Telúrio
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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]
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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 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pressão de vapor | 100 Pa a 1266 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Diversos | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Eletronegatividade (Pauling) | 2,1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Calor específico | 202 J/(kg·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Isótopos mais estáveis | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Características principais
editarO 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
editarA 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
editarO 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
editarO 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
editarO 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
editarO 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
2Te
), telureto de zinco (ZnTe), telureto de prata (Ag
2Te
), telureto de cádmio (CdTe), telureto de bismuto (Bi
2Te
3
), ditelureto de ouro (conhecido como o mineral calaverita, AuTe
2
)[23] e telureto de alumínio (Al
2Te
3
), além do gás pouco estável telureto de hidrogênio (H
2Te
), 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
2Te
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
2Te
2 + Na
2Te
5 + Na
2TeO
3 + 3H
2O
)
Óxidos
editarO 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
2O + H
2SO
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
6TeO
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
2O
5 e Te
4O
9
, nos quais o elemento está presente em ambos os estados +4 e +6.[34]
Ácidos
editarQuando muitos sais de telureto, tais como o telureto de sódio (Na
2Te
), telureto de zinco (ZnTe
) e telureto de alumínio (Al
2Te
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
2Te
, um gás instável e tóxico com um odor forte extremamente desagradável que lembra alho podre.
ZnTe + 2HCl → ZnCl
2 + H
2Te
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
2Te
, em água, é parcialmente dissociado:
H
2Te
(aq) H+
(aq) + HTe–
(aq)
O dióxido de telúrio hidratado dissolve-se ligeiramente em água para dar uma solução de ácido teluroso, (H
2TeO
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
2TeO
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
2TeO
3 + 2NaOH → Na
2TeO
3 + 2H
2O
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
6TeO
6
) e ácido metatelúrico polimérico ((H
2TeO
4
)
n).[36] As duas formas de ácido telúrico formam sais de telurato contendo respectivamente os ânions TeO2–
4
e TeO6–
6
.
Haletos
editarO 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.
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
3Cl
2, Te
2Cl
2, Te
2Br
2, Te
2I
e duas formas de TeI.[42]
Cátions poliatômicos (íons de Zintl)
editarO 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
2SO
4 → Te2+
4 + 2H
3O+ + 4HSO–
4 + SO
2
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
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
Isótopos
editarExistem 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
editarOdor extremamente desagradável
editarO 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
editarO 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
editar- «WebElements.com – Tellurium» (em inglês)
- «EnvironmentalChemistry.com – Tellurium» (em inglês)
- «Telúrio - vídeos e imagens»