Telúrio

elemento químico com número atómico 52
 Nota: Para a letra do alfabeto cirílico, veja Te (cirílico).

O telúrio é um elemento químico de símbolo Te, de número atômico 52 (52 prótons e 52 elétrons) e com massa atómica 127,6 u.[1] É um semi-metal pertencente ao grupo 16 (VIA) da classificação periódica dos elementos. À temperatura ambiente, o telúrio encontra-se no estado sólido. Foi descoberto, no ano de 1782 ou 1783, num minério denominado calaverita por Franz Joseph Müller von Reichenstein, e isolado em 1798 por Martin Heinrich Klaproth.[2][3][4] É usado principalmente em ligas metálicas e como semicondutor.[5]

Telúrio
AntimônioTelúrioIodo
Se
 
 
52
Te
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Te
Po
Tabela completaTabela estendida
Aparência
cinza prateado lustroso


Cristal de telúrio ultra-puro. Comprimento de cerca de 2 cm.
Informações gerais
Nome, símbolo, número Telúrio, Te, 52
Série química Semimetal
Grupo, período, bloco 16 (VIA), 5, p
Densidade, dureza 6240 kg/m3, 2,25
Número CAS 13494-80-9
Número EINECS
Propriedade atómicas
Massa atómica 127,60 u
Raio atómico (calculado) 140 pm
Raio covalente 138±4 pm
Raio de Van der Waals 206 pm
Configuração electrónica [Kr] 4d10 5s2 5p4
Elétrons (por nível de energia) 2, 8, 18, 18, 6 (ver imagem)
Estado(s) de oxidação 6, 5, 4, 2, -2 (óxido meio ácido)
Óxido
Estrutura cristalina hexagonal
Propriedades físicas
Estado da matéria sólido
Ponto de fusão 722,66 K
Ponto de ebulição 1261 K
Entalpia de fusão 17,49 kJ/mol
Entalpia de vaporização 114,1 kJ/mol
Temperatura crítica  K
Pressão crítica  Pa
Volume molar m3/mol
Pressão de vapor 100 Pa a 1266 K
Velocidade do som m/s a 20 °C
Classe magnética
Susceptibilidade magnética
Permeabilidade magnética
Temperatura de Curie  K
Diversos
Eletronegatividade (Pauling) 2,1
Calor específico 202 J/(kg·K)
Condutividade elétrica S/m
Condutividade térmica 2,35 W/(m·K)
1.º Potencial de ionização 869,3 kJ/mol
2.º Potencial de ionização 1790 kJ/mol
3.º Potencial de ionização 2698 kJ/mol
4.º Potencial de ionização 3610 kJ/mol
5.º Potencial de ionização 5668 kJ/mol
6.º Potencial de ionização 6820 kJ/mol
7.º Potencial de ionização 13200 kJ/mol
8.º Potencial de ionização kJ/mol
9.º Potencial de ionização kJ/mol
10.º Potencial de ionização kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso AN Meia-vida MD Ed PD
MeV
120Te0,09%>2,2×1016 aε ε1,701120Sn
121Tesintético16,78 dε1,040121Sb
122Te2,55%122Te é estável com 70 nêutrons
123Te0,89%>1,0×1013 aε0,051123Sb
124Te4,74%124Te é estável com 72 nêutrons
125Te7,07%125Te é estável com 73 nêutrons
126Te18,84%126Te é estável com 74 nêutrons
127Tesintético9,35 hβ0,698127I
128Te31,74%2,2×1024 aβ0,867128Xe
129Tesintético69,6 minβ1,498129I
130Te34,08%7,9×1020 aβ2,528130Xe
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.

