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碲的基本知識

  • 2012-4-1 13:00:46
  • 來源:自采
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導讀: 元素符號Te,半金屬,在元素周期表中屬ⅥA族,原子序數52,原子量127.60。碲有兩種同素異形體,一種屬六方晶系,原子排列呈螺旋形,具有銀白色金屬光澤;另一種為無定形,黑色粉末......
關鍵字:

tellurium
  元素符號Te,半金屬,在元素周期表中屬ⅥA族,原子序數52,原子量127.60。碲有兩種同素異形體,一種屬六方晶系,原子排列呈螺旋形,具有銀白色金屬光澤;另一種為無定形,黑色粉末。常見化合價為+4、+6和-2。
  1782年德國礦物學家米勒·馮·賴興施泰因 (F.J.Müller von Reichenstein)在研究德國金礦石時,得到一種未知物質。1798年德國人克拉普羅特(M.H.Klaproth)證實了此發現,并測定了這一物質的特性,按拉丁文Tel-lus(地球)命名為tellurium。
  碲是一種稀散元素,除在中歐和玻利維亞等地曾發現少量單質碲外,主要是和黃鐵礦、礦、閃礦等共生,含量僅0.001~0.1%。碲礦物有碲金礦(AuTe2)、輝碲礦(Bi2TeS2)和碲銅礦等,都很稀少,無工業開采價值。碲主要是從電解精煉銅和的陽極泥及處理金、銀礦時回收。
  性質和用途 碲的化學性質和相似。碲在空氣或氧中燃燒生成兩性的二氧化碲,并發出藍色火焰。同鹵素發生強烈作用,生成碲的鹵化物。和硒相反,在高溫下碲幾乎不同氫發生作用(見硒)。
Image:di01.jpg


  碲在冶金工業中的用量約占碲的總消費量的80%以上。加入少量碲,可以改善低碳鋼、不銹鋼和銅的切削加工性能(見易切削鋼)。在白口鑄鐵中,碲用作碳化物穩定劑,使表面堅固耐磨。在鉛中添加碲,可提高材料的抗蝕性能,用作海底電纜的護套;也能增加鉛的硬度,用來制作電池極板和印刷鉛字。碲可用作石油裂解催化劑的添加劑以及制取乙二醇的催化劑。氧化碲用作玻璃的著色劑。
  高純碲可用作溫差電材料的合金組分,其中碲化鉍是良好的致冷材料。化合物半導體As32Te48Si20是制作電子計算機存貯器的材料。超純碲單晶是一種新型的紅外材料。高純碲用量雖少,作用頗大。
  產量和價格 美國、加拿大、日本、秘魯和斐濟等國1979年產金屬碲約290噸,大約消費280噸。蘇聯也是碲的重要生產國。中國遼寧、 湖南、 廣東、臺灣等地有工業規模的碲生產。1979年工業純碲的價格為44.1~50.7美元/公斤。
  陽極泥提取碲 銅電解精煉所得的陽極泥是碲的主要來源,處理陽極泥的主要方法是硫酸化焙燒法,其他方法如蘇打燒結法等應用較少。根據陽極泥中碲含量的高低,采用不同的處理方法:① 對含碲高的陽極泥(3%左右);干燥后在250℃下進行硫酸化焙燒,然后在700℃使二氧化硒揮發,碲留在焙燒渣中。焙燒渣先用水浸出硫酸銅,再用NaOH堿液浸出,得到亞碲酸鈉溶液。浸出液用硫酸中和,生成粗氧化碲沉淀。沉淀物必須進行凈化,過程一般是一次或兩次重復沉淀氧化物(先溶于堿中,再用酸中和)。將凈化后的氧化碲溶解于NaOH溶液中,保持溶液中碲為100克/升、NaOH160克/升,然后進行水溶液電解,可得含碲為98~99%的碲。②含碲低的銅陽極泥和鉛電解陽極泥混合處理時,可進行還原熔煉。控制還原溫度和爐內氣氛,使碲和鉍進入貴鉛,再把貴鉛送入分銀爐進行氧化吹煉,生成含鉍15~30%的鉍渣。然后以碳酸鈉和鐵屑為熔劑在1000~1200℃高溫下處理鉍渣,可生成粗鉍,并產出含碲5~9%的蘇打渣。將蘇打渣破碎、水浸,浸出液用硫酸中和,生成粗氧化碲;用NaOH溶液溶解,并用Na2S除去雜質鉛,電解得純度為98%的工業碲。
  高純碲制取 采用電解法。以工業碲為陽極,外表面用聚氯乙烯微孔塑料作隔膜,用不銹鋼板作陰極,電解液為亞碲酸鈉(Na2TeO3)溶液,保持TeO2濃度為168~183克/升,電解溫度為45℃,電流密度為200安/米2,在陰極上可獲得純度為99.995%的碲。以電解碲為原料,在460~500℃、10-3~10-4 托真空下精餾提純,可得99.999%的高純碲。采用氫氣氛水平區域熔煉法,利用H2與硒發生作用而幾乎不與碲反應的原理,進一步除去雜質硒,獲得純度為99.9999%碲。最后,可用拉晶法提純,純度可高于99.9999%。
  參考書目
 R.B.Heslop & K. Jones, Inorganic Chemistry; A Guide to Advanced Study, Elsevier, Amsterdam, 1976.
 E. Gerlach, The Physics of Selenium and Tellurium,Springer,Berlin,1979.
 

