What is 碲?
碲 (symbol Te) is element 52 on the periodic table, a 类金属 in period 5, group 16. Rare on Earth, common in the universe, and the element that makes rewritable optical discs work. At room temperature it is a solid.
结构
这不是环上点阵的示意图,而是对每个已占据子层实际概率密度|ψ|²进行蒙特卡洛采样的结果。拖动即可旋转。蓝色和紫色表示波函数的相反符号,这正是成键成为可能的原因。
测量值
每个条形图都显示碲在全部118种元素中该性质的排名位置。
来源:IUPAC 2021 标准原子量 ·《CRC 化学与物理手册》· NIST。标有 ~ 的数值是预测值,而非测量值。
按比例显示的大小
Radius 139 pm — that is 0.139 nm, so about 3597 million of them side by side would span a millimetre.
热范围
碲 is liquid over a 538 K window, from 723 K to 1261 K.
故事
Rare on Earth, common in the universe, and the element that makes rewritable optical discs work.
Franz-Joseph Müller von Reichenstein是特兰西瓦尼亚(现罗马尼亚)的矿山总监察长,他在Zlatna金矿发现了一种奇特的金属矿石。当地矿工称其为“aurum paradoxum”(悖论金),因为它看起来像金,却在加工时表现异常。
Müller花了三年时间研究这种神秘物质:
“这种矿物含有一种白色的特殊金属,尚未有人描述过。我提议根据拉丁语中表示地球的词,将其命名为tellurium。”——Müller的原始描述
Martin Heinrich Klaproth(1798年)是发现铀和锆的著名德国化学家,他确认了Müller的研究。Klaproth从同一种特兰西瓦尼亚矿石中独立分离出碲,并验证了它的元素性质。
由于性质相似,碲曾与硒混淆了几十年:
19世纪60年代的发现:地质学家意识到,科罗拉多州Cripple Creek和澳大利亚Kalgoorlie等地富含碲的金矿石,含有世界上一些最丰富的金矿床。碲化物逐渐成为大规模发现富矿的代名词。
20世纪70年代的突破:特拉华大学的科学家开发出第一种高效碲化镉太阳能电池,开启了碲最重要的现代应用。这一发现将一种鲜为人知的类金属转变为可再生能源领域的关键材料。
20世纪90年代至21世纪初:相变存储器研究揭示了碲在晶态和非晶态之间快速切换的独特能力,从而实现:
应用
碲化镉(CdTe)太阳能电池是最具成本效益的光伏技术之一,以超过22%的效率将阳光转化为电能。这些薄膜太阳能电池板每千瓦仅需3-5克碲,使大规模部署太阳能在经济上成为可行方案。
来源
0.001 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 32% of elements
碲在地壳中的含量比金还低,丰度仅为0.001 ppm(1 ppb)。这种极端稀缺性使其成为最稀有的稳定元素之一,稀有程度超过锡或锑的1,000倍。
不存在主要碲矿——所有商业碲均作为以下过程的副产品获得:
碲的亲硫性质意味着它会在硫化物矿物中富集,并在地质过程中跟随硫迁移。其极端稀有性源于:
在宇宙中,碲通过渐近巨星支星中的s过程核合成形成。尽管碲在宇宙中很稀有,但地球上的碲贫化使其相对于邻近元素而言极其稀缺。
处理
碲及其化合物具有中等毒性,会产生其他元素没有的一些独特生物学效应。虽然碲的毒性低于汞或铅,但仍需谨慎处理并采取具体的安全预防措施。
碲味呼吸是接触碲后最具特征性的效应:
快速回答
碲 (symbol Te) is element 52 on the periodic table, a 类金属 in period 5, group 16. Rare on Earth, common in the universe, and the element that makes rewritable optical discs work. At room temperature it is a solid.
[Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁴, giving 5 occupied shells holding 2, 8, 18, 18, 6 electrons respectively. Its outer shell holds 6 electrons, which is what sets its bonding behaviour.碲 melts at 722.7 K (449.5 °C) and boils at 1261 K (987.9 °C).
The standard atomic weight of 碲 is 127.6 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.
碲 has a density of 6.24 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of 碲 is about 6.2× heavier.
碲 has a Pauling electronegativity of 2.1. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). Values in this middle band tend to form covalent rather than strongly ionic bonds.
碲 was discovered in 1783 by Franz-Joseph Muller von Reichenstein. It is named after latin tellus, "earth".
碲 makes up about 0.001 mg/kg of the Earth's crust — genuinely rare, which is why it is expensive.