ટેલુરિયમ (Te): ગુણધર્મો, પ્રતિક્રિયાઓ અને મહત્વ

પરિચય

ટેલુરિયમ (Te) એ આવર્ત કોષ્ટકના સમૂહ 16 (ચેલ્કોજન્સ) માં જોવા મળતો એક બરડ, ચાંદી-સફેદ મેટલોઇડ તત્વ છે. જોકે તે પ્રમાણમાં દુર્લભ છે, તેના અનન્ય સેમિકન્ડક્ટર ગુણધર્મો અને વિશાળ શ્રેણીના સંયોજનો બનાવવાની ક્ષમતા તેને વિવિધ ઉચ્ચ-તકનીકી એપ્લિકેશન્સમાં નિર્ણાયક બનાવે છે. તેનું રાસાયણિક વર્તન ધાતુઓ અને અધાતુઓ વચ્ચેની મધ્યવર્તી લાક્ષણિકતાઓ દર્શાવે છે, જે મેટલોઇડ તરીકેની તેની સ્થિતિ સાથે સુસંગત છે.

CBSE/JEE ક્વિક રિવિઝન નોટ્સ

• પરમાણુ ક્રમાંક (Z): 52
• પરમાણુ દળ (A): 127.60 u
• સંજ્ઞા: Te
• સમૂહ: 16 (ચેલ્કોજન્સ)
• આવર્ત: 5
• બ્લોક: p-બ્લોક
• વર્ગીકરણ: મેટલોઇડ
• સામાન્ય ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ: -2, +2, +4, +6
• STP પર ભૌતિક સ્થિતિ: ઘન
• પ્રકૃતિ: બરડ, ચળકતું, ચાંદી-સફેદ. બહુરૂપતા દર્શાવે છે.
• વિદ્યુતઋણતા (પોલિંગ): 2.1
• ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણી: [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁴

ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી અને બંધન વર્તન

ટેલુરિયમની ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁴ છે અથવા ટૂંકમાં, [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁴ છે.

• વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન: છ વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન (5s² 5p⁴).
• બંધન: અન્ય ચેલ્કોજન્સની જેમ, ટેલુરિયમ મુખ્યત્વે સહસંયોજક બંધ બનાવે છે.
  • -2 ઓક્સિડેશન અવસ્થા: તેના 5p સબશેલને પૂર્ણ કરવા માટે બે ઇલેક્ટ્રોન મેળવીને પ્રાપ્ત થાય છે, જે સામાન્ય રીતે ટેલ્યુરાઇડ્સમાં જોવા મળે છે (દા.ત., H₂Te, Na₂Te).
  • +2 ઓક્સિડેશન અવસ્થા: ઓછી સામાન્ય છે, પરંતુ ખાસ કરીને હેલોજન સાથે થઈ શકે છે.
  • +4 ઓક્સિડેશન અવસ્થા: સૌથી સ્થિર અને સામાન્ય હકારાત્મક ઓક્સિડેશન અવસ્થા, બંધન માટે બે 5s અને બે 5p ઇલેક્ટ્રોનનો ઉપયોગ કરે છે (દા.ત., TeO₂, TeCl₄).
  • +6 ઓક્સિડેશન અવસ્થા: બધા છ વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોનને સામેલ કરીને પ્રાપ્ત થાય છે, જે ઘણીવાર ઓક્સિજન અથવા ફ્લોરિન જેવા અત્યંત વિદ્યુતઋણ તત્વો સાથે જોવા મળે છે (દા.ત., H₂TeO₄, TeF₆).
• ધાત્વીય લાક્ષણિકતા: ઓક્સિજન, સલ્ફર અને સેલેનિયમની સરખામણીમાં, ટેલુરિયમ વધુ ધાત્વીય લાક્ષણિકતા દર્શાવે છે, જે તેની ઉચ્ચ વાહકતા અને તેના ઓક્સાઇડ્સના ઉભયધર્મી સ્વભાવમાં પ્રતિબિંબિત થાય છે.

મહત્વપૂર્ણ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ

1. ઓક્સિજન સાથેની પ્રતિક્રિયા

ટેલુરિયમ હવામાં અથવા ઓક્સિજનમાં બળીને ટેલુરિયમ ડાયોક્સાઇડ બનાવે છે. Te (s) + O₂ (g) → TeO₂ (s)

2. હેલોજન સાથેની પ્રતિક્રિયા

ટેલુરિયમ હેલોજન અને પરિસ્થિતિઓના આધારે વિવિધ હેલાઇડ્સ બનાવવા માટે હેલોજન સાથે સરળતાથી પ્રતિક્રિયા આપે છે. ફ્લોરિન સાથે ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ પસંદ કરવામાં આવે છે.

• ફ્લોરિન સાથે (ટેલુરિયમ હેક્સાફ્લોરાઇડ, Te(VI) બનાવે છે): Te (s) + 3F₂ (g) → TeF₆ (g)
• ક્લોરિન સાથે (ટેલુરિયમ ટેટ્રાક્લોરાઇડ, Te(IV) બનાવે છે): Te (s) + 2Cl₂ (g) → TeCl₄ (s)

3. એસિડ સાથેની પ્રતિક્રિયા

ટેલુરિયમ સામાન્ય રીતે બિન-ઓક્સિડાઇઝિંગ એસિડ્સ સાથે નિષ્ક્રિય હોય છે. તે પ્રબળ ઓક્સિડાઇઝિંગ એસિડ્સ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.

