碲（tellurium），元素周期表第五周期第16族非金属元素，元素符号Te，原子序数52，相对原子质量127.6。银白色带金属光泽固体。结晶碲相对密度为6.25g/cm3，熔点452℃，沸点1390℃。碲不溶于水、苯和二硫化碳，溶于硫酸、硝酸、王水、氢氧化钾和氰化钾溶液。常温下，能被氧化或与卤素作用形成卤化物。可用碲化物与浓硫酸加热反应生成二氧化碲或亚碲酸，再用二氧化硫或碳还原制备，也可用电解法制备。可用电解精炼、真空蒸馏和萃取法提纯。 [2] [4]
碲在地球上的含量较硒少。元素碲更少见。碲常与硒共存于各种碲化矿石中，是精炼金属时的副产品。 [4]
碲加入钢中可增加钢的延展性，铸铁中含痕量碲可使铸件表面坚硬、耐磨，加入铅中可提高铅的硬度，还可用作电池的极板和印刷铅字及蓝、棕、红色玻璃的着色剂、橡胶的硫化剂、电镀液中的光亮剂。 [2]
- 中文名
- 碲
- 外文名
- Tellurium
- CAS登录号
- 13494-80-9 [8]
- 熔 点
- 452 ℃ [4]（结晶碲）
- 沸 点
- 1390 ℃
- 水溶性
- 不溶于水
- 密 度
- 6.25 g/cm³ [4]（结晶碲）
- 外 观
- 银白色固体
- 应 用
- 做半导体材料，催化剂等
- 安全性描述
- 有一定毒性
- 元素符号
- Te
- 原子序数
- 52 [9]
- 相对原子质量
- 127.60 [9]
- 外围电子排布
- [Kr]4d105s25p4 [9]
研究简史
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碲块1782年，奥地利矿物学家赖兴施泰因被派往特兰西瓦尼亚地区担任矿业总监。当地的兹拉特娜金矿发现了一种新矿石，赖兴施泰因在确定这种矿石成分时发现了碲。依据色泽和物理特性，前任矿山总监鲁普雷希特认为，该矿石含有天然锑。赖兴施泰因审视后认为，这种矿石不含锑，而含有硫化铋。经过一年分析，赖兴施泰因又报告称，这种矿石不含硫化铋，而含有金和一种未知元素形成的化合物，这种新元素性质与锑相似。之后，赖兴施泰因在3年时间里展开了50多次实验，明确了该化合物的性质。 [6]
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Tel汗全lus（地球）命名为tel迁旬巴lurium。 [5]
1782年，奥地利首都维也纳一家矿场监督米勒从这种矿石中提院霉洪取出碲，最初误认为是锑举船戏，后来发现其性质与锑不同，因而确定是一种新金属元素。为了获得其他人的证实，米勒曾将少许样品寄交瑞典化学家柏格曼。由于样品数量太少，柏格曼也只能证明其不是锑而已。达多海促米勒的发己员枣现被忽略了。 [5]
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员榜文时，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，用过量碱使其产生沉淀，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。 [5]
理化性质
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物理性质
碲是半金属元素，已知碲有三种晶型：三方结晶碲及两种高压下出现的晶型：4~7GPa稳定的β型以及7GPa以上稳定的γ型，用化学法从H2TeO3还原而得的所谓无定形碲，实际上是粉细的微晶。结晶碲具有银白色的金属外观，密度6.25g/cm3，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，在室温时碲的分子量尚不清楚。灰白色的三方碲有金属光泽，但仅具有半导体的电性质并且是热的不良导体，相当脆，易于粉碎。其结构和三方硒相似也由平行螺链构成，Te-Te键长283.4pm，Te-Te-Te键角103.2°，每个原子与相邻链间四个原子的接触距为349.4pm，亦具有各向异性。三方碲和三方硒可形成连续固溶体，这种固熔体是由硒、碲原子任意交替排列成的许多长链组成的。 [9]无定形碲为黑色粉末，密度6.00g/cm3，熔点449.5℃±0.3℃，沸点989.8℃±3.8℃。 [4]
相对原子质量 | 127.6 |
|---|---|
密度 | 6.25g/cm3 |
熔点 | 452℃ |
沸点 | 1390℃ |
元素类别 | |
化合价 | -2，0，+2，+4，+6 [9] |
化学性质
- 碲与空气的反应
在室温于空气中即缓慢氧化生成二氧化物，在高温与氧迅速反应，发出蓝色火焰。 [9]
- 碲与卤素单质的反应
在仔细操作下，碲在密封管中同氯气反应，生成二氯化三碲（Te3Cl2）。 [3]
在仔细操作下，碲在氮气介质中于0℃时同氟气（F2）反应，生成四氟化碲（Ⅳ）。如果控制反应条件，碲也会同氯气（Cl2）、溴单质（Br2）和碘单质（I2）发生反应，分别生成相应的四卤化物四氯化碲（Ⅳ）、四溴化碲（Ⅳ）和四碘化碲（Ⅳ）。 [3]
- 碲与碱的反应
与硫、硒类似，碲溶于浓碱溶液，生成碲化物与亚碲酸盐的混合物，当溶液被酸化时，又重新析出单质。 [9]
- 碲与酸的反应
