристаллическому теллуру свойствен металлический блеск, хотя по комплексу химических свойств его скорее можно отнести к неметаллам. Теллур хрупок, его довольно просто превратить в порошок. Вопрос о существовании аморфной модификации теллура однозначно не решен. При восстановлении теллура из теллуристой или теллуровой кислот выпадает осадок, однако до сих пор не ясно, являются ли эти частички истинно аморфными или это просто очень мелкие кристаллы.

ДВУХЦВЕТНЫЙ АНГИДРИД

Как и положено аналогу серы, теллур проявляет валентности 2-, 4+ и 6+ и значительно реже 2+. Моноокись теллура ТеО может существовать лишь в газообразном виде и легко окисляется до ТеО 2 . Это белое негигроскопичное, вполне устойчивое кристаллическое вещество, плавящееся без разложения при 733°С, полимер, молекула которого построена так:

В воде двуокись теллура почти не растворяется: в раствор переходит лишь одна часть ТеО 2 на полтора миллиона частей воды. Получается очень разбавленный раствор слабой тел-луристой кислоты H 2 ТеО 3 . Слабо выражены кислотные свойства и у теллуровой кислоты Н 6 ТеО 6 . Такую формулу (а не Н 2 ТеО 4 ,)) ей присвоили после того, как были получены соли состава Ag 6 TeO 6 и Hg 3 TeO 6 . В воде она растворяется хорошо. А вот образующий ее теллуровый ангидрид ТеО 3 в воде практически не растворяется. Это вещество существует в двух модификациях - желтого и серого цвета: альфа-ТеО 3 и бета-ТеО 3 . На серый теллуровый ангидрид даже при нагревании не действуют кислоты и концентрированные щелочи. От желтой разновидности его очищают, кипятя смесь в концентрированном растворе КОН.

ВТОРОЕ ИСКЛЮЧЕНИЕ

Когда создавалась таблица Менделеева, теллур и его сосед йод (так же, как впоследствии аргон и калий) были поставлены на свои места в VI и VII группы не в соответствии, а вопреки атомным весам. Действительно, атомный вес теллура-127,61, а йода-126,91. Значит, йод должен был бы стоять не за теллуром, а впереди него. Менделеев, однако, не колеблясь, поместил йод в седьмую группу, а теллур в шестую. Он считал, что атомные веса определены недостаточно точно. Друг Менделеева чешский химик Богуслав Браунер тщательно проверил величины атомных весов этих элементов, но его данные совпали с прежними. Правомерность исключений, подтверждающих правило, была установлена, когда в основу периодической системы легли не атомные веса, а заряды ядер и когда стал известен изотопный состав обоих элементов. У теллура, в отличие от йода, преобладают тяжелые изотопы.

Кстати, об изотопах. Сейчас известны 22 изотопа элемента № 52. Стабильных из них восемь- с массовыми числами 120, 122, 123, 124, 125, 126, 128 и 130. Последние два -самые распространенные: их доли 31,79 и 34,48% соответственно.

МИНЕРАЛЫ ТЕЛЛУРА

Хотя теллура на Земле значительно меньше, чем селена, известно больше минералов теллура, чем этого его аналога. По составу они двояки: или теллуриды, или продукты окисления теллуридов в земной коре. Среди первых калаверит АuТe 2 и креннерит (Au, Ag)Te 2 . Они входят в число немногих природных соединений золота. Известны также природные теллуриды висмута, свинца, ртути. Очень редко в природе встречается и самородный теллур. Еще до открытия этого элемента его иногда находили в сульфидных рудах, но не могли правильно идентифицировать. Практического значения минералы теллура не имеют - весь промышленный теллур получают попутно.

Этимология названий химических элементов.

Происхождением слова и описанием его отношений с другими словами того же языка или других языков занимается наука этимология. Иными словами, этимология – это раздел языкознания, исследующий происхождение слов разных языков. Так вот ребята сегодня на уроке мы рассмотрим происхождение некоторых химических элементов. На все у нас просто не хватит времени. Можно выделить следующие группы элементов.

Элементы, названные в честь небесных тел или планет Солнечной системы.

Уран, Нептуний, Плутоний

В 1781 году английский астроном Уильям Гершель открыл новую планету, которую назвали Ураном – по имени древнегреческого бога неба Урана, деда Зевса. В 1789 году М. Клапрот выделил из минерала смоляной обманки чёрное тяжёлое вещество, которое он принял за металл и, по традиции алхимиков, „привязал“ его название к недавно открытой планете. А смоляную обманку он переименовал в урановую смолку (именно с ней работали супруги Кюри).

