Теллур қышқылының ангидриді

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 37 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
6
1
Сілтілік-жер металдары және сирек жер элементтері теллуриттерінің алынуы, құрылысы, физика-химиялық қасиеттері ... ... ... ... ... ... . ... ... ..

9
1.1
Сілтілік-жер металдары, мырыш және теллур оксидтерінің физика-химиялық сипаттамалары ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

9
1.2
Теллурдың оксоқосылыстарының, соның ішінде аралас металдар теллуриттерінің алынуы және қасиеттері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... .

12
2
Теллурдың оксоқосылыстарын синтездеу және зерттеу әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..

25
2.1
Қос теллуриттерді СаZn(TeO3)2, MeIIGdTeO4,5 (MeII-Ca,Sr,Ba) синтездеу әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

25
2.2
Рентгенфазалық зерттеу әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
26
2.3
Квантты-химиялық есептеу әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ..
27
2.4
2.5
Инфрақызыл спектроскопия ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Жылу сыйымдылықты Ландия әдісі бойынша анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
28

32
3

3.1
Теллурдың синтезделген жаңа оксоқосылыстарының қасиеттерін зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Гадолний-сілтілік-жер металдары қос теллуриттерін рентгенфазалық зерттеу ... ...
38
38
3.2

3.4

3.5

Синтезделген қос теллуриттерді ИҚ-спектроскопия, квантты-химиялық әдістерімен зерттеу және олардың құрылыс модельдері ... ...
СаZn(TeO3)2 жылу сыйымдылығы және термодинамикалық функциялары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
MeIIGdTeO4,5(MeII-Ca,Sr,Ba) теллуриттерінің жылу сыйымдылықтарын Ландия әдісі бойынша есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... .

50

55

58
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
63
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
66
Қосымшалар ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

69

Кіріспе

Тақырыптың өзектілігін негіздеу. Қазіргі бейорганикалық химия көптеген теориялық және қолданбалы мәселелердің алдында тұр. Олардың ішінде - заттардың құрамы, құрылымы мен қасиеттері арасындағы байланыс; күрделі бейорганикалық қосылыстар қатысатын процестердің заңдылықтарын анықтау; бейорганикалық синтез үшін осындай қосылыстарды мақсатты зерттеу нәтижелерін қолдану; Сонымен қатар, көп компонентті шикізаттан жеке қосылыстар алудың жаңа әдістерін жасау маңызды мәселелер болып табылады. Мұның бәрі зерттелетін қосылыс туралы білім көлемін кеңейтуге ғана емес, сонымен қатар жүйелік талдау жүргізуге мүмкіндік береді, сонымен бірге қажетті бағалы физико-химиялық қасиеттері бар жаңа бейорганикалық қосылыстардың мақсатты синтезі немесе іріктеліп алынуы үшін қызмет етеді.
Бұл жартылай өткізгіштік, ферроэлектрлік және пьезоэлектрлік қасиеттері бар теллур негізіндегі қосылыстарды кешенді және жүйелі зерттеу тұрғысынан үлкен қызығушылық тудырады. Сонымен қатар, химия саласындағы соңғы зерттеулер көрсеткендей, типтік және ауыспалы металдар мен бейметалдар негізінде синтезделген бейорганикалық поликомбинаттардың әр түрлі физикалық-химиялық қасиеттері бар. s-f элементтерінің полителлуриттері мен қос теллуриттері - аз зерттелген қосылыстар. Кейбір s-f-элементтері жаңа теллуриттерінің синтезін және физика-химиялық қасиеттерін теориялық және тәжірибелік жағынан зерттеу әдістемесін анықтау, бейорганикалық материалтану үшін бағалы физика-химиялық қасиеттерге ие құнды заттар алуда қызығушылық тудырады. Осыған байланысты кейбір s-f-элементтері жаңа теллуриттерін мақсатты бағытталған синтездеу тәсілін және физика-химиялық қасиеттерін зерттеу диссертациялық жұмыстың өзектілігі болып табылады.
Жоғарыда айтылғандарды ескере отырып, келесі фактілерді тұжырымдауға болады: синтез әдісін жүйелі түрде зерттеу, полителлуриттердің рентгенографиялық, термодинамикалық және электрофизикалық қасиеттерін, сондай-ақ sd және sf-элементтердің қос теллуриттерін, құрылымын анықтау, өзекті мәселелер болып табылады. бейорганикалық химияда.
Шешілетін ғылыми мәселенің қазіргі жағдайын бағалау. Кейбір жартылайөткізгіш, ферроэлектрлік, магниттік материалдар арнайы термиялық өңдеуден кейін термодинамикалық метатұрақты болады. Яғни, бұл материалдардың бастапқы қасиеттері мен сипаттамалары өзгеред. Кристалдық қосылыстардың термодинамикалық қасиеттерін өлшеудің калориметриялық әдістері температураның өзгеруін қадағалау үшін кристалды қатты денелердің жылу сыйымдылығын және олардың катион алмасу кезіндегі энергияның өзгеруіне тәуелділігін анықтау үшін қолданылады. Қосылыстардың термодинамикалық және термохимиялық қасиеттері белгіленген қасиеттері бар заттарды алудың технологиялық процесін модельдеу үшін ерекше қызығушылық тудырады.
Теллуриттер дегеніміз - химиялық технологияда қолданылатын металлургия, шыны, керамика, құрылыс материалдары, ал физикада оптикалық және термионикалық материалдар ретінде құнды магниттік және электрлік қасиеттері бар координациялық қосылыстар.
Дипломдық зерттеудің мақсаты - Кейбір s-f-элементтері жаңа теллуриттерін синтездеу және қасиеттерін зерртеу. Теллурдың жаңа полиоксидтерін синтездеу, электрофизикалық әдістерді қолданып қасиеттерін зерттеу.
Зерттеудің міндеттері:
- кейбір s-f элементтерінің теллуриттерінің синтезі;
- синтезделген теллуриттің рентгенографиялық параметрлерін анықтау;
- рентгендік фазалық талдау және кванттық-химиялық есептеулермен синтезделген қос теллуриттердің конструктивті модельдерін ұсыну;
Зерттеу нысаны. Теллурдың оттекті қосылыстары, теллуриттер, кейбір s-f-элементтерінің теллуриттері.
Теориялық және әдістемелік негіздер. Кейбір шетелдік ғалымдар жүргізген жүйелі зерттеулер кешенді оксидтердің электрлік қасиеттері олардың күрделі химиялық құрамымен ғана емес, фазалық құрамымен және кристалдық тор құрылымымен де анықталатындығын көрсетті. Фазалардың стехиометриясы және олардың кристалдық торларының симметриясы зат құрамына кіретін элементтер түріне байланысты. Әдетте сілтілердің, сілтілі жер металдарының және теллурдың оксидтері негізінде жаңа қосылыстар дайындау туралы мәліметтер өте аз, ал оксидтік материалдар қазіргі заманғы электроника мен микроэлектроникада үлкен сұранысқа ие.
Осы тұрғыдан алғанда, қазіргі кезде теллурға негізделген, жоғары өткізгіштік, жартылай өткізгіш, ферроэлектрлік, магниттік сияқты ерекше қасиеттері бар қосылыстарды кешенді және жүйелі түрде зерттеуге үлкен қызығушылық бар. Соңғы жылдардағы химия, металлургия, машина жасау, радиоэлектроника, авиация және автомобиль жасау, атом өнеркәсібі және т.б саласындағы ғылыми-техникалық прогрестің жетістіктері. Қазіргі заман сирек кездесетін элементтерге негізделген материалдардың сәтті қолданылуына байланысты.
Сонымен қатар, осы химия саласындағы соңғы зерттеулер көрсеткендей, айнымалы және сілтілі жер металдары мен бейметалдардан синтезделген бейорганикалық қосылыстардың көптеген физикалық және химиялық қасиеттері бар. Бірақ кейбір s-d және s-f элементтерінің қос теллуриттері бұл тұрғыда аз зерттелген.
Тәжірибелік базасы. Дипломдық жұмыс барысында тәжірибелік жұмыстар химия факультеті Бейорганикалық және техникалық химия кафедрасының Полифункционалды қасиеттерге ие бейорганикалық қосылыстар синтезі зерттеу лабораториясында, Ж.Әбішев атындағы Химия-металлургия институтында жүргізілді.
Ғылыми жаңалығы мен тәжірибелік маңызы:
-алғашқы рет гадолиний қос теллуриттері синтезделді;
-рентгенфазалық анализ әдісімен алынған қос теллуриттердің рентгендік мәліметтері, сингония түрлері және кристалдық тор параметрлері анықталды;
-рентгенфазалық әдісінің және квантты-механикалық есептеулердің нәтижесінде қос теллуриттердің құрамы және тұрақты күйіне сәйкес келетін құрылымдық модельдері ұсынылды;
-кальций-мырыш қос теллуритінің кристаллохимиясы мен құрылысы зерттелді;
Синтездеу әдістемесі және алынған жаңа қосылыстар, олардың рентгендік, квантты-химиялық есептеу нәтижелері, термохимиялық қасиеттері халькогендер химиясында ғылыми-тәжірибелік алынған жаңа мәліметтер болғандықтан, олардың теориялық және практикалық маңызы зор болып табылады.

