टेल्युरियम (Te): गुणधर्म, अभिक्रिया आणि महत्त्व

ओळख

टेल्युरियम (Te) हे ठिसूळ, चंदेरी-पांढरे धातूसदृश मूलद्रव्य असून ते आवर्त सारणीच्या गट 16 (चॅल्कोजेन्स) मध्ये आढळते. ते तुलनेने दुर्मिळ असले तरी, त्याचे अद्वितीय अर्धवाहक गुणधर्म आणि विविध संयुगे तयार करण्याची क्षमता यामुळे ते विविध उच्च-तंत्रज्ञान अनुप्रयोगांमध्ये महत्त्वाचे ठरते. त्याचे रासायनिक वर्तन धातू आणि अधातू यांच्या दरम्यानचे वैशिष्ट्ये दर्शवते, जे त्याच्या धातूसदृश स्थितीशी जुळते.

CBSE/JEE जलद उजळणी टिपा

Atomic Number (Z): 52
Atomic Mass (A): 127.60 u
Symbol: Te
Group: 16 (Chalcogens)
Period: 5
Block: p-block
Classification: धातूसदृश (Metalloid)
Common Oxidation States: -2, +2, +4, +6
Physical State at STP: घन (Solid)
Nature: ठिसूळ, चमकदार, चंदेरी-पांढरे. बहुरूपता दर्शवते.
Electronegativity (Pauling): 2.1
Electronic Configuration: [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁴

इलेक्ट्रॉन संरूपण आणि बंध वर्तन

टेल्युरियममध्ये इलेक्ट्रॉन संरूपण 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁴ आहे किंवा संक्षिप्त स्वरूपात, [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁴.

संयुजा इलेक्ट्रॉन: सहा संयुजा इलेक्ट्रॉन (5s² 5p⁴).
बंध: इतर चॅल्कोजेन्सप्रमाणे, टेल्युरियम प्रामुख्याने सहसंयुज बंध तयार करते.
- -2 ऑक्सिडीकरण अवस्था: दोन इलेक्ट्रॉन मिळवून 5p उपकक्षा पूर्ण केल्याने प्राप्त होते, जे सामान्यतः टेल्युराईड्समध्ये (उदा., H₂Te, Na₂Te) दिसून येते.
- +2 ऑक्सिडीकरण अवस्था: कमी सामान्य, परंतु विशेषतः हॅलोजेनसोबत घडू शकते.
- +4 ऑक्सिडीकरण अवस्था: सर्वात स्थिर आणि सामान्य धन ऑक्सिडीकरण अवस्था, दोन 5s आणि दोन 5p इलेक्ट्रॉन बंधासाठी वापरून (उदा., TeO₂, TeCl₄).
- +6 ऑक्सिडीकरण अवस्था: सर्व सहा संयुजा इलेक्ट्रॉन वापरून प्राप्त होते, जे सहसा ऑक्सिजन किंवा फ्लोरिनसारख्या उच्च ऋणविद्युत् घटक असलेल्या मूलद्रव्यांसोबत दिसून येते (उदा., H₂TeO₄, TeF₆).
धातूचे वैशिष्ट्य: ऑक्सिजन, सल्फर आणि सेलेनियमच्या तुलनेत, टेल्युरियम अधिक धातूचे वैशिष्ट्य दर्शवते, जे त्याच्या उच्च वाहकता आणि त्याच्या ऑक्साईड्सच्या उभयधर्मी स्वरूपामध्ये दिसून येते.

महत्वाच्या रासायनिक अभिक्रिया

1. ऑक्सिजनसोबत अभिक्रिया

टेल्युरियम हवा किंवा ऑक्सिजनमध्ये जळून टेल्युरियम डायऑक्साइड तयार करते. Te (s) + O₂ (g) → TeO₂ (s)

2. हॅलोजेनसोबत अभिक्रिया

टेल्युरियम हॅलोजेन आणि परिस्थितीनुसार विविध हॅलाईड्स तयार करण्यासाठी हॅलोजेनसोबत सहजपणे अभिक्रिया करते. फ्लोरिनसोबत उच्च ऑक्सिडीकरण अवस्थांना प्राधान्य दिले जाते.

फ्लोरिनसोबत (टेल्युरियम हेक्साफ्लोराईड, Te(VI) तयार करणे): Te (s) + 3F₂ (g) → TeF₆ (g)
क्लोरीनसोबत (टेल्युरियम टेट्राक्लोराईड, Te(IV) तयार करणे): Te (s) + 2Cl₂ (g) → TeCl₄ (s)

3. अम्लांसोबत अभिक्रिया

टेल्युरियम सामान्यतः गैर-ऑक्सिडीकारक अम्लांसोबत निष्क्रिय असते. ते तीव्र ऑक्सिडीकारक अम्लांसोबत अभिक्रिया करते.