碲在空气存在时在盐酸中有一定的溶解。发烟硝酸或王水可使碲氧化成+4氧化态的含氧酸亚碲酸H2TeO3，碲溶于8mol/LHNO3还形成碱式盐2TeO2·HNO3。与硒类似，碲能溶于发烟硫酸、HSO3F和液态SO3中，产生绿色、黄色或红色溶液。经过长期探索和争论之后，现已了解发色体的本质是由于溶被中存在硒、碲的环状聚合阳离子如Se42+、Se82+和Te42+，碲与AsF5熔融也生成含聚合阳离子的化合物Te4(AsF6)2等。其中碲的表观氧化态小于1，这是硒、碲，包括硫在化学上的一个特征。 [9]
制备方法
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安瓿中的晶态碲
碲的提纯方法：将工业碲在玛瑙研钵中粉碎并研成粉末，装入一石英舟中，将石英舟送入一根石英管的前部。向石英管中通入氢气，并加热石英舟，使其慢慢达到红热，这时碲发生熔化。温度继续升高，即产生黄绿色的碲蒸气，蒸气在氢气的携带下向石英管的尾部方向流动，并在温度较低的位置凝聚成固体。当约90%的碲蒸发后，停止加热，继续通入氢气使系统在氢气流中冷却下来。将产物从石英管壁刮下来即得到初步提纯的碲，原料中难挥发的杂质留在残渣中。把经初步提纯的碲溶于含有少量浓硝酸的浓盐酸中，加热较长时间使过量的硝酸分解除去。加水稀释至刚好不致发生水解，过滤除去不溶性杂质。向滤液中加入水合肼溶液，即可析出粉末状的碲。将溶液倾出后，先用水洗涤，然后用乙醇洗涤，抽干后置于装有浓硫酸的干燥器中干燥。将制得的粉末状碲在温度不超过70℃的条件下溶于浓度为40%的硝酸中，温度过高会有相当多的TeO2沉淀出来。浓缩所得的溶液，即可析出碱式硝酸盐Te2O3(OH)NO3的结晶，将此结晶在相同浓度的硝酸中重结晶一次，干燥后将其置于瓷坩埚中，放入电炉中灼烧成TeO2。将此TeO2溶于25%的盐酸中，加入水合肼溶液还原，沉淀出粉末状的碲，按上法进行洗涤和干燥。这种碲粉很容易氧化生成TeO2，为防止氧化，可将其装入石英舟中，在纯氢气流中熔融，在保持液体状态下，继续通氢气使其表面变得完全光亮为止。 [9]
应用领域
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工业用途
铜碲棒医疗用途
碲在医疗中，还可以提取碘的同位素，治愈甲状腺类疾病。
分布情况
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碲 [1]由于在20世纪90年代前，人们普遍认为世界大部分可回收碲都伴生于铜矿床中，美国矿业局便以铜资源为基础，按每吨铜可回收0.065kg碲计算，推算出全球碲储量在22000t左右，储量基础38000t，主要分布在美国、加拿大、秘鲁、智利等国家和地区。国内外一系列重要的碲化物型金银矿床的发现和地质勘查研究表明：分散元素碲的地球化学性状远比传统认识的要活跃得多，它可以大规模富集、矿化形成具有经济价值的独立矿床或工业矿体，如四川石棉大水沟碲铋金矿床、山东归来庄碲金矿床、河南北岭碲化物型金矿等。这使得人类不得不对碲资源的分布有了重新认识。 [5]
中国现已探明伴生碲储量在世界处于第三位。伴生碲矿资源较为丰富，全国已发现伴生碲矿产地约30处，保有储量近14000t，碲矿区散布于全国16个省（区），但储量主要集中于广东、江西、甘肃等省。中国的碲矿也主要伴生于铜、铅锌等金属矿产中，据主矿产储量推算，中国还有未计入储量的碲矿资源约10000t。 [5]
计算化学数据
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数据 [8]：
1.疏水参数计算参考值（XlogP）:无
2.氢键供体数量:0
3.氢键受体数量:0
4.可旋转化学键数量:0
5.互变异构体数量:无
6.拓扑分子极性表面积0
7.重原子数量:1
8.表面电荷:0
9.复杂度:0
10.同位素原子数量:0
11.确定原子立构中心数量:0
12.不确定原子立构中心数量:0
13.确定化学键立构中心数量:0
14.不确定化学键立构中心数量:0
15.共价键单元数量:1
分子结构数据
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数据 [8]：
1、摩尔折射率：无可用的
2、摩尔体积（cm3/mol）：无可用的
3、等张比容（90.2K）：无可用的
4、表面张力（dyne/cm）：无可用的
5、介电常数：无可用的
6、极化率（10-24cm3）：无可用的
7、单一同位素质量：131.921873 Da
8、标称质量：132 Da
9、平均质量：129.6159 Da
安全措施
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健康危害
安瓿中的无定型碲危害防治
工业上尚未见严重的急、慢性碲中毒或碲化氢中毒报告。对碲化氢和六氟化碲作业工人要注意呼吸道防护。对呼气有明显大蒜臭气或尿碲超过0.05mg/L的工人，应轮换工作。有轻度症状和尿碲高的工人应脱离接触。忌用二巯丙醇治疗碲中毒，以免增加肾的损伤。脱离接触后，用大剂量维生素C可减少呼气大蒜臭气和防止肾损伤，但不应以维生素C作为预防性用药，以免造成假性安全感。 [4]
