टेल्युरियम समजून घेणे: एक धातूसदृश मूलद्रव्य
टेल्युरियम (Te), ज्याचा अणुअंक ५२ आहे, हे आवर्त सारणीच्या गट १६ मध्ये ऑक्सिजन, सल्फर आणि सेलेनियमसोबत स्थित असलेले एक रासायनिक मूलद्रव्य आहे. याला अनेकदा धातूसदृश (metalloid) म्हणून वर्गीकृत केले जाते, याचा अर्थ ते धातू आणि अधातू यांच्या दरम्यानचे गुणधर्म दर्शवते. त्याच्या मूलद्रव्यीय स्वरूपात, टेल्युरियम एक ठिसूळ, चंदेरी-पांढरा घन पदार्थ असून त्याला धातूसारखी चमक असते. आवर्त सारणीतील त्याची अद्वितीय स्थिती त्याच्या रासायनिक वर्तनावर परिणाम करते, ज्यामुळे ते विविध अभिक्रियांमध्ये इलेक्ट्रॉन दाता आणि इलेक्ट्रॉन स्वीकारणारा दोन्ही म्हणून कार्य करू शकते.
रासायनिक अभिक्रियाशीलता
टेल्युरियमची अभिक्रियाशीलता साधारणपणे गट १६ मधील त्याच्या हलक्या समूहांतील सदस्य, जसे की सल्फर आणि सेलेनियम यांच्यापेक्षा कमी असते. याचे कारण त्याचा मोठा अणु आकार आणि संयुजा इलेक्ट्रॉनसाठी कमी आकर्षण हे आहे.
सामान्य अभिक्रियाशीलता
एक धातूसदृश (metalloid) असल्यामुळे, टेल्युरियम विविध ऑक्सिडेशन अवस्थांमध्ये संयुगे तयार करू शकते, ज्यात सामान्यतः -२, +२, +४ आणि +६ यांचा समावेश आहे. ते विशेषतः हॅलोजेन आणि सक्रिय धातूंशी अधिक अभिक्रियाशील मूलद्रव्यांशी प्रतिक्रिया देते. धातूंशी अभिक्रिया करताना, टेल्युरियम अनेकदा ऑक्सिडीकरण कारक (oxidizing agent) म्हणून कार्य करते आणि टेल्युराईड्स (ज्या संयुगांमध्ये टेल्युरियमची ऑक्सिडेशन अवस्था -२ असते) तयार करते. ऑक्सिजन किंवा हॅलोजेनसारख्या अधातूंशी अभिक्रिया करताना, ते क्षपणकारक (reducing agent) म्हणून कार्य करू शकते.
पाण्यासोबतची अभिक्रिया
मूलभूत टेल्युरियम सामान्य परिस्थितीत पाण्यासोबत खूप कमी अभिक्रियाशीलता दर्शवते. ते थंड किंवा गरम पाण्यात विरघळत नाही किंवा रासायनिकरित्या अभिक्रिया करत नाही. अत्यंत उच्च तापमानावर, जसे की अति-उष्ण वाफेच्या (superheated steam) उपस्थितीत गरम केल्यास, टेल्युरियम अभिक्रिया करून टेल्युरियम डायऑक्साइड आणि हायड्रोजन वायू तयार करू शकते. तथापि, ही दैनंदिन किंवा प्रयोगशाळेतील सामान्य अभिक्रिया नाही.
हवेसोबतची (ऑक्सिजन) अभिक्रिया
सामान्य तापमानावर, टेल्युरियम हवेत स्थिर असते आणि सहजपणे ऑक्सिडीकरण होत नाही किंवा मळत नाही. तथापि, हवा किंवा ऑक्सिजनच्या उपस्थितीत गरम केल्यावर, टेल्युरियम सहजपणे जळते. ते एक वैशिष्ट्यपूर्ण निळी ज्योत तयार करते आणि टेल्युरियम डायऑक्साइडचे (TeO₂) पांढरे धूर बनवते. ही अभिक्रिया टेल्युरियमला पुरेशी सक्रिय ऊर्जा (activation energy) मिळाल्यास ऑक्सिजनशी संयोग साधण्याची क्षमता दर्शवते.