補充

碲(音帝),TELLURIUM,源自tellus意為“土地”,1782年發現。除了兼具金屬和非金屬的特性外,碲還有幾點不平常的地方:它在周期表的位置形成“顛倒是非”的現象──碲比碘的原子序數低,具有較大的原子量。如果人吸入它的蒸氣,從嘴里呼出的氣會有一股蒜味。

元素名稱:碲

元素原子量:127.6

元素類型:非金屬

發現人:繆勒 發現年代:1782年

發現過程:

1782年,德國的繆勒,從一種呈白而略帶藍的金礦里提出白色金屬樣物質,即碲。

元素描述:

有結晶形和無定形兩種同素異形體。電離能9.009電子伏特。結晶碲具有銀白色的金屬外觀,密度6.25克/厘米3,熔點452℃,沸點1390℃,硬度是2.5(莫氏硬度)。不溶于同它不發生反應的所有溶劑,在室溫時它的分子量至今還不清楚。無定形碲(褐色),密度6.00克/厘米3,熔點449.5±0.3℃,沸點989.8±3.8℃。碲在空氣中燃燒帶有藍色火焰,生成二氧化碲;可與鹵素反應,但不與硫、硒反應。溶于硫酸、硝酸、氫氧化鉀和氰化鉀溶液。易傳熱和導電。

元素來源:

電解銅的陽極泥和煉鋅的煙塵等中回收制取。

元素用途:

主要用來添加到鋼材中以增加延性,電鍍液中的光亮劑、石油裂化的催化劑、玻璃著色材料,以及添加到鉛中增加它的強度和耐蝕性。碲和它的化合物又是一種半導體材料。接觸過這種金屬的人都知道碲有一種強烈的大蒜氣味。碲主要用作鋼和銅的合金添加劑。碲新近用于帕貼耳冷卻效應裝置,用于水的冷卻,但時下更多地被用在集成電路的冷卻裝置上

元素輔助資料:

碲與它的同族元素硫相比,在地殼中的含量少得多。碲成單質存在的礦是極難找到的。

碲在一般狀況下有兩種同素異形體,一種是晶體的碲,具有金屬光澤,銀白色,性脆,是與相似的;另一種是無定形粉末狀,呈暗灰色。

碲在自然界有一種同金在一起的合金。1782年奧地利首都維也納一家礦場監督牟勒從這種礦石中提取出碲,最初誤認為是銻,后來發現它的性質與銻不同,因而確定是一種新金屬元素。為了獲得其他人的證實,牟勒曾將少許樣品寄交瑞典化學家柏格曼,請他鑒定。由于樣品數量太少,柏格曼也只能證明它不是銻而已。牟勒的發現被忽略了16年后,1798年1月25日克拉普羅特在柏林科學院宣讀一篇關于特蘭西瓦尼亞的金礦論文時,才重新把這個被人遺忘的元素提出來。他將這種礦石溶解在王水中,用過量堿使溶液部分沉淀,除去金和鐵等,在沉淀中發現這一新元素,命名為tellurium(碲),元素符號定為Te。這一詞來自拉丁文tellus(地球)。克拉普羅特一再申明,這一新元素是1782年牟勒發現的。

補充

元素符號: Te 英文名: Tellurium 中文名: 碲

相對原子質量: 127.6 常見化合價: -2,+4,+6 電負性: 2

外圍電子排布: 5s2 5p4 核外電子排布: 2,8,18,18,6

同位素及放射線: Te-119[4.69d] Te-120 Te-121[16.8d] Te-121m[154d] Te-122 Te-123(放 ε[1.3E12y]) Te-124 Te-125 Te-126 Te-127[9.4h] Te-128 Te-129[1.16h] *Te-130[2.5E21y]

電子親合和能: 190 KJ·mol-1

第一電離能: 869 KJ·mol-1 第二電離能: 1790 KJ·mol-1 第三電離能: 3000 KJ·mol-1

單質密度: 6.24 g/cm3 單質熔點: 449.5 ℃ 單質沸點: 989.8 ℃

原子半徑: 1.42 埃 離子半徑: 0.97(+4) 埃 共價半徑: 1.36 埃

常見化合物: H2Te TeO2 H2TeO3 TeO3 H2TeO4

發現人: F.J.繆勒、M.H.克拉普羅特、基塔 時間: 1782 地點: 羅馬尼亞

名稱由來:

拉丁文:tellus(大地)。

元素描述:

松脆的銀白色非金屬。

元素來源:

副產于冶煉銅和鉛的過程中。

元素用途:

用于改善銅器和不銹鋼制品的機械性能、給玻璃和陶瓷染色、制造溫差發電設備。碲是制造雷管的基本原料,還應用于橡膠工業.

(責任編輯:00516)
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