Características principais

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O telúrio é um elemento relativamente raro, pertence a mesma família química do oxigênio, enxofre, selênio, e polônio, todos denominados calcogênios.[6]

Quando cristalino, o telúrio é branco-prateado, e quando na forma pura apresenta um brilho metálico. É um semimetal (metalóide), frágil e facilmente pulverizável. O telúrio amorfo pode ser obtido por precipitação de uma solução de ácido teluroso ou ácido telúrico (ou algum sal desses ácidos tratado com algum ácido forte como o HCl) na presença de um agente redutor adequado, como o dióxido de enxofre.[6] Entretanto, existem algumas controvérsias quanto ao fato deste telúrio ser realmente amorfo ou constituído de minúsculos cristais. O telúrio é um semicondutor do tipo que demonstra condutividade maior em determinadas direções, dependendo do alinhamento atômico.[7]

Relacionado quimicamente ao selênio ou ao enxofre, a condutividade do telúrio aumenta ligeiramente quando exposto a luz. Pode ser dopado com cobre, ouro, prata, estanho ou outros metais. O telúrio, quando queimado em presença do ar, produz uma chama azul esverdeada, e forma o dióxido de telúrio (TeO2) como produto.[8] Quando fundido, o telúrio tem a capacidade de corroer o cobre, o ferro e o aço inoxidável.[9]

Aplicações

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A maior parte do telúrio é usado em ligas com outros metais. É adicionado ao chumbo para aumentar a sua resistência mecânica, durabilidade e diminuir a ação corrosiva do ácido sulfúrico. Quando adicionado ao aço inoxidável e cobre torna estes materiais mais facilmente usináveis.[10] Outros usos:

  • Em ferro fundido (ferro de molde) para o controle a frio;
  • Usado em cerâmicas;[11]
  • Adicionado à borracha para aumentar a sua resistência ao calor e ao envelhecimento, especialmente em pneus;[12] (TDEC)
  • Usado como pigmento azul para colorir o vidro;[13]
  • O telúrio coloidal tem ação fungicida, inseticida e germicida;[14]
  • O telureto de bismuto apresenta uso em dispositivos termoelétricos;
  • O telúrio é utilizado na camada refletora de CDs RW, sob a forma de uma liga com a prata, o estanho e o índio (AgSnInTe);[15][16]
  • O telúrio é um constituinte importante de catalisadores de óxidos mistos de alto desempenho para a oxidação seletiva de propano em ácido acrílico.[17][18] A composição elementar de superfície muda dinamicamente e reversivelmente com as condições de reacção. Na presença de vapor a superfície do catalisador é enriquecida em telúrio e vanádio que se traduz no aumento da produção de ácido acrílico.[19][20]

O telúrio também é usado em espoletas de explosivos e apresenta potenciais aplicações em painéis solares como telureto de cádmio. Apesar do aumento de algumas eficiências para a geração de energia elétrica a partir da energia solar tenha sido obtida com a utilização deste material, a sua aplicação não produziu um aumento significativo na demanda.

História

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O telúrio (do latim tellus que significa “terra”) foi descoberto em 1782 ou 1783 por Franz Joseph Müller von Reichenstein, na Romênia, a partir de um minério de ouro denominado calaverita (AuTe2) proveniente de uma mina da Transilvânia.[3] Em 1798 foi isolado e nomeado por Martin Heinrich Klaproth.[4]

A partir de 1960 ocorreu um aumento do uso do telúrio na fabricação de dispositivos termoelétricos utilizados em refrigeração e para melhorar as qualidades do aço.[15]

Ocorrência

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Produção de telúrio por país em 2006.

O telúrio às vezes é encontrado nativo, porém é encontrado frequentemente na forma de telureto de ouro (calaverita) ou, em pequena quantidade, combinado com outros metais constituindo os minérios altaita, coloradoita, ricardita, pedzita, silvanita e tetradimita. A principal fonte comercial de telúrio é da lama anódica obtida a partir da refinação eletrolítica do cobre. Os maiores produtores mundiais deste elemento são os Estados Unidos (Montana, Utah e Arizona), Canadá, Japão e Peru.[21]

Compostos

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O telúrio pertence a mesma série química do enxofre e do selênio, portanto produz compostos similares a estes elementos. Um composto de telúrio com metal, hidrogênio ou íons similares é denominado telureto. Os teluretos de ouro ou prata são considerados os melhores minérios deste elemento.[6]

O elemento telúrio forma compostos nos estados de oxidação -2, +2, +4 e +6, com o estado +4 sendo o mais comum.