1 Сілтілік-жер металдары және сирек жер элементтері теллуриттерінің алынуы, құрылысы, физика-химиялық қасиеттері

1.1 Сілтілік-жер металдары, мырыш және теллур оксидтерінің физика-химиялық сипаттамалары

Сілтілік-жер металдары. Сілтілік-жер металдары дегеніміз - кальций, стронций және барий, қазір бұлардың қатарына радий да қосылады. Ертеде, Ca, Sr, Ba металдары бар екендігі белгісіз кезде, бұлардың оксидтері белгілі болатын, ол оксидтердің күрделі зат екенін білмей, жай зат - зат элемент деп те есептеп жүрді. Бұл оксидтер топырақта болатын заттар, ол кезде тіпті Ломоносовтан бастап, осы сияқты металл оксидтерінің көбін топырақ, жер, жерлер (земли) деп атайтын, мысалы SiO2-кремнезем, Al2O3-глинозем т.б. осы кезге дейін қалды, екінші жағынан бұл жерлердің (оксидтердің) судағы ерітіндісі сілтілік қасиет көрсететін сілтілік оксидтер, сілтілік-жерлер болды. Сондықтан XIX ғасырдың басында сілтілік-жерлердің құрамындағы металдар ашылған кезде, ол металдарды сілтілік-жер металдары деп атады [1].
Сілтілік-жер металдары қатты, ақ түсті, жалтыраған металдар. Қасиеттері топша ішінде периодтық заң бойынша өзгереді. Оксидтерінің жалпы формуласы ЭО, олар сумен тікелей реакцияласып гидроксид Э(ОН)2 түзеді, бұлардың ерігіштігі де, күші де Ca--Ba қарай өседі. Сілтілік-жер металдары сутекпен гидрид ЭН2, азотпен нитрид Э3N2, көміртекпен карбид ЭC2 түзеді.
Бұл элементтердің атомдық радиустары басқа элементтермен салыстырғанда едәуір үлкен, сондықтан химиялық реакция кезінде сыртқы электрондарынан оңай айырылып, оң ионға айналады.
Сілтілік-жер металдарының тұздарының көпшілігі (сульфат, карбонат, фосфат) нашар еритін заттар. Радий, әсіресе барий қасиеттес болғанымен, радиоактивті болғандықтан оның химиясы аз зерттелген.
Алу тәсілдері
1. Сілтілі жер металдарының оксидтерін қарапайым заттардан алуға болады -- металдарды оттегімен тотықтыру:

2Ca + O2 -- 2CaO

2. Сілтілі жер металдарының оксидтерін кейбір оттегі бар тұздардың -- карбонаттардың, нитраттардың термиялық ыдырауы арқылы алуға болады.