• સાંદ્ર નાઈટ્રિક એસિડ સાથે: Te (s) + 4HNO₃ (conc) → H₂TeO₃ (aq) + 4NO₂ (g) + H₂O (l) (ટેલુરિયમનું ટેલુરસ એસિડ, H₂TeO₃ માં ઓક્સિડેશન થાય છે)

• ગરમ સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથે: Te (s) + 2H₂SO₄ (conc, hot) → TeO₂ (s) + 2SO₂ (g) + 2H₂O (l) (કેટલાક કિસ્સાઓમાં, Te ના વિશિષ્ટ જટિલ કેટાયન જેમ કે Te₄²⁺ બની શકે છે, પરંતુ TeO₂ એક સામાન્ય ઉત્પાદન છે).

4. આલ્કલી સાથેની પ્રતિક્રિયા

ગરમ, સાંદ્ર આલ્કલી દ્રાવણમાં ટેલુરિયમ અસમાન વિતરણ (એક સાથે ઓક્સિડેશન અને રિડક્શન) માંથી પસાર થાય છે.

3Te (s) + 6NaOH (aq) → Na₂TeO₃ (aq) + 2Na₂Te (aq) + 3H₂O (l) (ટેલુરિયમનું ટેલ્યુરાઇટ (TeO₃²⁻, Te(+4)) માં ઓક્સિડેશન થાય છે અને ટેલ્યુરાઇડ (Te²⁻, Te(-2)) માં રિડક્શન થાય છે).

5. ટેલ્યુરાઇડ્સની રચના

ટેલુરિયમ સક્રિય ધાતુઓ (દા.ત., આલ્કલી ધાતુઓ, આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓ) સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને મેટલ ટેલ્યુરાઇડ્સ બનાવે છે.

2Na (s) + Te (s) → Na₂Te (s)

ઔદ્યોગિક અને જૈવિક મહત્વ

ઔદ્યોગિક મહત્વ

• મિશ્રધાતુઓ: ટેલુરિયમ સ્ટીલ, તાંબા અને સીસામાં ઉમેરવામાં આવે છે.
  • સ્ટીલમાં, તે મશીનિબિલિટી સુધારે છે.
  • તાંબામાં, તે વિદ્યુત વાહકતા ઘટાડ્યા વિના મશીનિબિલિટી વધારે છે.
  • સીસામાં, તે ખાસ કરીને બેટરી પ્લેટો અને કેબલ શીથિંગ માટે મજબૂતાઈ અને કાટ પ્રતિકાર વધારે છે.
• સેમિકન્ડક્ટર્સ: કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડ (CdTe) અને મર્ક્યુરી કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડ (HgCdTe) એ સોલાર સેલ, ઇન્ફ્રારેડ ડિટેક્ટર અને થર્મોઇલેક્ટ્રિક ઉપકરણોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા મહત્વપૂર્ણ સેમિકન્ડક્ટર્સ છે.
• થર્મોઇલેક્ટ્રિક સામગ્રી: બિસ્મથ ટેલ્યુરાઇડ (Bi₂Te₃) એ થર્મોઇલેક્ટ્રિક જનરેટર અને કૂલર (Peltier ઉપકરણો) માં એક મુખ્ય ઘટક છે, જે ગરમીને સીધી વીજળીમાં અથવા ઊલટું રૂપાંતરિત કરે છે.
• રબર વલ્કેનાઇઝેશન: રબરના વલ્કેનાઇઝેશનમાં ટેલુરિયમ સંયોજનો પ્રવેગક અને એન્ટીઑકિસડન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે.
• ઓપ્ટિકલ સ્ટોરેજ: ટેલુરિયમ મિશ્રધાતુઓનો ઉપયોગ કેટલાક ફેઝ-ચેન્જ ઓપ્ટિકલ ડેટા સ્ટોરેજ ઉપકરણોમાં થાય છે (દા.ત., ફરીથી લખી શકાય તેવી CD અને DVD).

જૈવિક મહત્વ

• ટેલુરિયમ મનુષ્ય અથવા અન્ય ઉચ્ચ જીવો માટે આવશ્યક તત્વ માનવામાં આવતું નથી.
• ઉચ્ચ સાંદ્રતામાં, ટેલુરિયમ અને તેના સંયોજનો ઝેરી હોય છે. તેના સંપર્કમાં આવવાથી શરીરમાં અસ્થિર ડાયમિથાઇલ ટેલ્યુરાઇડ, (CH₃)₂Te, ના નિર્માણને કારણે શ્વાસમાં લસણ જેવી ગંધ (ટેલુરિયમ શ્વાસ) આવી શકે છે.
• કેટલાક સૂક્ષ્મજીવો ટેલ્યુરાઇટ (TeO₃²⁻) સંયોજનોનું ચયાપચય કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે, ઘણીવાર તેમને તત્વીય ટેલુરિયમમાં ઘટાડે છે, જે કાળા ટેલુરિયમના જમાવટ તરફ દોરી શકે છે.