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Tellure (symbole chimique Te, numéro atomique 52) est un élément chimique relativement rare qui appartient au groupe des métalloïdes - ses propriétés chimiques sont intermédiaires entre celles des métaux et des non-métaux. De couleur argentée, il ressemble à de l'étain, mais chimiquement, il est plus étroitement lié au sélénium et au soufre.

Cet élément est principalement utilisé dans les alliages. Par exemple, lorsqu'il est ajouté au plomb, il améliore la résistance et la durabilité du métal; lorsqu'ils sont alliés avec de l'acier inoxydable et du cuivre, cela les rend plus maniables. Lorsqu'il est allié à la fois au cadmium et au mercure, il forme un semi-conducteur sensible aux infrarouges. De plus, il est utilisé dans la céramique, les verres et les bouchons de sablage. Le tellurure de bismuth est utile pour les dispositifs thermoélectriques, et le tellurure de cadmium a des applications potentielles dans les cellules photovoltaïques pour l'énergie solaire. Lorsque le zinc est ajouté au tellurure de cadmium, le produit est extrêmement bien adapté pour une utilisation dans les détecteurs à semi-conducteurs pour les rayons X et les rayons gamma.

Pourtant, le tellure et ses composés doivent être considérés comme toxiques et doivent être manipulés avec soin. L'exposition à de petites quantités de tellure peut générer une odeur d'ail dans la respiration, la sueur et l'urine. Des symptômes supplémentaires d'exposition à l'élément ou à ses composés (à des concentrations relativement élevées) comprennent des maux de tête, une dyspnée, une faiblesse, une éruption cutanée, un goût métallique dans la bouche et des marques bleu-noir sur les doigts, le cou, le visage et les gencives. La mort peut survenir d'un œdème pulmonaire. Une personne exposée à des composés de tellure doit recevoir des soins médicaux.

Occurrence et production

Dans la nature, le tellure se trouve parfois sous sa forme élémentaire, mais il est plus souvent trouvé sous forme de tellurures d'or et d'argent, tels que les minéraux calavérite, krennerite, petzite et sylvanite. Les composés de tellure sont les seuls composés chimiques de l'or trouvés dans la nature. Pourtant, contrairement à l'or, le tellure lui-même se trouve également combiné avec d'autres éléments, formant des sels métalliques.

La principale source de tellure provient des boues d'anode produites lors du raffinage électrolytique du cuivre blister. De plus, il est un composant des poussières provenant du raffinage du plomb dans les hauts fourneaux. Le tellure est produit principalement aux États-Unis, au Canada, au Pérou et au Japon.

Le tellure de qualité commerciale, qui n'est pas toxique s'il est correctement manipulé, est généralement commercialisé sous forme de poudre de moins 200 mailles, mais il est également disponible sous forme de dalles, de lingots, de bâtons et de morceaux.

Histoire

Tellure (du mot latin dites-nous, signifiant "terre") a été découvert en 1782 par le Hongrois Franz-Joseph Müller von Reichenstein (Müller Ferenc) en Transylvanie. Un autre scientifique hongrois, Pál Kitaibel, a découvert l'élément de façon indépendante en 1789, mais il a ensuite attribué le mérite à Müller. Il a été nommé en 1798 par Martin Heinrich Klaproth qui l'avait isolé plus tôt.

Les années 1960 ont vu la croissance des applications thermoélectriques du tellure, ainsi que son utilisation dans l'acier à usinage libre, qui est devenu l'utilisation dominante.

Caractéristiques notables

Cristal de tellure.

Dans le tableau périodique, le tellure se situe dans le groupe 16 (anciennement groupe 6A), entre le sélénium et le polonium. Avec le soufre, le sélénium et le polonium, il fait partie de la famille d'éléments oxygène, également appelée chalcogènes. De plus, il se situe dans la cinquième période, entre l'antimoine et l'iode.

À l'état pur et cristallin, le tellure a une couleur blanc argenté et un éclat métallique. Lorsque l'élément est précipité dans une solution d'acide tellureux (H2TeO3) ou d'acide tellurique (H6TeO6), il semble avoir une forme amorphe. Il y a cependant un débat quant à savoir si cette forme est vraiment amorphe ou composée de minuscules cristaux.

Le tellure est cassant et peut être facilement pulvérisé. Lorsqu'il est brûlé dans l'air, il produit une flamme bleu verdâtre et forme du dioxyde de tellure. À l'état fondu, l'élément est corrosif pour le cuivre, le fer et l'acier inoxydable.

Chimiquement, le tellure est apparenté au soufre et au sélénium et forme des composés similaires. Pourtant, alors que le soufre et le sélénium ne sont pas des métaux, le tellure (ainsi que le polonium) est classé comme métalloïde.

Le tellure est un semi-conducteur de type P. Sa conductivité, qui est plus élevée dans certaines directions, augmente légèrement lors d'une exposition à la lumière. Il peut être dopé avec divers métaux, dont l'étain, le cuivre, l'argent et l'or.

Isotopes

Il existe 30 isotopes connus du tellure, avec des masses atomiques allant de 108 à 137. Le tellure naturel se compose de huit isotopes (répertoriés dans le tableau à droite), dont trois sont radioactifs. Parmi tous ses isotopes radioactifs, 128Te a la demi-vie la plus longue (2,2 × 1024 ans).

Composés

Le tellure peut former une variété de composés. Quelques exemples sont donnés ci-dessous.