Мысалы, кальций нитраты кальций оксиді, азот оксиді (IV) және оттегіне ыдырайды:

2Ca(NO3)2 = 2СuО + 4NO2+ O2
MgCO3 -- MgO + CO2

СаСО3 -- СаО + СО2

3. Магний және бериллий оксидтерін гидроксидтердің термиялық ыдырауы арқылы алуға болады:

Mg(OH)2 -- MgO + H2O

Олар негізінен ВeО - амфотерлі оксидтен басқа негізгі қасиеттерді көрсетеді.

Қышқылдармен және қышқыл оксидтерімен реакциялар:

BaO + HCl -- BaCl2 + H2O

CaO + H2SO4 -- CaSO4 + H2O

MgO + SO3 -- MgSO4

CaO + CO2 -- CaCO3

CaO + SiO2 -- CaSiO3

Сумен Реакция. Оған бериллий оксидінен басқа барлығы кіреді.

CaO + H2O -- Ca(OH)2

MgO + H2O -- Mg(OH)2

Амфотерлі бериллий оксиді
Бериллий оксидінің амфотерлі қасиеттері ерекше назар аударуды қажет етеді. Бұл оксид қос қасиетке ие: қышқылдармен әрекеттесіп, тұздар түзеді, ал негіздермен күрделі тұздар түзеді.

BeO + HCl = Bacl2 + H2O

BeO + NaOH + H2O -- Na2[Be(OH)4] (натрий тетрагидроксобериллаты)

Егер реакция жоғары температурада жүрсе (балқымада), күрделі тұз пайда болмайды, өйткені судың булануы жүреді:

Bao + NaOH = Na2BeO2 + H2O (натрий бериллаты)

BeO + Na2O -- Na2BeO2
Мырыш оксиді (мырыш оксиді) ZnO - түссіз кристалды ұнтақ (алтыбұрышты жүйенің кристалдары), суда ерімейді, қыздырғанда сарғайған. мырыш оксидінен тұратын белгілі табиғи минерал цинкит.
Мырыш оксиді - жолақты саңылауы 3,36 эВ болатын тікелей саңылау жартылай өткізгіш. Стехиометриялық қатынастың оттекті байытуға табиғи ауысуы оған электрөткізгіштік түрін береді. Жылу өткізгіштігі: 54 Вт (м К)
Қыздырғанда зат түсі өзгереді: мырыш оксиді сарыға айналады, бөлме температурасында ақ. Бұл жолақ саңылауының төмендеуімен және жұтылу спектрінің ультрафиолет аймағынан көк аймаққа жылжуымен түсіндіріледі.
1350 - 1800 °C температурада мырыш оксиді сублимацияланады, сублимация мырыш оксидінің жоғары температура аймағында мырыш пен оттегіне ыдырау механизмі арқылы жүреді және төмен температура аймағында оксидтің пайда болуы, сублимация жылдамдығы ол жүргізілетін газ ортасының құрамына байланысты болады.
Мырыш оксидін алудың келесі әдістері бар:
Оттегідегі мырыш буын жағу ("Француз процесі").
Мырыштың кейбір тұздарының термиялық ыдырауы:
Zn ацетаты (CH3COO)2;
Zn(OH)2 гидроксиді;
znco3 карбонаты;
нитрат Zn (NO3)2.
ZnS сульфидін тотықтырғыш күйдіру.
Гидротермальды синтез арқылы [5]
Қара металлургия зауыттарының, әсіресе металл сынықтарын өңдейтін зауыттардың шаңы мен шламдарынан алу (құрамында мырышталған Темірдің едәуір бөлігі бар).
Химиялық тұрғыдан мырыш оксиді амфотерлі - тиісті мырыш тұздарын қалыптастыру үшін қышқылдармен әрекеттеседі, сілтілердің ерітінділерімен әрекеттескенде күрделі үш - тетра және гексагидроксоцин түзеді (мысалы, Na2[Zn(OH)4], Ba2[Zn(OH)6] және т. б.).
1000°С жоғары температурада көміртегімен, улы газбен және сутегімен мырыш металына дейін тотықсызданады:

ZnO + C = Zn + CO;
ZnO + CO = Zn + CO2;
ZnO + H2 = Zn + H2O.
Сумен әрекеттеспейді. Амфотерлік қасиеттерін көрсетеді, қышқылдар мен сілтілердің ерітінділерімен әрекеттеседі:

ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O;
ZnO + 2NaOH + H2O = Na2[Zn(OH)4].

Металл оксидтерімен немесе сілтілерімен әрекеттесу кезінде цинкаттар түзіледі:

ZnO + CoO = CoZnO2;
ZnO + 2NaOH = Na2ZnO2 + H2O.

Бор оксиді мен кремний диоксидімен балқыған кезде мырыш оксиді шыны тәрізді бораттар мен силикаттар түзеді, мұнда катион болады:

2ZnO + SiO2 = Zn2SiO4,
ZnO + B2O3 = Zn(BO2)2.

Оттегіне қатысты теллур өзін күкірт және селенге ұқсас қатынаста ұстайды. Реакцияның жүру жағдайына байланысты оттегімен әрекеттескенде теллурдың тотықтары түзіледі: монооксиді - TeO (88,86 % масс.Te), диоксиді - TeO2 TeO2(79,95 % масс.Te) және триоксиді - TeO3 (72,67 % масс.Te). Te3O7 қосылысының бар болуы мүмкін [24].
Теллур оттегімен TeO, TeO2, TeO3, Te2O5, Te4O9 сияқты бес түрлі оксид түзеді. Осы қосылыстардың ішіндегі теллурдың негізгі кең тараған оттекті қосылыстары үшеу: TeO, TeO2 және TeO3 оксидтері.
Теллур монооксидін TeO теллур сульфитін TeSO3 230°С-да вакуумда айыру арқылы алады:

TeSO3 -- TeO + SO2

Алынған TeO монооксиді қара түсті, ауада жеңіл тотығады да TeO2 түзеді. Монооксидті вакуумда жоғары температурада, диспропорциялану реакциясы жүріп, элементарлы теллур және теллур оксидіне ыдырайды [25]:

2TeO=Te+TeO2
Соңғы реакцияда TeO газдық фазада болады: , .