Teluretos

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O telúrio reage com muitos metais formando compostos chamados teluretos. Essas substâncias podem ser compostos intermetálicos com propriedades semelhantes a ligas ou, no caso de serem metais muito eletropositivos, apresentarem características de compostos salinos, com o telúrio como um ânion mais evidente. Nesses compostos, o Te está presente no estado de oxidação -2.[22] Alguns compostos do tipo incluem o telureto de sódio (Na
2
Te ), telureto de zinco (ZnTe), telureto de prata (Ag
2
Te ), telureto de cádmio (CdTe), telureto de bismuto (Bi
2
Te
3
), ditelureto de ouro (conhecido como o mineral calaverita, AuTe
2
)[23] e telureto de alumínio (Al
2
Te
3
), além do gás pouco estável telureto de hidrogênio (H
2
Te ), que, ao se dissolver em água, gera o ácido telurídrico.[24]

Alguns desses compostos são muito úteis na indústria e especialmente no ramo da tecnologia, com CdTe sendo um composto muito empregado em algumas células de energia solar[25] e Bi
2
Te
3
um composto intermetálico muito utilizado em dispositivos termoelétricos.[26]

O telúrio também pode formar ânions politeluretos, Ten2- (com n sendo tipicamente 2 a 5). Um exemplo ocorre quando o Te elementar reage com uma solução concentrada de NaOH, gerando uma mistura de telurito de sódio e uma mistura de politeluretos de cor roxa profunda.[27] Um exemplo:

8Te + 6NaOH → Na
2
Te
2
+ Na
2
Te
5
+ Na
2
TeO
3
+ 3H
2
O )

Óxidos

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Dióxido de telúrio.

O monóxido de telúrio, TeO, é conhecido como uma molécula diatômica transitória no estado gasoso, mas não há evidências de que exista como um composto verdadeiro no estado sólido,[28] e alegações de sua obtenção não foram devidamente comprovadas.[29]

O dióxido de telúrio, TeO
2
, é o principal composto do elemento, utilizado como ponto de partida para obter o telúrio elementar e outros compostos do elemento. Ele é formado pelo aquecimento do telúrio no ar, onde queima com uma chama verde-azulada.[30]

TeO
2
é um óxido anfótero. Ele pode se dissolver tanto em bases para formar sais de telurito quanto em ácidos para formar sais contendo espécies catiônicas de telúrio +4. Em solução aquosa ácida com pH abaixo de 3, o telúrio +4 está presente na forma de hidroxicátions como o complexo [Te(OH)
3
]+ , uma vez que o íon livre Te4+ não existe em solução aquosa.[31]

TeO
2
+ H
2
O + H
2
SO
4
→ [Te(OH)
3
]+HSO
4

O trióxido de telúrio, TeO
3
, contendo o telúrio no estado de oxidação +6, é um sólido amarelo-alaranjado obtido pela decomposição térmica do ácido ortotelúrico, H
6
TeO
6
, a mais de 300°C.[32] É um óxido ácido (embora não reaja diretamente com a água) e um agente oxidante poderoso quando aquecido.[33]. Reage com bases para formar sais dos ânions telurato.

O telúrio também apresenta óxidos de valência mista, tais como Te
2
O
5
e Te
4
O
9
, nos quais o elemento está presente em ambos os estados +4 e +6.[34]

Ácidos

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Quando muitos sais de telureto, tais como o telureto de sódio (Na
2
Te ), telureto de zinco (ZnTe ) e telureto de alumínio (Al
2
Te
3
), quando são tratados com um ácido forte e não oxidante (como o ácido clorídrico, HCl), ocorre a formação de um composto de telúrio e hidrogênio, o telureto de hidrogênio, H
2
Te , um gás instável e tóxico com um odor forte extremamente desagradável que lembra alho podre.