आम्ल आणि आम्लारी (बेस) सोबतच्या अभिक्रिया
टेल्युरियम विरल हायड्रोक्लोरिक आम्लासारख्या ऑक्सिडीकरण न करणाऱ्या आम्लांसोबत (non-oxidizing acids) अभिक्रिया करत नाही. तथापि, ते तीव्र ऑक्सिडीकरण करणाऱ्या आम्लांसोबत, जसे की तीव्र नायट्रिक आम्ल किंवा गरम तीव्र सल्फ्यूरिक आम्ल यांच्याशी अभिक्रिया करते. उदाहरणार्थ, तीव्र नायट्रिक आम्लासोबत, टेल्युरियम टेल्युरस आम्ल (H₂TeO₃) तयार करू शकते, जे नंतर टेल्युरियम डायऑक्साइडमध्ये विघटित होऊ शकते. टेल्युरियम उष्णता दिल्यावर तीव्र आम्लारीसोबत (strong bases) अभिक्रिया करून टेल्युराईट्स आणि टेल्युराईड्स तयार करते असेही ज्ञात आहे.
विषारीपणा, किरणोत्सर्ग आणि ज्वलनशीलता
कोणत्याही रासायनिक मूलद्रव्याच्या सुरक्षिततेचे पैलू समजून घेणे महत्त्वाचे आहे.
विषारीपणा
टेल्युरियम आणि त्याची संयुगे विषारी मानली जातात. टेल्युरियमचा संपर्क धूळ किंवा धुराच्या स्वरूपात श्वसनाद्वारे, अंतर्ग्रहणाद्वारे (ingestion) किंवा त्वचेच्या संपर्कातून होऊ शकतो. टेल्युरियमच्या संपर्काचे सर्वात विशिष्ट लक्षणांपैकी एक म्हणजे “टेल्युरियम श्वास” (tellurium breath) विकसित होणे, जो श्वास, घाम आणि लघवीतून येणारा तीव्र लसूणसारखा वास असतो. हे शरीराद्वारे टेल्युरियमचे अस्थिर डायमिथाइल टेल्युराईडमध्ये चयापचय (metabolism) झाल्यामुळे होते. उच्च पातळीवरील संपर्क डोकेदुखी, मळमळ, सुस्ती आणि अधिक गंभीर प्रकरणांमध्ये यकृताचे नुकसान किंवा न्यूरोलॉजिकल (मेंदू आणि मज्जातंतूंशी संबंधित) परिणामांसारख्या लक्षणांना कारणीभूत ठरू शकतो. म्हणूनच, टेल्युरियम आणि त्याची संयुगे हातमोजे, डोळ्यांचे संरक्षण आणि योग्य वायुवीजन (ventilation) यासह योग्य संरक्षक उपायांनी हाताळली पाहिजेत.
किरणोत्सर्ग
टेल्युरियममध्ये अनेक समस्थानिके (isotopes) आहेत, त्यापैकी काही स्थिर आहेत आणि काही किरणोत्सर्गी (radioactive) आहेत. नैसर्गिकरित्या आढळणारे टेल्युरियम अनेक स्थिर समस्थानिकांचे आणि काही अत्यंत दुर्बळ किरणोत्सर्गी समस्थानिकांचे बनलेले आहे, जे अपवादात्मकपणे लांब अर्ध-आयुष्यासह (half-lives) (उदा. Te-१२८ चा अर्ध-आयुष्य विश्वाच्या वयापेक्षा खूप जास्त आहे) किरणोत्सर्गी क्षय (radioactive decay) करतात. सर्व व्यावहारिक उद्देशांसाठी आणि सामान्य हाताळणीसाठी, नैसर्गिकरित्या आढळणारे टेल्युरियम किरणोत्सर्गाचा एक महत्त्वपूर्ण स्रोत किंवा किरणोत्सर्ग धोका मानला जात नाही. किरणोत्सर्ग इतका कमी आहे की तो कोणताही धोका निर्माण करत नाही.