В 1846 году астрономы открыли предсказанную незадолго до этого французским астрономом Леверье новую планету. Её назвали Нептуном – по имени древнегреческого бога подводного царства. Когда в 1850 году в минерале, привезенном в Европу из США, обнаружили, как полагали, новый металл, его, под впечатлением открытия астрономов, предложили назвать нептунием.

В 1930 году была открыта девятая планета Солнечной системы, предсказанная американским астрономом Ловеллом. Её назвали Плутоном – по имени древнегреческого бога подземного царства. Поэтому было логично назвать следующий за нептунием элемент плутонием; он был получен в 1940 году в результате бомбардировки урана ядрами дейтерия.

Церий

В новогоднюю ночь 1 января 1801 года, итальянский астроном Джузеппе Пиацци обнаружил первую малую планету, которую вскоре "окрестили" Церерой. А спустя всего два года, в 1803 году был открыт новый элемент, названный в честь астероида Цереры, церием.

Элементы, получившие названия в честь мифических героев

Кадмий

Открыт в 1818 году немецким химиком и фармацевтом Фридрихом Штромейером в карбонате цинка, из которого на фармацевтической фабрике получали медицинские препараты. Греческим словом „кадмейа“ с древних времён называли карбонатные цинковые руды. Название восходит к мифическому Кадму (Кадмосу) – герою греческой мифологии, брату Европы, царю Кадмейской земли, основателю Фив, победителю дракона, из зубов которого выросли воины.

Ниобий и тантал

В 1801 году английский химик Чарлз Хатчет проанализировал чёрный минерал, хранившийся в Британском музее и найденный ещё в 1635 году на территории современного штата Массачусетс в США. Хатчет обнаружил в минерале оксид неизвестного элемента, который получил название Колумбии – в честь страны, где он был найден (в то время США ещё не имели устоявшегося названия, и многие называли их Колумбией по имени первооткрывателя континента). Минерал же назвали колумбитом. В 1802 году шведский химик Андерс Экеберг выделил из колумбита ещё один оксид, который упорно не хотел растворяться (как тогда говорили – насыщаться) ни в одной кислоте. „Законодатель“ в химии тех времён шведский химик Йене Якоб Берцелиус предложил назвать содержащийся в этом оксиде металл танталом.

Прометий

В 1947 году американские исследователи Дж. Маринский, Л. Гленденин и Ч. Кориэлл, разделив хроматографически продукты деления урана в ядерном реакторе. Жена Кориэлла предложила назвать открытый элемент прометием, по имени Прометея, похитившего у богов огонь и передавшего его людям. Этим подчеркивалась грозная сила, заключенная в ядерном „огне“. Жена исследователя оказалась права

Торий

В 1828 году Й.Я. Берцелиус обнаружил в редком минерале, присланном ему из Норвегии, соединение нового элемента, который он назвал торием – в честь древнескандинавского бога Тора.

Ванадий

Открыт в 1830 году шведским химиком Нильсом Сефстремом в шлаке доменных печей. Назван в честь древнескандинавской богини красоты Ванадис, или Вана-Дис. В этом случае тоже выяснилось, что ванадий открывали и раньше, и даже не один раз – мексиканский минералог Андрее Мануэль дель Рио в 1801 году и немецкий химик Фридрих Вёлер незадолго до открытия Сефстрема. Но дель Рио сам отказался от своего открытия, решив, что имеет дело с хромом, а Вёлеру завершить работу помешала болезнь.

Гелий

Итальянский астроном Анджело Секки 13 ноября 1968 года обратил внимание на „замечательную линию“ в солнечном спектре вблизи известной жёлтой D–линии натрия. Он предположил, что эту линию испускает водород, находящийся в экстремальных условиях. И только в январе 1871 года Локьер высказал идею, что эта линия может принадлежать новому элементу. Впервые слово „гелий“ произнёс в своей речи президент Британской ассоциации содействия наукам Уильям Томсон в июле того же года. Название было дано по имени древнегреческого бога солнца Гелиоса. В 1895 году английский химик Уильям Рамзай собрал выделенный из уранового минерала клевеита при его обработке кислотой неизвестный газ и с помощью Локьера исследовал его спектральным методом. В результате „солнечный“ элемент был обнаружен и на Земле.

Элементы, названные в честь государств и географических объектов

Рутений

Этот металл платиновой группы открыт К. К. Клаусом в Казани в 1844 г. при анализе им, так называемых заводских платиновых осадков. Клаус выделил новый металл в виде сульфида и предложил назвать его рутением в честь России.