ZnTe + 2HCl → ZnCl
2
+ H
2
Te

Este gás dissolve-se em água para dar uma solução ácida chamada ácido telurídrico. Este ácido, um forte agente redutor e termicamente instável (decompondo-se em seus elementos), tem uma força ácida comparável à do ácido fosfórico. H
2
Te , em água, é parcialmente dissociado:

H
2
Te (aq)   H+ (aq) + HTe (aq)

O dióxido de telúrio hidratado dissolve-se ligeiramente em água para dar uma solução de ácido teluroso, (H
2
TeO
3
), um ácido fraco pouco estável e não muito bem caracterizado como composto puro. Em solução, ele existe em equilíbrio com as espécies dissociadas:

H
2
TeO
3
(aq)   H+ (aq) + HTeO
3
(aq)

A reação do ácido teluroso ou dióxido de telúrio hidratado com bases gera sais chamados teluritos.[35]


H
2
TeO
3
+ 2NaOH → Na
2
TeO
3
+ 2H
2
O

 
Telurito de sódio, Na2TeO3.

A oxidação do dióxido de telúrio ou ácido teluroso com um oxidante tal como ácido nítrico concentrado ou peróxido de hidrogênio em meio aquoso, bem como a reação do trióxido de telúrio com água, geram como produto os ácidos telúricos: ácido ortotelúrico (H
6
TeO
6
) e ácido metatelúrico polimérico ((H
2
TeO
4
) n).[36] As duas formas de ácido telúrico formam sais de telurato contendo respectivamente os ânions TeO2–
4
e TeO6–
6
.

Haletos

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O telúrio também reage com os halogênios para formar diversos haletos covalentes. Ele forma facilmente tetra-haletos no seu estado de oxidação mais comum, o +4. Esses compostos incluem o tetracloreto de telúrio TeCl
4
, o tetrabrometo de telúrio TeBr
4
e o tetraiodeto de telúrio TeI
4
. Eles podem ser obtidos a partir da reação direta entre o telúrio e o halogênio elementares:[37]

Te + 2X
2
→ TeX
4

Muitos complexos de telúrio +4 com halogênios também são conhecidos, tais como [TeCl
5
], [TeCl
6
]2– e [TeI
6
]2– , esse último com uma característica cor vermelha-acastanhada escura, servindo como um teste analítico para a detecção de telúrio IV em solução ácida.

 
Soluções dos complexos de iodeto com bismuto +3 (amarelo, à esquerda) e telúrio +4 (vermelho-castanho profundo, à direita).

O telúrio no estado de oxidação +2 também forma alguns di-haletos instáveis, tais como TeCl
2
, TeBr
2
e TeI
2
. Esses compostos surgem na fase de vapor pela decomposição térmica dos tetra-haletos, mas rapidamente desproporcionam para Te elementar e tetra-haleto ao serem resfriados, não sendo isolados na forma pura. No entanto, eles podem ser obtidos em certos solventes e na forma de alguns complexos do tipo [TeX
4
]2– , que têm estruturas quadrado-planares.[38]

No estado +6, apenas o hexafluoreto de telúrio, TeF
6
, é conhecido. Este composto é um gás incolor altamente tóxico e corrosivo, com um odor extremamente desagradável.[39] Alguns complexos e compostos derivados são também conhecidos, como o ânion octafluorotelurato, [TeF
8
]2– [40] e o ácido pentafluorotelúrico ou ácido téflico, HOTeF
5
.[41] Um composto O(TeF
5
)
2
também é conhecido.

Alguns sub-haletos de telúrio em estados de valência inferiores também são conhecidos, os quais incluem Te
3
Cl
2
, Te
2
Cl
2
, Te
2
Br
2
, Te
2
I e duas formas de TeI.[42]

Cátions poliatômicos (íons de Zintl)

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Telúrio dissolvido em ácido sulfúrico concentrado. A solução de cor vermelho-púrpura contém o cátion poliatômico Te42+.