विरल नायट्रिक अम्लासोबत: Te (s) + 4HNO₃ (conc) → H₂TeO₃ (aq) + 4NO₂ (g) + H₂O (l) (टेल्युरियमचे ऑक्सिडीकरण टेल्युरस ॲसिड, H₂TeO₃ मध्ये होते)
गरम, विरल सल्फ्यूरिक अम्लासोबत: Te (s) + 2H₂SO₄ (conc, hot) → TeO₂ (s) + 2SO₂ (g) + 2H₂O (l) (काही प्रकरणांमध्ये, Te₄²⁺ सारखे Te चे विशिष्ट जटिल कॅटायन तयार होऊ शकतात, परंतु TeO₂ हे एक सामान्य उत्पादन आहे.)

4. अल्कलींसोबत अभिक्रिया

गरम, विरल अल्कली द्रावणांमध्ये टेल्युरियमचे असमानुपातन (एकाचवेळी ऑक्सिडीकरण आणि क्षपण) होते.

3Te (s) + 6NaOH (aq) → Na₂TeO₃ (aq) + 2Na₂Te (aq) + 3H₂O (l) (टेल्युरियमचे टेल्युराईट (TeO₃²⁻, Te(+4)) मध्ये ऑक्सिडीकरण होते आणि टेल्युराईड (Te²⁻, Te(-2)) मध्ये क्षपण होते.)

5. टेल्युराईड्सची निर्मिती

टेल्युरियम सक्रिय धातूंशी (उदा. अल्कली धातू, अल्कलाइन अर्थ धातू) अभिक्रिया करून धातूचे टेल्युराईड्स तयार करते.

2Na (s) + Te (s) → Na₂Te (s)

औद्योगिक आणि जैविक महत्त्व

औद्योगिक महत्त्व

संमिश्रणे: टेल्युरियम स्टील, तांबे आणि शिसे यामध्ये मिसळले जाते.
- स्टीलमध्ये, ते यंत्रसामग्रीची क्षमता सुधारते.
- तांब्यामध्ये, ते विद्युत वाहकता कमी न करता यंत्रसामग्रीची क्षमता वाढवते.
- शिसामध्ये, ते विशेषतः बॅटरी प्लेट्स आणि केबल आवरणासाठी सामर्थ्य आणि गंज प्रतिरोध वाढवते.
अर्धवाहक: कॅडमियम टेल्युराईड (CdTe) आणि मर्करी कॅडमियम टेल्युराईड (HgCdTe) हे सौर पेशी, इन्फ्रारेड डिटेक्टर आणि थर्मोइलेक्ट्रिक उपकरणांमध्ये वापरले जाणारे महत्त्वपूर्ण अर्धवाहक आहेत.
थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री: बिस्मथ टेल्युराईड (Bi₂Te₃) हे थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर आणि कूलर (पेल्टियर उपकरणे) मधील एक महत्त्वाचे घटक आहे, जे उष्णतेचे थेट विजेमध्ये किंवा उलट रूपांतर करते.
रबराचे वल्कनीकरण: रबराच्या वल्कनीकरणामध्ये टेल्युरियम संयुगे प्रवेगक आणि अँटीऑक्सिडंट म्हणून कार्य करतात.
ऑप्टिकल स्टोरेज: काही फेज-चेंज ऑप्टिकल डेटा स्टोरेज उपकरणांमध्ये (उदा. पुनर्लेखन करण्यायोग्य सीडी आणि डीव्हीडी) टेल्युरियम संमिश्रे वापरली जातात.

जैविक महत्त्व

टेल्युरियम हे मानवांसाठी किंवा इतर उच्च जीवासाठी आवश्यक मूलद्रव्य मानले जात नाही.
उच्च एकाग्रतेमध्ये, टेल्युरियम आणि त्याची संयुगे विषारी असतात.
संपर्कात आल्यास शरीरात अस्थिर डायमिथाइल टेल्युराईड, (CH₃)₂Te, तयार झाल्यामुळे श्वासाला लसणासारखा वास (टेल्युरियम श्वास) येऊ शकतो.
काही सूक्ष्मजीव टेल्युराईट (TeO₃²⁻) संयुगांचे चयापचय करण्याची क्षमता ठेवतात, ज्यामुळे अनेकदा त्यांचे मूलद्रव्य टेल्युरियममध्ये क्षपण होते, ज्यामुळे काळ्या टेल्युरियम साठ्यांची निर्मिती होऊ शकते.