碲

化学元素解释：

概述

碲是一种化学元素，它的化学符号是Te，它的原子序数是52，碲(音帝)：TELLURIUM，源自tellus意为“土地”。1782年发现。除了兼具金属和非金属的特性外，碲还有几点不平常的地方：它在周期表的位置形成“颠倒是非”的现象-碲比碘的原子序数低，具有较大的原子量。如果人吸入它的蒸气，从嘴里呼出的气会有一股蒜味。碲是稀散金属之一，有两种同素异形体，一种为结晶形，具有银白色金属光泽;另一种为无定形，为黑色粉末。结晶形碲的熔点为449.8℃，沸点990℃，密度为6.24克/厘米3。碲在常温下性脆，加热后可挤压加工，碲晶体的许多物理性质，如强度、热膨胀、光吸收、电导率、电磁性等都具有各向异性。碲及其合金和金属间化合物都具有半导体和温差性能，碲单晶的禁带宽度为0.32eV，电子迁移率为9x10-2m2/(V"s)，空穴迁移率为5.9x10-2m2/(V"s)，常温电阻率4.36x105SZ'm,碲的薄膜呈红棕色到紫色，能透过红外线而不透过可见光，碲的光电效应微弱，仅为灰硒的0.01%0碲的外电子层构型为[Kr]4d105s25p4，有-2.0,+2,+4,+6多种价态，其中+4价化合物最稳定。碲的化学性质与硒相似，碲在常温空气中较稳定，在空气或氧中燃烧生成二氧化碲，发出蓝色火焰;易和卤素剧烈反应生成碲的卤化物，在高温下不与氢作用。碲不与水和无氧化性酸作用，不溶于盐酸，可溶于热浓硫酸、硝酸和存在氧化剂的苛性碱中。碲不与氢、碳、氮等作用，碲与硫在熔融状态下可以互溶，碲几乎能与所有的金属反应生成碲化物，碱金属碲化物可溶于水，重金属碲化物不溶于水。二氧化碲具有两性性质。碲易生成亚碲酸(H2TeO3),碲酸(H2TeO4)、正碲酸(H2TeO6)和相应的碲酸盐。碲-128及碲-130是最常见的碲同位素，但它们都有微弱的放射性。主要用作合金及半导体。碲化铋用作热电装置中。碲是制造碲化镉太阳能薄膜电池的主要原料。

性质

元素名称：碲

元素符号：Te

元素英文名称：TELLURIUM

元素类型：非金属元素

原子体积:(立方厘米/摩尔)：20.5

元素在海水中的含量:(ppm)

太平洋表面 0.00000019

地壳中含量：(ppm)：0.005

相对原子质量：127.6

原子序数：52

质子数：52

摩尔质量：128

所属周期：5

所属族数：VIA

电子层排布： 2-8-18-18-6

晶体结构：晶胞为六方晶胞。

氧化态：Main Te+4

Other Te-2, Te-1, Te0, Te+2, Te+5, Te+6

化学键能： (kJ /mol)

Te-H 240

Te-O 268

Te-F 335

Te-Cl 251

Te-Te 235

晶胞参数：

a = 445.72 pm

b = 445.72 pm

c = 592.9 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 120°

莫氏硬度：2.25

声音在其中的传播速率：(m/S)：2610

电离能 (kJ /mol)

M - M+ 869.2

M+ - M2+ 1795

M2+ - M3+ 2698

M3+ - M4+ 3610

M4+ - M5+ 5668

M5+ - M6+ 6822

M6+ - M7+ 13200

M7+ - M8+ 15800

M8+ - M9+ 18500

M9+ - M10+ 21200

碲 - 元素描述

有结晶形和无定形两种同素异形体。电离能9.009电子伏特。结晶碲具有银白色的金属外观，密度6.25克/厘米3，熔点452℃，沸点1390℃，硬度是2.5(莫氏硬度)。不溶于同它不发生反应的所有溶剂，在室温时它的分子量至今还不清楚。无定形碲(褐色)，密度6.00克/厘米3，熔点449.5±0.3℃，沸点989.8±3.8℃。碲在空气中燃烧带有蓝色火焰，生成二氧化碲;可与卤素反应，但不与硫、硒反应。溶于硫酸、硝酸、氢氧化钾和氰化钾溶液。易传热和导电。

发现

1782年德要矿物学家米勒•冯•赖兴施泰因在研究德国金矿石时，得到一种未知物质。1798年德国人克拉普罗特证实了此发现，并测定了这一物质的特性，按拉丁文Tellus(地球)命名为tellurium。