O telúrio elementar, bem como alguns teluretos, têm a notável propriedade de se dissolver em ácido sulfúrico concentrado levemente aquecido dando uma solução de cor vermelho-purpúrea profunda peculiar. Esta solução contém o cátion poliatômico tetratelúrio (2+), Te2+
4
.[43] Diferente da maioria dos metais, que se dissolvem no ácido para gerar cátions simples, ou dos não-metais que geralmente não reagem, o telúrio reage formando esse cátion poliatômico Te2+
4
. Esta reação é única e característica do telúrio; nenhum outro elemento dá uma reação semelhante a temperaturas ordinárias (embora o selênio também se dissolva para formar cátions poliatômicos - de cor verde - mas somente no ácido sulfúrico concentrado a temperaturas elevadas ou em ácido sulfúrico fumegante, contendo SO
3
dissolvido).[43]

4Te + 5H
2
SO
4
→ Te2+
4
+ 2H
3
O+ + 4HSO
4
+ SO
2

 
Estrutura do íon Te4.

Outros cátions poliatômicos de telúrio também podem ser formados em condições específicas. Por exemplo, o íon hexatelúrio (4+), Te4+
6
alaranjado e de estrutura trigonal prismática, pode ser formado quando Te elementar reage com pentafluoreto de arsênio em dióxido de enxofre líquido:[44]

6Te + 6AsF
5
→ Te4+
6
+ 4AsF
6
+ 2AsF
3

 
Estrutura do íon Te64+.

Outro cátion poliatômico é o íon bicíclico e de cor azul escura profunda Te2+
8
, formado por dois anéis pentagonais de átomos de telúrio unidos por uma aresta. Esse cátion se forma pela reação do telúrio elementar com o hexacloreto de tungstênio.[44]

8Te + 2WCl
6
→ Te2+
8
+ 2WCl
6

 
Estrutura do íon Te82+.

Isótopos

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Existem 30 isótopos conhecidos de telúrio com massas atómicas que variam de 108 a 137 u. São oito os isótopos naturais estáveis deste elemento (tabela a direita).[45] Os principais isótopos instáveis, com suas meias-vidas são: Te-116 (2,49 horas), Te-117 (1,03 horas), Te-118 (6,00 dias), Te-119 (16,0 horas), Te-121 (16,8 dias), Te-127 (9,4 horas) e o Te-129 (33,6 dias).[46] Aqueles com massa até 121 o modo de decaimento é a captura eletrônica produzindo isótopos de Sb e aqueles acima de 121 com emissão beta produzindo isótopos de I (iodo).[47]

Precauções

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Odor extremamente desagradável

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Uma parte significativa do odor desagradável emitido pelos pneus queimados se deve à presença de certos compostos de telúrio adicionados em pequenas quantidades à borracha como catalisadores no processo de vulcanização.

O telúrio é conhecido por formar compostos de odor fétido extremamente desagradável, e de conferir esse odor repulsivo às pessoas que o manipulam sem os cuidados adequados.[48] O odor dos compostos de telúrio lembra alho podre, repolho podre, ovo podre, rabanete ou borracha queimada, às vezes com uma nota metálica ou de produto químico, e é bastante persistente, tendendo a impregnar em superfícies, roupas, pele e suor. Esse odor desagradável pode ser percebido mesmo em concentrações muito baixas.[49]

Toxidez

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O telúrio e seus compostos devem ser considerados tóxicos e, portanto, devem ser manuseados com cuidado. Seres humanos expostos a atmosfera com 0,01 mg/m³ ou menos com telúrio adquirem um hálito desagradável e secura na boca.[11][50] Intoxicações mais elevadas causam dores de cabeça, vertigem e sonolência. O telúrio é um potencial teratógeno.[51]

Referências

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Ligações externas

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