Германий – в честь Германии

Галлий, Франций – в честь Франции

Скандий – в честь Скандинавского полуострова

Европий – в честь Европы

Америций – в честь Америки

Полоний – в честь Польши

Элементы, названные в честь городов

Гафний – в честь Копенгагена

Лютеций – в честь Парижа (Лютеция)

Берклий – в честь города в США

Дубний – в честь города Дубна в России

Иттрий, Тербий, Эрбий, Иттербий – в честь города Иттерби в Швеции, где был обнаружен минерал, содержащий эти элементы

Гольмий – в честь Стокгольма (его старинное латинское название Holmia)

Элементы, названные в честь исследователей

Гадолиний

В 1794 году финский химик и минералог Юхан Гадолин открыл в минерале, найденном вблизи Иттербю, оксид неизвестного металла. В 1879 году Лекок де Буабодран назвал этот оксид гадолиниевой землей (Gadolinia), а когда в 1896 году из неё был выделен металл, его назвали гадолинием. Это был первый случай, когда химический элемент назвали в честь учёного.

Фермий и эйнштейний

В 1953 году в продуктах термоядерного взрыва, который американцы произвели в 1952 году, были обнаружены изотопы двух новых элементов, которые назвали фермием и эйнштейнием – в честь физиков Энрико Ферми и Альберта Эйнштейна.

Кюрий

Элемент был получен в 1944 году группой американских физиков во главе с Гленном Сиборгом путём бомбардировки плутония ядрами гелия. Его назвали в честь Пьера и Марии Кюри.

Менделевий

Впервые о его получении заявила в 1955 году группа Сиборга, но лишь в 1958 году в Беркли были получены надёжные данные. Назван в честь Д.И. Менделеева.

Нобелий

Впервые о его получении сообщила в 1957 году международная группа учёных, работавших в Стокгольме, которая и предложила назвать элемент в честь Альфреда Нобеля. Позднее выяснилась ошибочность полученных результатов. Первые надёжные данные об элементе 102 получены группой Г.Н. Флёрова в 1966 году. Ученые предложили переименовать элемент в честь французского физика Фредерика Жолио-Кюри и назвать жолиотием (Jl). В качестве компромисса было и предложение назвать элемент флёровием – в честь Флёрова. Вопрос оставался открытым, и в течение нескольких десятилетий символ нобелия помещали в скобках. Так было, например, и в 3-м томе Химической энциклопедии, опубликованной в 1992 году, в котором содержалась статья о нобелии. Однако со временем вопрос решился, и начиная с 4-го тома этой энциклопедии (1995 год), а также в других изданиях символ нобелия освободился от скобок.

Лоуренсий

О получении различных изотопов элемента 103 сообщалось в 1961 и в 1971 годах (Беркли), в 1965, 1967 и 1970 годах (Дубна). Элемент был назван в честь Эрнеста Орландо Лоуренса, американского физика, изобретателя циклотрона. Имя Лоуренса носит Национальная лаборатория в Беркли.

Резерфордий

Первые опыты по получению элемента 104 были предприняты Иво Звара с сотрудниками ещё в 60-х годах. Г.Н. Флёров с сотрудниками сообщили о получении другого изотопа этого элемента. Было предложено назвать его курчатовием (символ Ku) – в честь руководителя атомного проекта И.В. Курчатова. Американские исследователи, синтезировавшие этот элемент в 1969 году, использовали новую методику идентификации, полагая, что полученные ранее результаты нельзя считать надёжными. Они предложили название резерфордий – в честь выдающегося английского физика Эрнеста Резерфорда, ИЮПАК предлагал для этого элемента название дубний. Международная комиссия пришла к выводу, что честь открытия должна быть разделена обеими группами.

Курчатовий

Согласно теории Сиборга о сходстве строения электронных оболочек лантаноидов и трансурановых элементов, элемент 104, являясь аналогом гафния, должен принадлежать не к группе актионоидов, а к подгруппе титана, циркония и гафния. Он был назван курчатовием в честь крупнейшего советского ученого в области ядерной физики И. В. Курчатова.

Борий

Первые надёжные сведения о свойствах элемента 107 получены в ФРГ в 1980-х годах. Элемент назван в честь Нильса Бора.

Домашнее задание: §4, ответы на вопросы №1, 2,3 к §4.

Открытий была, несомненно, периодическая система и закон. Именно она позволила упорядочить известные на тот момент элементы, привести в систему все имеющиеся знания и понять закономерности изменения в проявляемых свойствах.

Когда она создавалась Менделеевым, было известно всего 63 вида атома. Сегодня их уже 118, и каждый имеет свое место, обладает рядом свойств и характеристик. Естественно, свое имя. Многие химические элементы, названные в честь ученых, стран, городов, планет и так далее, имеют весьма важное значение в жизни живых существ.