Көрсеткіш
Α-TeO2
β-TeO2
Te4O9
Te2O5
α -TeO3
β-TeO3
Түсі
түссіз
түссіз
сұр
сұр
сары
сұр
Сингония
Ромб.
Тетрагон.
Гексагон.
Моноклин.
-
Ромбоэдр.
Элементар ұяшықтардың параметрі:
а, нм
b, нм
с, нм
β, град

0,550
1,175
0,559
-

0,481
-
0,762
-

0,932
-
1,4486
-

0,5368
0,4696
0,7955
104,82

-
-
-
-

0,518
-
-
56,41
Тығыздығы, гсм3
5,42
5,93
5,9
6,12
4,18
6,22
Балқу темп., °С
-
732
608
600
ыдырайды
ыдырайды
Ср0 , Дж(моль·К)
-
61,38
250,1
132,7
-
71,47
Нобр0, кДжмоль
-
-320,75
-
-
-
-391,2
S2980, Дж(моль·К)
-
70,40
267,3
133,8
-
63,48

Теллур диоксиді-TeO2 формуласы бар теллур мен оттегінің бейорганикалық қосындысы, түссіз кристалл, суда ерімейді, қышқылды оксид, сілтілермен әрекеттесіп, теллур қышқылының тұздарын түзеді. Ол оптикалық шыны компоненті лазерлік технологияда қолданылады. Теллур қышқылының ангидриді. Табиғатта минералдар теллурит (β-TeO2) және парателлурит (α-TeO2) түрінде кездеседі. α -TeO2 оттегімен тотығу, HNO3 және HCl қоспасы, Н6TeO6 термиялық ыдырауы, H2TeO3 - ке NH3 әрекеті арқылы алынады. β-TeO2 монокристалдары балқымадан Чохраль әдісі немесе гидротермальды синтез бойынша өсіріледі. Парателлурит құрылымында теллур атомы бұрмаланған октаэдр түзетін алты оттегі ионымен қоршалған . Мұндай октаэдрдегі оттегі иондарының жұптары арасындағы қашықтық бірдей емес және 0,191; 0,209 және 0,289 нм құрайды. Парателлурит (β-TeO2 теллур оксиді) - бұл оптоэлектроникада, акусто-оптикада кеңінен қолданылатын, сонымен қатар инфрақызыл диапазондағы оптикалық талшықтардың компоненттері ретінде кездесетін материал. Атындағы Ресей химиялық техникалық университетінің химиктері DI. Менделеев параллелит синтезінің теллур буының құрғақ оттегіде жануының жаңа әдісін жасады. Жаңа әдіс пайда болғанға дейін парателлурит өнеркәсіптік жолмен алынған, химиялық тазалығы қолданылудың шектелуіне әкелді. Ғалымдар термоядролық қондырғының жобасын жасап, оны жүзеге асырды. Нәтижесінде, парателлуриттегі қоспалардың массалық үлесі 0,000006% дейін айтарлықтай төмендеді, бұл өнеркәсіптік әдіске қарағанда шамасы - 0,0001% -ға аз. Зерттеудің негізгі нәтижелері Journal of Alloy and Compounds журналында жарияланған.
Ғалымдардың айтуы бойынша, парателлуриттің бір кристалдары арқылы жоғары сапалы акусто-оптикалық модуляторлар жасалады. Теллурий оксиді - бұл инфрақызыл диапазондағы оптикалық талшықтарды өндіру үшін қолданылатын көзілдіріктің бөлігі. Бұл талшықтар хирургиялық және өндірістік лазерлерде кездеседі. Өнеркәсіпте теллур азот қышқылымен ылғалды тотықтырылады, қайта кристалдану, булану және жоғары температуралық өңдеу. Бұл процесс өнімнің көп мөлшерін шығарады, бірақ синтез кезінде қауіпті қалдықтарды құрайтын көптеген қоспалары болады, сондықтан бұл қолайлы емес.
Парателлурит - бұл қазіргі заманғы оптоэлектроника үшін өте маңызды материал. Бірыңғай кристалдар ретінде ол акустикалық-оптикалық модуляторларды - таратылатын жарықтың қарқындылығын өзгертетін құрылғыларды, атап айтқанда, лазерлік сәулені жасау үшін қолданылады. Парателлурит сонымен қатар инфрақызыл диапазонда жұмыс істей алатын оптикалық талшықтарды өндіруге арналған көзілдірік шикізаты ретінде қолданылады. Мұндай материалдың жоғары тазалығына ие болу өте маңызды, өйткені кішігірім қоспалар да оптоэлектрондық құрылғылардың тиімділігін төмендетуі мүмкін , - дейді Ресей химия-технологиялық университетінің химия және кристалдар технологиясы кафедрасының меңгерушісі DI. Менделеева Игорь Христофорович Аветисов.
Көптеген басқа теллур қосылыстары сияқты, жоғары концентрациядағы теллур (IV) TeO2 оксиді адамдар үшін улы болып табылады. Оның улылығы бойынша селен диоксидінен біршама төмен. Теллур диоксиді ромбтық сингонияның β-TeO2 түссіз кристалдарын құрайды, p Cab кеңістіктік тобы, ұяшық параметрлері a = 0,550 нм, b = 1,175 нм, c = 0,559 нм, Z = 8. 485 °C кезінде α-TeO2-тетрагональды сингония фазасына өтеді, p 41212 кеңістіктік тобы, ұяшық параметрлері a = 0,481 нм, c = 0,762 нм, Z = 4.Балқытылған күйде бұл қызыл сұйықтық. Суда ерімейді, рПР = 53,52.
Теллур диоксидін (теллурлы ангидрид) алудың бірнеше тәсілдері бар:

-теллурды концентрлі азот қышқылымен буландыру арқылы алынады:

