Теллуроводород

Теллуроводород (теллуран) — бинарное неорганическое соединение водорода и теллура с формулой H 2 Te {displaystyle {ce {H2Te}}} .

Представляет собой при нормальных условиях бесцветный, горючий, легкоразлагающийся газ с весьма неприятным запахом (напоминает чесночный запах арсина). Очень ядовит.

Структура

Молекула H 2 Te {displaystyle {ce {H2Te}}} подобна молекуле сероводорода, имеет «изогнутую» структуру H − Te − H {displaystyle {ce {H-Te-H}}} с углом между атомами водорода 89,5° и с расстоянием между атомами H и Te 0,169 нм. Дипольный момент равен 0,081 Д.

Химические свойства

Химические свойства теллуроводорода схожи со свойствами сероводорода, но в водных растворах H 2 Te {displaystyle {ce {H2Te}}} более диссоциирован.

H 2 Te {displaystyle {ce {H2Te}}} , как и селеноводород является очень сильным восстановителем, например, обесцвечивает раствор иода:

H 2 Te + I 2 ⟶ 2 HI ↑ + Te {displaystyle {ce {H2Te + I2 -> 2HI ^ + Te}}} .

H 2 Te {displaystyle {ce {H2Te}}} очень нестойкое соединение, уже при 0 °C в темноте медленно разлагается на элементы, при освещении скорость разложения нарастает (фотодиссоциация). Жидкий H 2 Te {displaystyle {ce {H2Te}}} на свету разлагается очень быстро, именно от этого он на свету весьма быстро приобретает зеленовато-жёлтый цвет из-за растворения в нём элементарного теллура:

H 2 Te ⟶ Te + H 2 ↑ {displaystyle {ce {H2Te -> Te + H2 ^}}} (1).

Теллуроводород горит в воздухе или кислороде синим пламенем, с образованием диоксида теллура и воды:

2 H 2 Te + 3 O 2 ⟶ 2 H 2 O + 2 TeO 2 {displaystyle {ce {2 H2Te + 3 O2 -> 2 H2O + 2 TeO2}}} .

Окисляется кислородом воздуха, особенно во влажном воздухе, до элементарного теллура даже при 0 °C:

2 H 2 Te + O 2 ⟶ 2 Te + 2 H 2 O {displaystyle {ce {2 H2Te + O2 -> 2 Te + 2 H2O}}} (2).

Получение

Для получения H 2 Te {displaystyle {ce {H2Te}}} практически непригодны реакции взаимодействия теллуридов с водой или кислотами, так как из-за разложения образующегося H 2 Te {displaystyle {ce {H2Te}}} его выход очень мал. Пример реакции:

Al 2 Te 3 + 6 HCl ⟶ 3 H 2 Te ↑ + 2 AlCl 3 {displaystyle {ce {Al2Te3 + 6 HCl -> 3 H2Te ^ + 2 AlCl3}}} .

Поэтому используется электролитический метод с применением теллурового катода, платинового анода и серной (или ортофосфорной) кислот в качестве электролита при плотности тока несколько А/дм2 Процесс ведут при температуре около или немного ниже 0 °C.

Очистка

Выходящий из электролизёра газ (смесь H 2 Te {displaystyle {ce {H2Te}}} , водорода, азота и водяного пара) предварительно глубоко осушают, пропуская последовательно через 2 колонки, наполненные плавленым хлоридом кальция и пентоксидом фосфора, затем для отделения водорода и азота газ пускают в приёмник, охлаждаемый жидким азотом или твердой углекислотой, где H 2 Te {displaystyle {ce {H2Te}}} кристаллизуется. Процесс ведут в темноте или при очень слабом освещении.

Хранение

В твердом состоянии, при температуре жидкого азота. При этом H 2 Te {displaystyle {ce {H2Te}}} разлагается очень медленно.

Предосторожности

Ввиду чрезвычайно высокой токсичности все работы с применением H 2 Te {displaystyle {ce {H2Te}}} ведут в вытяжных шкафах.

Теллуриды

Раствор H 2 Te {displaystyle {ce {H2Te}}} в воде называют теллуроводородной кислотой. Её соли называют теллуридами. Как правило, эти соли — устойчивые соединения. Практически все теллуриды плохо растворимы в воде и окрашены в чёрный либо серый цвет. Исключение составляют теллуриды щелочных металлов и аммония, а также теллурид бериллия — бесцветные гигроскопические кристаллы, образующие кристаллогидраты. Растворы теллуридов в результате гидролиза имеют щелочную реакцию.

Пример реакции, не имеющей практического значения из-за трудности получения H 2 Te {displaystyle {ce {H2Te}}} :

CaO + H 2 Te ⟶ CaTe + H 2 O {displaystyle {ce {CaO + H2Te -> CaTe + H2O}}} .

Поэтому теллуриды получают, как правило, прямым синтезом из элементов:

2 K + Te ⟶ K 2 Te {displaystyle {ce {2 K + Te -> K2Te}}} .

Так как H 2 Te {displaystyle {ce {H2Te}}} — двухосновная кислота, можно было бы ожидать существование наряду со средними кислых солей, например как у селенидов, однако гидротеллуриды неизвестны.

Многие теллуриды металлов, особенно II группы таблицы Менделеева, обладают полезными термоэлектрическими, полупроводниковыми и фотополупроводниковыми свойствами.

Применение

H 2 Te {displaystyle {ce {H2Te}}} применяется в электронной технологии для получения тончайших плёнок металлического теллура на различных подложках в процессах разложения или окисления: (1), (2). Также применяется для легирования из газовой фазы арсенида галлия, придавая ему электронный тип проводимости.

Физиологическое действие

Теллуроводород очень токсичен, является гемолитическим ядом. Вдыхание теллуроводорода вызывает головную боль, тошноту и общую слабость, в дальнейшем присоединяются нарушения дыхания и кровообращения.

Относится к 1-му классу опасности по ГОСТ 12.1.007-76.