Структура Периодической системы

Существуют разные варианты таких таблиц:

  • длиннопериодные;
  • короткопериодные;
  • сверхдлинные.

Всего насчитывается свыше сотни различных вариантов графического отображения периодической зависимости атомов. И до сих пор ученые предлагают все новые способы.

Чаще всего пользуются вариантом длиннопериодной и короткопериодной таблицы. У каждой химической частицы есть своя ячейка, в которой отражена основная о ней информация. Так, можно увидеть краткую электронную конфигурацию внешней оболочки атома, порядковый номер, атомную массу (усредненное значение между всеми видами изотопов) и, безусловно, название. В нашей стране - в переводе на русский, в других - на их языке. Как образуется и от чего зависит то или иное имя атома?

Многие химические элементы названы в честь ученых, часть - в честь городов и стран, географических объектов, еще некоторые - в честь мифических героев, богов, объектов Космоса. Многим даны названия по образуемым ими или цвету, который вещество дает при спектрометрическом анализе.

Свойства химических элементов

Очень интересно то, что все ячейки таблицы несут информацию не просто о том или ином структурном звене, но и о его свойствах. Глядя на положение в можно назвать и степень окисления, спрогнозировать физические и химические свойства, определить активность и характер соединений.

Всего можно выделить несколько свойств, характерных для атомов и их простых и сложных веществ:

  • окислительные;
  • восстановительные;
  • кислотные;
  • основные;
  • амфотерные;
  • металлические;
  • неметаллические.

Только по тому, в какой ячейке расположена частица, можно классифицировать ее по всем перечисленным свойствам. Однако не только это важно и интересно. Очень необычным является иногда и название элемента, говорящее и о свойствах, и о его соединениях, и о первооткрывателе.

Образование названий

Как уже упоминалось выше, многие и стран, городов и планет и прочее, являются очень важными для живых существ, так как входят в состав их организма. Это касается и человека.

Например, углерод и водород. Само название говорит за себя: "рождающий уголь" и "рождающий воду" соответственно. А какой организм без этих структур? Ни один живой, ведь углерод - основа органических соединений, а значит белка, нуклеиновых кислот, углеводов и прочих жизненно важных веществ.

Что жизнь невозможна без воды, знает каждый первоклассник. Свойства химических элементов также часто находят отражение в названии. Например, кислород - "рождающий кислоты". Значит, данный элемент будет обладать окислительными свойствами.

Или азот - "безжизненный" в переводе с латинского. Почему? Этот газ не поддерживает жизнь на Земле, в его атмосфере живым существам грозит гибель. И таких примеров можно из 118 привести немало.

Элементы, названные именем ученых

Какие химические элементы названы в честь ученых? Те, что захотел назвать в свою или другую честь их первооткрыватель. Ведь именно ему принадлежит право давать название. Достаточно приятная прерогатива.

Формулы химических элементов образуются от их латинских названий, а сами имена - от желания людей-ученых. Например, многие захотели увековечить имена великих русских и зарубежных химиков в названиях атомов. И им это удалось. Рассмотрим основные примеры, иллюстрирующие, какие химические элементы названы в честь ученых.

  1. Самарий - Sm. Образовано от минерала самарсита. А сама порода - в честь великого русского военнослужащего, полковника Самарского. Большой вклад этот человек внес в развитие шахтерского дела, так как был инспектором рудников и шахт.
  2. Гадолиний - Gd. Получил свое название благодаря финскому химику Юхану Гадолину, которым в свое время был открыт элемент иттрий.
  3. Эйнштейний - Es, имеет такое же обозначение, как и другие формулы химических элементов: от латинского написания фамилии великого Альберта Эйнштейна.
  4. Фермий - Fm. Получил имя в честь великого ученого, создателя ядерной и нейтронной физики Энрико Ферми. Номинант Нобелевской премии за бесконечные научные исследования и достижения.
  5. Менделевий - Md. Данным элементом увековечено и без того известное во всем мире имя Дмитрия Ивановича Менделеева.
  6. Нобелий - No. Получил имя от шведского химика, изобретателя, открывателя динамита. Именно он является автором Нобелевской премии в области заслуг в науке. Свое богатство завещал на выплаты талантливым ученым.
  7. Лоуренсий - Lr. Является данью уважения Эрнесту Лоуренсу, одному из создателей атомной бомбы, гениальному ученому, внесшему большой вклад в развитие физики, особенно ядерного ее раздела.
  8. Курчатовий - Ku. Назван в честь Игоря Васильевича Курчатова, гениального советского ученого, создателя нашей, русской, атомной бомбы.
  9. Нильсборий - Ns. Благодаря Нильсу Бору, одному из основателей квантовой механики и современной физики.