碲在自然界有一种同金在一起的合金。1782年奥地利首都维也纳一家矿场监督牟勒从这种矿石中提取出碲，最初误认为是锑，后来发现它的性质与锑不同，因而确定是一种新金属元素。为了获得其他人的证实，牟勒曾将少许样品寄交瑞典化学家柏格曼，请他鉴定。由于样品数量太少，柏格曼也只能证明它不是锑而已。牟勒的发现被忽略了16年后，1798年1月25日克拉普罗特在柏林科学院宣读一篇关于特兰西瓦尼亚的金矿论文时，才重新把这个被人遗忘的元素提出来。他将这种矿石溶解在王水中，用过量碱使溶液部分沉淀，除去金和铁等，在沉淀中发现这一新元素，命名为tellurium(碲)，元素符号定为Te。这一词来自拉丁文tellus(地球)。克拉普罗特一再申明，这一新元素是1782年牟勒发现的。

资源分布

碲的地壳丰度为lx10-7%，查明储量16万吨，主要分布在美国、加拿大、中国、智利等国家。尚未发现有碲的独立工业矿物。碲矿资源分布稀散，多伴生在其它矿物中或以杂质形式存在于其它矿中。中国四川石棉县大水沟碲矿是至今发现的唯一碲独立矿床[1]。碲主要与黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等共生，含量仅0.001%-0.1%;主要碲矿物有碲铅矿、碲铋矿、辉碲铋矿以及碲金矿、碲铜矿等。以上矿物很少见均无工业价值。 1993年，中国碲的工业储量1.3446万吨，当年产量为3.990吨。美国、加拿大、日本、秘鲁和斐济等国1979年产金属碲约290吨，大约消费280吨。前苏联也是碲的重要生产国。中国辽宁、湖南、广东、台湾等地有工业规模的碲生产。1979年工业纯碲的价格为44.1-50.7美元/公斤。

制取

硒和碲与硫的化学性质相近，它们均属典型的亲铜元素，因此硒和碲主要伴生在黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿。硒和碲的生产主要取决于铜的生产状况，铜阳极泥是生产硒和碲的主要原料(一般含硒3%-28%,碲1.5%-10%)。

硒和碲的另一重要来源是铅或镍的阳极泥和有色金属冶炼的烟尘，硫酸生产中产出含硒、碲的酸泥分别波动在3%-52%和0.2%-14%。从这些原料中提取硒和碲主要包括富集和硒碲的制取和提纯两大环节，回收方法因原料不同而异，一般分为Seq和Teq制备。

铜电解精炼所得的阳极泥是碲的主要来源。处理阳极泥的主要方法是硫酸化焙烧法。其他方法如苏打烧结法等应用较少。据阳极泥中碲含量的高低，采用不同的处理方法：对含碲高的阳极泥，干燥后在250℃下进行硫酸化焙烧，然后在700℃使二氧化硒挥发，碲则留在焙烧渣中。对含碲低的铜阳极泥和铅电解阳极泥混合处理时，可进行还原熔炼。对于高纯碲的制取主要采用电解法。

用途

碲主要用于冶金、电子工业、化学工业、玻璃等方面，约55%碲在冶金中用作合金添加剂增强钢、铜及铜合金、铅等的机械性能;化学工业中用碲作橡胶硫化过程的加速剂、有机反应催化剂;玻璃陶瓷工业用碲作脱色剂、着色剂和制造特种光学玻璃;制药工业用谛作消毒剂、杀虫剂、灭菌剂和抗氧化剂。碲也用于复印机。碲金属化合物是制造太阳能电池、辐射探测器和红外探测器的材料，用于夜视仪、地面资源勘探。碲热电转换器用于宇航动力系统的热发电机、微波装置、水底导弹特殊冷却装置等方面。

在冶金工业中应用

碲在冶金工业中的用量约占碲的总消费量的80%以上。钢和铜合金加入少量碲，可增加钢得延展性，能改善低碳钢、不锈钢和铜的切削加工性能并增加硬度;在白口铸铁中碲被用作碳化物稳定剂，使表面坚固耐磨;含少量碲的铅，可提高材料的耐蚀性、耐磨性和强度，用作海底电缆的护套;铅中加入碲能增加铅的硬度，用来制作电池极板和印刷铅字。碲可用作石油裂解催化剂的添加剂以及制取乙二醇的催化剂。氧化碲用作蓝、棕、红色玻璃的着色剂高纯碲可作温差电材料的合金组分。高纯碲可用作温差电材料的合金组分，其中碲化铋为良好的制冷材料。碲和若干碲化物As32Te48Si20是制作电子计算机存贮器的半导体材料。超纯碲单晶是新型的红外材料。高纯碲用量虽少，作用颇大。