  • Tellurure de bismuth (III) (Bi2Te3): Ce composé est un semi-conducteur et un matériau thermoélectrique efficace pour les appareils utilisés dans la réfrigération ou la production d'énergie portable. Bien qu'il s'agisse généralement d'un matériau à faible risque, il peut être mortel si de fortes doses sont ingérées. Il faut éviter de respirer sa poussière. De plus, sa réaction avec l'eau peut dégager des fumées toxiques.
  • Tellurure de cadmium (CdTe): Ce composé cristallin est un matériau utile pour les cellules solaires (photovoltaïque). Il est utilisé comme matériau optique infrarouge pour les fenêtres et lentilles optiques. Il peut être allié avec du mercure pour former un matériau de détecteur infrarouge polyvalent (HgCdTe). Allié avec une petite quantité de zinc, il constitue un excellent détecteur de rayons X et gamma à l'état solide (CdZnTe).
  • Tellurure d'argent (Ag2Te): Il se produit dans la nature sous forme de minéraux hessite et empressite. Il s'agit d'un semi-conducteur qui peut être dopé pour avoir une conductivité de type n ou de type p. Lors du chauffage, l'argent est perdu du matériau.
  • Acide tellurique (H6TeO6 ou Te (OH)6): C'est un acide faible qui se forme tellurique sels à bases fortes.1 De plus, c'est un agent oxydant. Il peut être formé par l'oxydation du tellure ou du dioxyde de tellure avec du peroxyde d'hydrogène ou du trioxyde de chrome.
  • Dioxyde de tellure (TeO2 ou paratellurite): cet oxyde solide est le principal produit de la combustion du tellure dans l'air. Il est très insoluble dans l'eau et complètement soluble dans l'acide sulfurique concentré. Il est amphotère, ce qui signifie qu'il peut agir comme un acide ou comme une base, selon la solution dans laquelle il se trouve. Il est utilisé comme matériau acousto-optique. Il s'agit également d'un formateur de verre conditionnel, ce qui signifie qu'il formera un verre avec de petites additions d'un deuxième composé tel qu'un oxyde ou un halogénure. TeO2 les verres ont des indices de réfraction élevés, transmettent dans la région infrarouge moyen du spectre électromagnétique et ont des propriétés utiles pour l'amplification des fibres optiques.
  • Hexafluorure de tellure (TeF6): Il s'agit d'un gaz incolore et hautement toxique à l'odeur nauséabonde. Il est le plus souvent préparé en faisant passer du fluor gazeux sur du tellure métallique à 150 ° C. En dessous de cette température, un mélange de fluorures inférieurs se forme, notamment du tétrafluorure de tellure et du décafluorure de ditellurium. Les propriétés physiques de l'hexafluorure de tellure ressemblent à celles de l'analogue de soufre, mais contrairement à ce dernier, il n'est pas chimiquement inerte. Il est hydrolysé dans l'eau pour former de l'acide tellurique et réagit avec Te en dessous de 200 ° C.

Applications

  • Le tellure est principalement utilisé dans les alliages avec d'autres métaux. Prenons quelques exemples.
    • Allié au plomb, il améliore la résistance et la durabilité du matériau et diminue l'action corrosive de l'acide sulfurique.
    • Lorsqu'il est ajouté à l'acier inoxydable ou au cuivre, il rend ces métaux plus utilisables.
    • Il est allié avec de la fonte pour contrôler le refroidissement.
    • Lorsqu'il est allié à la fois au cadmium et au mercure, il forme du tellurure de mercure-cadmium, un semi-conducteur sensible aux infrarouges.
  • Le tellure est également utilisé dans les verres en céramique et en chalcogénure.
  • Il est utilisé dans les casquettes de grenaillage.
  • Tellurure de bismuth (Bi2Te3) est utilisé dans les dispositifs thermoélectriques pour la réfrigération ou la production d'énergie portable.
  • Le tellurure de cadmium (CdTe) a des applications potentielles dans les panneaux solaires. Certains des rendements les plus élevés pour la production d'énergie électrique à partir de cellules solaires ont été obtenus en utilisant ce matériau. Il est utilisé comme matériau optique infrarouge pour les fenêtres et lentilles optiques.
  • Si le tellurure de cadmium est allié avec du zinc pour former du CdZnTe, ce matériau est utilisé dans les détecteurs à semi-conducteurs pour les rayons X et les rayons gamma.

Précautions

Le tellure et ses composés doivent être considérés comme toxiques et doivent être manipulés avec précaution. Une personne exposée à aussi peu que 0,01 milligramme (ou moins) de tellure par mètre cube d'air développe un "souffle de tellure", qui a une odeur d'ail. La même odeur est également présente dans la sueur et l'urine. Le corps métabolise le tellure dans n'importe quel état d'oxydation, le convertissant en tellure de diméthyle. Ce produit est volatil et sent l'ail.

L'exposition au tellure ou à ses composés peut également provoquer des maux de tête, une dyspnée, une faiblesse, une éruption cutanée et un goût métallique dans la bouche. De plus, il peut produire des marques noir bleuâtre sur les doigts, le cou, le visage et les gencives. La mort peut survenir d'un œdème pulmonaire. Les personnes exposées aux composés de tellure doivent recevoir des soins médicaux.

Voir également

Remarques

  1. ↑ Holleman, A. F. et E. Wiberg. "Chimie inorganique." Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5

Les références

  • Laboratoire national de Los Alamos - Tellure récupéré le 5 décembre 2007.

Liens externes

Tous les liens ont été récupérés le 18 novembre 2015.

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