2Te + 9HNO3 = Te2O3(OH)NO3 + 8NO2 + 4H2O

Te2O3(OH)NO3 -- 2TeO2 + HNO3
-теллур қышқылын тигель табақшада ыдыратып алады:

H6TeO6 --TeO2 + (12)O2 + 3H2O
- теллурды ауамен, оттекпен, азот диоксидімен тотықтырып алады. TeO2 қышқыл ангидриді болса да, суда өте аз ериді:

TeO2+ H2O -- H2TeO3

Тұз қышқылында ерітуге болады:

TeO2 + 4HCl -- TeCl4 + 2H2O
Қышқылдармен әрекеттесіп оксотұздар түзеді:

2TeO2 + 2HCl -- Te2O3Cl2 + H2O
2TeO2 + H2SO4 -- Te2O3SO4 + H2O

Концентрацияланған галоген-сутекті қышқылдармен әрекеттескен кезде кешен түзеді :

2TeO2 + 6HI -- H2[TeI6] + 2H2O

Гидроксидтермен және сілтілі металл оксидтерімен әрекеттесіп, теллуриттер түзеді:

TeO2 + 2NaOH -- Na2TeO3 + H2O
TeO2 + K2O -- K2TeO3

Қатты қызған кезде қайтымды ыдырайды:

2TeO2--2TeO + O2
Сутегімен қалпына келеді:

TeO2 + 2H2-- Te + 2H2O

Теллур триоксиді - TeO3 формуласымен теллурий мен оттегінің бейорганикалық қосылысы. Ол екі модификацияда болады: α-TeO3 - ашық сары түсті аморфты зат және β-TeO3 - сұр кристалдар. Салқын сумен баяу реакцияға түседі. Теллур қышқылының ангидриді. α-TeO3 360 ° C-тан жоғары температурада Te2O5 және Te4O9 аралық түзілуімен TeO2 дейін ыдырайды; парамагниттік; күшті тотықтырғыш, Al, Sn, C, P, S-мен оңай әрекеттеседі; концентрацияланған тұз қышқылында қайнату арқылы TeO2 дейін тотықсызданады. α-TeO3 сілтілердің, ыстық тұз қышқылының концентрацияланған ерітінділерінде ериді. Әлсіз ортотеллур қышқылының түзілуі үшін сумен баяу әрекеттеседі Н6ТеО6 -- түссіз кристалдар; екі формада болады -- кубтық α және моноклиндік β; қыздырылған кезде β-форма α -- ға өтеді; 300-320 °C дейін қыздырғанда және 10-1 Па қысымында TeO3 ∙ xH2O түзіліп ыдырайды, мұндағы x = 0,01-0,15, ол α-TeO3 ретінде сипатталады; Н6ТеО6 ыстық суда және минералды қышқылдарда оңай ериді (HNO3 қоспағанда); күшті тотықтырғыш, KI-ден I2 бөледі, HCl, HBr және т.б. тотықтырады; H2SO4 қатысуымен TeO2 сутегі асқын тотығымен тотығады. 350-400 °C температурада жабық ампулада α-TeO3 артық сумен қызған кезде β-TeO3 түзіледі; ол α-TeO3-ке қарағанда аз реактивті, суда, концентрацияланған қышқылдарда және сілтілерде ерімейді, 150 °C дейін қызған кезде сумен әрекеттеспейді ; қызған кезде ыдырайды: ; диамагнитті, Н6ТеО6-ны H2SO4 қатысында 320 °C дейін қыздырған кезде алынады. Монокристалдар гидротермальды синтез арқылы өсіріледі. TeO3-теллураттарды алу кезіндегі аралық өнім.
Қыздырған кезде теллур қыгқылы ыдырайды:
Н6ТеО6 = TeO3 + 3Н2О (300 °С дейін қыздырған кезде)
2ТeО3 = 2ТeО2 + О2 ( 300 °С қыздырған кезде)
Теллур триоксиді сілтілердің концентрацияланған сулы ерітінділерінде ғана ериді:
ТeО3 + NаОН = Na2ТeО4 + Н2О

Температураны 200°C көтергенде бор түсті болады, ал 400°C жоғары температурада молекулаішілік тотығу-тотықсыздану реакциясы жүреді:

2TeO3 = O2 + TeO2

-ті шамамен 320°C-да таза H6TeO6-ны бірнеше тамшы H2SO4 қатысында қыздырып алады [30].
Теллурдың триоксиді TeO3 теллур қышқылын 600-6500С-да айыру арқылы алынады, ары қарай температураны жоғарылатса мына реакция жүзеге асады:

TeO3 -- TeO2 + 12O2

Көрсетілген жағдайда алынады. Ол сары түсті ұнтақ, суда ерімейді деуге болады, бірақ күйдіргіш калийдің концентрлі ерітіндісінде ериді.

TeO3+ KOH -- K2TeO4 + H2O

1.2 Теллурдың оксоқосылыстарының, соның ішінде аралас металдар теллуриттерінің алынуы және қасиеттері

H2TeO3 - әлсіз қышқылға жатады, полимерленуге икемі бар. Оның құрамы ауыспалы. Сондықтан жалпы түрде TeO3∙H2O формуласымен көрсетуге болады. Амфотерлік қасиет көрсетеді.
Теллурлы қышқылды H2TeO3 теллурит ерітіндісіне азот қышқылымен әсер етіп алуға болады. Ол ақ аморфты зат, қышқыл тәрізді, бірақ әлсіз болып келеді. H2TeO3 таза күйінде әлі алынған емес, оны ерітіндіден алған кезде су молекулаларының бөлшектерімен изополиқышқылы, жалпы формуласы түзіледі. Құрғақ күйінде су бөлшектерін жоғалтады, сонда да бірнеше күнге дейін қасиеттері өзгермейді.
Теллуриттерді теллурдың диоксидін сілтілермен әркеттестіріп алуға болады:

(1.33)