ज्वलनशीलता
त्याच्या घन, मोठ्या स्वरूपातील मूलभूत टेल्युरियमला सामान्य तापमानावर अत्यंत ज्वलनशील किंवा सहज ज्वलनशील म्हणून वर्गीकृत केले जात नाही. ते आपोआप पेट घेत नाही. तथापि, हवेसोबतच्या अभिक्रियेमध्ये नमूद केल्याप्रमाणे, टेल्युरियमला ऑक्सिजनच्या उपस्थितीत त्याच्या ज्वलन तापमानापर्यंत गरम केल्यास ते जळते आणि निळी ज्योत तयार करते. हे वर्तन सहज आग पकडणाऱ्या अत्यंत ज्वलनशील पदार्थांपेक्षा वेगळे आहे. टेल्युरियमचे बारीक कण त्यांच्या वाढलेल्या पृष्ठभागाच्या क्षेत्रामुळे (surface area) आगीचा अधिक धोका निर्माण करू शकतात, ज्यामुळे जलद ऑक्सिडेशन होते.
उल्लेखनीय रासायनिक अभिक्रिया: टेल्युरियम डायऑक्साइडची निर्मिती
टेल्युरियमशी संबंधित सर्वात मूलभूत आणि वैशिष्ट्यपूर्ण अभिक्रियांमध्ये हवा किंवा ऑक्सिजनमध्ये त्याचे ज्वलन (combustion) समाविष्ट आहे. ही अभिक्रिया महत्त्वपूर्ण आहे कारण ती टेल्युरियम डायऑक्साइड (TeO₂) तयार करते, जे विविध अनुप्रयोगांमध्ये वापरले जाणारे एक महत्त्वाचे संयुग आहे.
जेव्हा घन टेल्युरियमला गरम केले जाते, उदाहरणार्थ, प्रयोगशाळेत किंवा औद्योगिक प्रक्रियेत, तेव्हा ते वातावरणातील ऑक्सिजनशी सहजपणे अभिक्रिया करून घन टेल्युरियम डायऑक्साइड तयार करते:
Te (s) + O₂ (g) $\xrightarrow{\text{heat}}$ TeO₂ (s)
टेल्युरियम डायऑक्साइड एक पांढरा स्फटिकासारखा घन पदार्थ आहे जो त्याच्या उभयधर्मी (amphoteric) स्वरूपासाठी उल्लेखनीय आहे, याचा अर्थ ते आम्ल आणि आम्लारी दोन्ही म्हणून अभिक्रिया करू शकते. ही अभिक्रिया थर्मल ऊर्जा (thermal energy) मिळाल्यास टेल्युरियमच्या गट १६ मधील त्याच्या नातेवाईकांप्रमाणे ऑक्साईड तयार करण्याच्या प्रवृत्तीचे प्रदर्शन करते. टेल्युरियम डायऑक्साइडचा उपयोग ऑप्टिक्स, सिरॅमिक्स आणि उत्प्रेरकांमध्ये (catalysts) एक घटक म्हणून होतो. भारतात, टेल्युरियम-युक्त मिश्रधातू (alloys) काहीवेळा धातू विज्ञान उद्योगात (metallurgical industries) स्टीलची प्रक्रियाक्षमता (machinability) सुधारण्यासाठी वापरल्या जातात, तर कॅडमियम टेल्युराईड (CdTe) काही सौर पॅनेलमध्ये फोटोव्होल्टेइक ऊर्जा (photovoltaic energy) निर्मितीसाठी वापरले जाते, ज्यामुळे देशाच्या अक्षय ऊर्जा (renewable energy) प्रयत्नांना हातभार लागतो.