Теллуриды
Теллури́ды, бинарные химические соединения теллура с менее электроотрицательными химическими элементами (как правило, металлами), а также соли слабой теллуроводородной кислоты H2Te. Являются частным случаем халькогенидов, наиболее схожи с селенидами. Некоторые теллуриды встречаются в природе в виде редких минералов, например алтаита PbTe, теллуровисмутита Bi2Te3. Теллуридами называют также органические производные теллура(II).
Для щелочных металлов получены не только собственно теллуриды M2Te, но и полителлуриды M2Te2, M2Te3, M2Te4. Известны также комплексные теллуриды с полианионами до NbTe103-, Hg4Te124-, PdTe42- и др. Хотя H2Te является формально двухосновной кислотой, гидротеллуриды MHTe не получены. Для теллуридов переходных металлов наиболее характерна стехиометрия MTe и MTe2, они часто имеют значительные области гомогенности.
Физические и химические свойства
Теллуриды металлов представляют собой твёрдые кристаллические вещества, как правило окрашенные в серый или чёрный цвет. Химическая связь в теллуридах s-элементов ионно-ковалентная, в теллуридах других металлов – преимущественно ковалентная.
С точки зрения электрической проводимости большинство теллуридов являются полупроводниками. Ряд теллуридов относится к узкозонным полупроводникам (HgTe, PbTe, Bi2Te3).
Большинство теллуридов тугоплавки. Температура плавления теллуридов переходных металлов доходит до 1300–2000 °C.
Многие теллуриды стехиометрии 1:1 имеют структуру типа NaCl (в частности, теллуриды кальция, стронция, бария, германия, олова, свинца, редкоземельных элементов и др.), характерны также структуры типа NiAs (TiTe, MgTe, CrTe, PdTe), сфалерита (CdTe, ZnTe, HgTe, BeTe), вюртцита (MgTe). У теллуридов стехиометрии M2Te распространены структуры типа пирита и CdI2. Ряд теллуридов имеют слоистую структуру (в частности, Bi2Te3, Sb2Te3, MoTe2, Ga2Te3, In2Te3).
Теллуриды щелочных металлов растворимы в воде, их растворы на воздухе окисляются. Теллуриды щелочноземельных металлов разлагаются водой. Большинство теллуридов других металлов нерастворимы. В сравнении с соответствующими селенидами они более устойчивы к воде и неокисляющим кислотам. При действии кислот выделяется малоустойчивый теллуроводород, часто разлагающийся на водород и элементарный теллур.
При действии кислорода, особенно при нагревании и в присутствии паров воды, теллуриды медленно окисляются до теллуритов. Теллуриды тяжёлых металлов, как правило, достаточно стабильны на воздухе.
Из теллуридов и полителлуридов щелочных металлов реакцией с алкилгалогенидами могут быть получены органические производные теллура.
Получение
Как правило, теллуриды получают прямым синтезом из элементов (сплавлением в вакууме или взаимодействием паров теллура с металлом). К другим методам получения относятся: осаждение теллуридом аммония или теллуроводородом из растворов солей, восстановление теллуритов или теллуратов действием H2, проведение электролиза с катодом из элементарного Te и анодом из металла. Монокристаллы теллуридов получают методами Бриджмена – Стокбаргера, Чохральского, зонной плавкой, химическими транспортными реакциями.
Применение
Применение теллуридов связано с их полупроводниковыми свойствами. Они используются как материалы солнечных батарей (CdTe, ZnTe), полупроводниковых лазеров [CdTe, PbTe, (Pb,Sn)Te], тензодатчиков [ZnTe, In2Te3, (Sb,Bi)2Te3], детекторов ионизирующего излучения (CdTe), инфракрасных детекторов [(Pb,Sn)Te, (Cd,Hg)Te], терагерцевых генераторов (CdTe, ZnTe, GeTe). Многие теллуриды (в частности, Bi2Te3, Sb2Te3, PbTe, GeTe, ряд теллуридов редкоземельных элементов и др.) являются важными термоэлектрическими материалами, используются в термоэлектрогенераторах, теллурид висмута – в термоэлектрических холодильниках. Теллуриды висмута и сурьмы перспективны для квантовых компьютеров как топологические диэлектрики.
Токсичность теллуридов обусловлена выделением газообразного теллуристого водорода при взаимодействии с водой и кислотами.