Сілтілік металдардың теллуриттері суда жақсы ериді, түссіз. Басқа металдардың теллуриттері суда ерімейді. Теллуриттер 10000С-қа дейін тұрақты, көбісі балқиды. Ал ерігіштігіне қарамастан ауыр металдардың теллуриттері кристаллогидраттар түзеді. Мысалы, . Сілтілік металдардың теллурит ерітінділері қышқылданған кезде ақ түсті аморфты тұнба түзіледі. Сонымен қатар, теллурдың тетрагалогендерін гидролизге ұшыратқанда суда мүлде ерімейді (180С-да 10-6 мольл ). Бұл өте тұрақсыз қосылыс, тіпті бөлме температурасында қасиеттерін өзгертеді, бірақ су астында ешқандай өзгеріссіз ұзақ уақыт сақталады [32].
Теллурлы қышқыл тотықтырғыш ретінде селенді қышқылдан әлсіздеу, ол HI және FeSO4 әсерінен қалыпқа келмейді.
H2TeO4 - теллур қышқылы. Тотығу дәрежесі +4 теллурды +6 теллурға дейін тотықтырғанда теллур қышқылы түзіледі.

(1.34)

H6TeO6 - ортотеллур қышқылы ақ түсті кристалды зат. Ыстық суда жақсы, суық суда нашар ериді.
Температура 100С-тан төмен болғанда сулы ерітіндіден тетрагидрат түрінде кристалданады. Қышқылда нашар ериді. Спирт және басқа органикалық заттарда мүлдем ерімейді. Ауада өзгермейді. Бұл өте әлсіз қышқыл. 250С-де оның бірінші диссоциациялану константасы 6,8∙10-7, екіншісі 4,1∙10-11 тең. Химиялық түрде теллур қышқылының активтігі аз. 3000С-тан жоғарыда TeO3 және су бөле ыдырайды. Сонымен қатар, барлық сутек атомдарының орнын металдар басуы мүмкін. Мысалы, , ортотеллураттары белгілі. Ортотеллур қышқылын қыздырғанда теллурдың триоксиді пайда болады:

(1.35)