Это практически все химические элементы, названные в честь ученых. Список не включает только один элемент, который рассмотрим ниже.

Женщины-ученые и химия

Существуют химические элементы, названные в честь ученых-женщин. Но пока такой, к сожалению, только один. Да и женщин-химиков немного. Это кюрий - Km. Назван он в честь которая совместно со своим супругом Пьером, ученым-физиком, сделала открытие явления радиации и много работ провела на этой почве. Супруги были удостоены Нобелевской премии за свои заслуги.

  1. Открытие элемента полония - Po.
  2. Открытие и изучение пьезоэлектрического эффекта.
  3. Открытие элемента радия - Ra.

Таким образом, мы рассмотрели весь список, в котором химические элементы названы в честь ученых. Пока их всего 10 из известных 118, но время не стоит на месте. Учеными проводятся постоянные исследования изотопов, осуществляются ядерные реакции и синтезируются все новые соединения и элементы. Поэтому не исключено, что данный список еще пополнится великими именами.

Названия стран и городов в элементах

Помимо того что называют химические элементы в честь ученых, есть и еще ряд вариантов для их обозначения. Так, например, многие увековечили собой города и страны.

  1. Магний - Mg. На побережье Эгейского моря есть город Магнесия. Именно он и стал прототипом для имени данного элемента.
  2. Скандий - Sc. Увековечил Скандинавию, что и отражает как латинское, так и русское название.
  3. Медь - Cu. На латыни произносится как cuprum, отсюда объяснение названию: в честь острова Кипр.
  4. Галлий - Ga. В честь страны Франции, так как на латыни ее название "галлия".
  5. Германий - Ge. Очевидно, что назван в честь страны Германии.
  6. Стронций - Sr. Не только страны и города, но и деревни удостаиваются чести быть увековеченными в названии химического элемента. Назван в честь деревни в Шотландии Строншиан.
  7. Иттрий - в честь деревни Иттербю в Швеции.
  8. Рутений - Ru. Россия - символ этого элемента.
  9. Европий - Eu. В честь всей Европы.
  10. Лютеций - Lu. На латыни "лютеция" - это Париж, поэтому в честь этого красивого города и назван элемент.
  11. Гафний - Hf. В честь Копенгагена, который на латыни звучит, как "хафния".
  12. Полоний - Po. В честь Польши.
  13. Америций - Am. В честь Америки.
  14. Калифорний - Cf. В честь Американского штата Калифорния.
  15. Франций - Fr. В честь страны Франции.

Таким образом, 15 элементов прославляют и хранят в своих названиях память о великих городах и странах нашей Земли.

Названия планет в элементах

Космос всегда будоражил умы и заставлял гадать и думать, что же он собой представляет. Ему приписывали многие магические свойства. Его объекты становились названиями для существующих химических элементов. Примеры таких атомов:

  • нептуний;
  • плутоний;
  • уран;
  • теллур;
  • селен;
  • гелий.

Таким образом, отразились в названиях Солнце, Луна, Земля и другие планеты.

Мифология в названиях

Немало элементов носят имена мифических героев, богов, существ. Примерами могут служить:

  • титан (в честь титанов-детей);
  • кобальт и никель (в честь злых духов);
  • ванадий (богиня Ванадис);
  • ниобий (принцесса Ниоба);
  • прометий (в честь Прометея);
  • тантал (мифический царь Тантал);
  • торий (бог Тор).

Мифические истории, легенды всегда передавались из уст в уста. Теперь многие из них не забудутся, так как их герои нашли отражение в названиях химических элементов.

Цветовая палитра названий

Также атомы получают имена по окраске видимой части спектра при спектрометрическом или хроматографическом анализе состава его простого вещества. Например, фосфор получил имя за способность "свет носить", то есть светится белым светом. также и некоторые другие:

  • сера - "желтый";
  • хлор - "зеленоватый";
  • рубидий - "темно-красный";
  • индий - "индиго", красивый ярко-синий цвет;
  • олово - "белый";
  • сурьма - "черный", краска для волос;
  • йод - "фиолетовый";
  • цезий - "серовато-синий";
  • празеодим - "зеленый близнец";
  • таллий - "зеленая ветка, побег";
  • золото - "сиять".

Очевидно, что каждый атом имеет свою историю происхождения названия, но все они интересны, красивы, отражают суть самого атома или его первооткрывателя.