100-2000С-да ортотеллур қышқылын сусыздандырса, полиметателлур қышқылы түзіледі. Ол ақ аморфты зат, суда нашар ериді [33].
Теллураттар сульфаттар және селенаттардан ерекше. Олардың құрамында октаэдрлік TeO6 тобы бар. Te(VI) алты оттегі атомдарымен октаэдрлі координацияланған. Мысал ретінде TeO(OH)немесе [Te2O8(OH)4]6-изоэлектронды жұптарын айтуға болады. Теллурдың құрылымдық химиясы соңғы полиядролы топтардың, тізбектердің немесе үш өлшемді торлардың түзілуімен, оттегі атомдарының ортақтастырылуымен жүретін координациялық октаэдрлердің әртүрлі тәсілдермен бірігуінің көрінісі. Теллурдың координациялық қоршауы жартысы немесе барлығы сутегімен байланысқан алты оттегі атомдарынан тұрады. Мұндай координациялық топтар екі октаэдрге ортақ бір оттегі атомдарымен, екі оттегі атомымен (ортақ бұрышы бар құрылым) немесе екі оттегі атомдарының ортақтастырылуы арқылы (ортақ бүйірлері бар құрылымы) біріге алады. Бірақ параллель емес ортақ бүйірлері бар тізбектің шексіз көп конфигурациясы болуы мүмкін. Na2TeO4 құрылым (CaTeO4 және SrTeO4) құрылыстарында жалпы түрде жазылуы ирек тәрізді тізбек. Ал тізбегі спираль тәрізді конфигурацияға ие болады. Соңғы тұзда Li(LiTe)O4 шпинелінің бұрмаланған құрылысы бар.
Li6TeO6 құрылысында дискретті иондары, Li4TeO5 - димерлі иондары, LiTeO4-те тізбектер, TeO3-те үшөлшемді торлар бар. Теллураттар және теллур қышқылдарында басқа құрылымдық варианттары болуы мүмкін. Мысалы, H2TeO5 құрылымы TeO2(OH)4 топтарынан құралған сызықты тізбек. Бұл қосылыстардағы байланыстар ұзындығы келесі Te(OH)6 қосылысында 1,9 (электронография) Te-O үшін 1,85 және Te-O үшін 1,97 K[TeO3(OH)] K[TeO3(OH)] қосылысында: [(NH4)2[TeO2(OH)4]] қосылысында Te-O үшін 1,87 және 1,96 Te-OH үшін: Ca3TeO6 қосылысында 1,92.
Теллураттардың құрылымдық химиясы оттегі атомдарын қоса отырып полиядролы топтар, тізбек немесе үшөлшемді торлар құратын координациялық октаэдрлердің әр түрлі жолмен бірігуін көрсетеді. Теллур атомы алты оттегі атомымен октаэдрлі координацияланған. Мұндай координациялық топтар әр октаэдр жұбы ортақ оттегі атомы арқылы (ортақ төбелі құрылысы) немесе екі оттегі атомын ортақтау (ортақ қабырғалы құрылысы) арқылы бірігеді. Бұл бірігу Na2TeO4, CaTeO4, SrTeO4 құрылыстарында байқалады. Тізбек негізінде иректі құрылысты болады, мұндай құрылыс TeCl4 кездеседі. Ал, Li2TeO4 құрылысы спиральді, ортақ параллель емес қабырғаларымен байланысқан. M6TeO6 (M-Li, K, Na) құрылысы TeO6 октаэдрлерінің 2, 4, 6 оттегі атомдарымен бірігуін көрсетеді [34].
Құрамында теллур оксидтері бар фазалардың кристаллохимиясы ежелден көптеген ғалымдардың қызығушылығын тудырды. Бұл қызығушылық, бір жағынан, Te IV жалғыз Электрон жұбының стереохимиялық белсенділігіне негізделген қосылыстардың гетерогенділігіне байланысты, екінші жағынан, бұл жаңа пироэлектрлік және сызықты емес оптикалық материалдар ретінде теллуриттерді қолдануға байланысты болжамдарға негізделген. TeIV оксидтерінің әртүрлі топтарының кристаллохимиялық ерекшеліктері талданды. Соңғы жылдары әртүрлі металдар мен қос TeIV оксидтерінің белгілі құрылымдары көп болды, осыған байланысты қосылыстардың кейбір құрылымдық ерекшеліктерін анықтауға болады.
M2teo3 ([TeO2] [M2O] = 1) құрамындағы M2IO - TeO2 (m - Сілтілік металдар, Ag, Hg) жүйелерінің барлық фазаларын құруға болады.Алайда, бұл теллуриттердің құрылымы бірдей емес. Яғни, M2TeO3 құрамындағы барлық теллуриттердің құрылымы әртүрлі [1]. Құрамында теллурс бар бөлшектер құрылымының негізі TeO3 тобының тригональды-пирамидалық формасы бар оттегі атомдарынан тұратын тең жақты үшбұрыштың шыңдарында орналасқан. Теллур атомы пирамиданың жоғарғы жағында, ал оның астында жалғыз электрон жұбы (Е) орналасқан. Осыған қарамастан, бұл теллуриттердің изоструктурасы жоқ. Теллуриттерде (M2O - TeO2) TeO3 тобы тригональды пирамида пішініне ие, құрамында теллурс бар бөліктердің құрылымдарының негізі болып саналады. Бұл топ тұрақты үшбұрыштың шыңдарында орналасқан оттегі атомдарынан тұрады. Теллур атомы пирамиданың жоғарғы жағында орналасқан, ал жоғарыда жалғыз электрон жұбы (Е) орналасқан (1-сурет).
Li2teo3 құрамындағы әрбір TeO3 пирамидасындағы оттегі негіздері бір-біріне қарама-қарсы орналасқан, ал теллур атомдары екі оттегі қабатының жоғарғы бөлігінде орналасқан. Бұл қабаттардың тетраэдрлік тесіктерінде литий атомдары бар, оның координациялық полиэстердің құрылымын өзгертілген тетраэдр LiO4 (Li - O 1,96 Å) деп жазуға болады. Lio4 тетраэдрлері бір-бірімен және шыңмен, ал TeO3 полиэстерімен тек шыңдар арқылы байланысады. Li2teo3 кристалды торы моноклиндік сингониямен сипатталады, кеңістіктік С2 с тобын көрсетеді, Қос қабаттарда айна симметриясының аздап бұралуы бар және 1 кезеңде қабатты реттеуге әкеледі.
Na2teo3 құрамындағы натрий атомы қатты бұрмаланған оттегі атомдарының октаэдрлерімен қоршалған (Na - O = 2,34 - 2,63 Å). Егер сіз үш күшті байланыстың орнына (Te - O = 1,877 Å) үш әлсіз байланысқа (te - O ~ 3,0 Å) жақын орналасқан оттегі атомдарына назар аударсаңыз, онда теллурды үйлестіруді қатты бұрмаланған октаэдр деп санауға болады. Яғни, бұл жағдайда октаэдрлік жақтардың жақтауынан тұратын MO6 құрылымын NaCl типінің туындыларын ұсынуға болады. Ag2TeO3 құрылымы Na2TeO3 құрылымына ұқсас. Cs2TeO3 құрылымында үш ромбтық перовскиттік жасушалардың екі формасы алынады(P321, a = 6.79; c = 7.97) және a3b3o9 кристалл-химиялық формуласы түрінде cs (CsTe2)o63. Мұнда перовскит торындағы цезий атомдары а позициясын алады, ал теллурмен бірге В позициясын алады. Перовскиттегі А типті атомдардың координациялық саны 12-ге тең, бірақ біздің жағдайда Cs 3-тен 9-ға дейін, Cs 1-ден 6-ға дейін, яғни бұл қосылыста теллурды үйлестіру үш жақын орналасқан оттегі атомдарымен анықталады, бірақ октаэдрдің қалған шыңдары оттегі атомдарының еркін топтарымен өзара әрекеттеспейді. K2teo3, Rb2TeO3 және Cs2TeO3 теллуриттері бірдей құрылымға ие. Бұрын қарастырылған TeO3 тобы тригональды пирамида түрінде MIITeO3 құрамындағы оксидтердің негізгі құрылымдық бөлігі болып саналады (MII = Cu, Ba, Zn, Cd, Pb, Mn, Co, Ni). Бұл құрылымдарда теллур триоксидтерінің полиэдрлері бір-бірімен байланысты емес. Znteo3, CdTeO3, PbTeO3 молекулаларының құрылымдары үш өлшемді тор арқылы металл полиэстерімен байланысады және аздап бұрмаланған TeO3 пирамидасынан тұрады (Te - O = 1,88 Å). Srteo3 полиморфизмі қызығушылық тудырады, бірақ CaTeO3 құрылымы туралы ақпарат жоқ. Оның құрылымы BaTeO3 және MgTeO3 құрылымынан өзгеше екені белгілі.
TeO күрделі конфигурациясы CuTeO3 құрылымында кездеседі. Бұл құрылымда эквивалентті теллурдың екі кристаллографиялық атомдары жинақталады. (Te1) c.ch. = 3 тригональды пирамиданың жоғарғы жағында орналасқан, екіншісі (Te2) үш жақын орналасқан және бір алыс орналасқан оттегі атомдарынан тұрады, осылайша c.h. (Te2) = 3 + 1. Бұларды пирамидалардың үш компонентінің қосымша оттегі атомдары ретінде қарастыра отырып, Te1O3 ең маңызды болып саналады және Te2O6 негізгі құрылымдық бөлшегі тұрады.
Te2O6 тобы мыс атомдарымен қосылып, үштік қаңқаны құрайды. M2TeO3 типіндегі фазалардан басқа, [TeO2] [M2O] = 2: 1 қатынасы бар қосылыстар белгілі; 4: 1. Сілтілік металдардың ішінде тек Cs2Te2O5 және Cs2Te4O9 құрылымдары зерттелген.
Cs2Te2O5 қосылысының құрылымы перовскиттің құрылымына ұқсас, сондықтан формуланы Cs2Te2O5 түрінде жазуға болады.
NiTe2O5 қосылысының құрылымы басқаларынан ерекшеленеді. Ол Te3O7 тізбектерінен және TeO3 тригональды топтарынан тұрады. Бұрын біз тригоналды TeO3 топтарын құруды қарастырдық. Te3O7 тізбегіндегі екі теллур атомы жалпы оттегі атомы арқылы Te2O5 пирамидасымен байланысқан және TeO3 топтарының шыңында орналасқан. Бұл қосылыстардың құрылымын Ni2 [TeO3] · [Te3O7] формуласы түрінде жазуға болады.
Жоғарыда біз тек TeO3 пирамидасының күрделі комплекстерінің пайда болуын ғана емес, сонымен қатар Te2O5 полиэдрінің түзілуін қарастырдық, бірақ бұл полиэдр теллур (IV) оксидінің туындысы болып саналмайды. Теллурий (IV) оксидінің туындыларына (TeO3E қоспағанда) үш экваторлық төбеден, TeO4E типті екі координациялық полиэдрадан тұратын бипирамидалар жатады. Үшбұрыштың экваторлық жазықтығының төбесінде теллур атомының жалғыз электрон жұбы - Е атомы орналасқан [2].
20 ° C температурада Cs2SO4 және H6TeO6 0,1 М сулы ерітінділерінің қоспасынан тұратын Cs2SO4 * H6TeO6 (I) тұзы. Ерітінді бейтарап құрғатқышқа қойылды. Еріткіштің жартылай булануынан кейін ауада алтыбұрышты тақта түрінде тұрақты түссіз мөлдір кристалдар тұнбаға түсті. Cs2SO4 * H6TeO6 тұзының жылулық тұрақтылығы DTA әдісімен Паулик-Паулик-Эрдей жүйесінің Q-1500D дериватографында анықталды (сынама ауада 0 - 700 ° C температурада қыздырылды, қыздыру жылдамдығы 5 K мин). Тұздың рентгендік құрылымдық талдауы 18 ° C температурада KM-4 төрт шеңберлі дифрактометрде жүргізілді (KUMA-дифракциясы, графит монохроматоры; MoKα - сәулелену, ω 2θ - сканерлеу). Тәжірибеде диаметрі ≈ 0,3 мм болатын жіңішке алты бұрышты тақта түріндегі үлгі қолданылды. I-нің кристалдары алты бұрышты: a = 7.455 (1), c = 33.303 (7) Å, sp.gr. R3c, V = 1602.9 (5) Å3, Z = 6, ρ (калькуляция) = 3.447 г см3, μMo = 10.720 мм-1. Бірлік ұяшық параметрлері map = 5 - 10 ° бұрыштар диапазонында 25 кескіндеу көмегімен анықталды және нақтыланды. I = 2σ (I) бар 396 эксперименттік шағылыстың жинағы 0,5 ° θ 45,11 ° бұрыштар аралығында жүргізілді. Құрылым SHELXS-97 бағдарламалық жасақтамасын қолдана отырып тікелей әдіспен анықталды және SHELXS-97 бағдарламалық жасақтамасын анизотроптық жуықтауда толық матрицалық ең кіші квадраттар әдісімен нақтыланды.
I қосылыстың құрылымында сутектік байланыстардың үш өлшемді желісі табылды. Алайда, тұздың протон өткізгіштігі өте төмен (температура ауқымы 20-дан 100 ° C-қа дейінгі аралықта 10-8 Ом-1 см-1). Үлгіні қыздыру екі фазалық ауысумен бірге жүреді - 217 және 227 ° C температурада. Протон өткізгіштігінің мәні төмен температуралы аймақта (217 ° C дейін) 10-10 Ом-1 см-1 және жоғары температура аймағында 10-8 Ом-1 см-1 құрайды. Алайда I тұзының термиялық анализінің нәтижелері көрсеткендей, 178 ° C температурада болатын алғашқы және жалғыз өзгерістер заттың ыдырауымен байланысты (екі су молекуласын жою)
Құрамында литий оксиді бар жүйелердегі қатты фазалық синтез кезінде пайда болған қосылыстар химиялық ток көздерінің және электр энергиясын жинақтайтын құрылғылардың, электромолиттер ретінде термоядролық реактор жамылғысына арналған функционалды материалдар ретінде пайдалану үшін перспективалы болып табылады. Атап айтқанда, литий теллурит Li2TeO3 - литий ионының өткізгіштігі бар суперионды қосылыс немесе қатты электролит. Литий және теллур оксиді негізінде литий теллуритімен салыстырғанда өткізгіштігі жоғары және суперонионды фазаға ауысудың төмен температурасымен сипатталатын жаңа композициялардың қосылыстарын алу үшін үш немесе одан да көп оксидтерден тұратын жүйелер қолданылады. Li2O - TeO2 - Сr2O3 жүйесінде LiCrTeO4 құрамына сәйкес келетін екі жаңа α- және β-фазалардың түзілуі белгіленді. Бұл фазалардың кристалдық құрылымы литий, теллур және хром оксидтері жүйесіндегі шыны тәрізді қатты фазалы синтез өнімін сөндіру кезінде қалыптасады. Химиялық байланыстар, атомаралық арақашықтықтар, иондардың тотығу дәрежесі, гиперфиндік магнит өрістері және өтпелі элементтердің оксидтері бар қосылыстардың басқа физико-химиялық қасиеттері туралы мәліметтер алу үшін NMR, EPR және магнитохимия әдістері өте перспективалы болып табылады. NMR және EPR спектрлерін жазып, магниттік сезімталдығы мен магниттелуін өлшеу үшін поликристалды LiCrTeO4 ұнтағының ұсақ фракциясы (-60 ... + 100 тор) қолданылды. Үздіксіз түсіру режимінде детектордың қозғалыс жылдамдығы 1 градус мин болған DRON-3 (CuKα) дифрактометрінде осы үлгінің рентгендік дифракциялық анализі негізгі фазаның (≈ 90%) ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.