テルル

テルル、  52 Te
テルル
発音/ t ɛ ˈ lj ʊər i ə m / ⓘ ​( teh-ルアー-ee-əm )
外観銀色の光沢のある灰色（結晶性）、
茶黒色の粉末（非晶質）
標準原子量 A r °(Te)
  • 127.60 ± 0.03 [1]
  • 127.60 ± 0.03  （要約）[2]
周期表におけるテルル
水素ヘリウム
リチウムベリリウムボロン炭素窒素酸素フッ素ネオン
ナトリウムマグネシウムアルミニウムシリコンリン硫黄塩素アルゴン
カリウムカルシウムスカンジウムチタンバナジウムクロムマンガン鉄コバルトニッケル銅亜鉛ガリウムゲルマニウム砒素セレン臭素クリプトン
ルビジウムストロンチウムイットリウムジルコニウムニオブモリブデンテクネチウムルテニウムロジウムパラジウム銀カドミウムインジウム錫アンチモンテルルヨウ素キセノン
セシウムバリウムランタンセリウムプラセオジムネオジムプロメチウムサマリウムユーロピウムガドリニウムテルビウムジスプロシウムホルミウムエルビウムツリウムイッテルビウムルテチウムハフニウムタンタルタングステンレニウムオスミウムイリジウム白金金水銀（元素）タリウム鉛ビスマスポロニウムアスタチンラドン
フランシウムラジウムアクチニウムトリウムプロトアクチニウムウランネプツニウムプルトニウムアメリシウムキュリウムバークリウムカリホルニウムアインシュタイニウムフェルミウムメンデレビウムノーベリウムローレンシウムラザホージウムドブニウムシーボーギウムボーリウムハッシウムマイトネリウムダルムシュタットレントゲンコペルニシウムニホニウムフレロビウムモスコビウムリバモリウムテネシンオガネソン
セ
↑
テ
↓
ポ
アンチモン←テルル→ヨウ素
原子番号 （Z）52
グループ第16族（カルコゲン）
期間期間5
ブロック  pブロック
電子配置[ Kr ] 4d 10 5s 2 5p 4
殻あたりの電子数2、8、18、18、6
物理的特性
STPでの 位相固体
融点722.66  K (449.51 °C、841.12 °F)
沸点1261 K (988 °C、1810 °F)
密度（20℃）6.237 g/cm 3 [3]
液体の場合（  mp）5.70 g/cm 3
融解熱17.49  kJ/モル
蒸発熱114.1 kJ/モル
モル熱容量25.73 J/(モル·K)
蒸気圧
P （パ）1101001キロ1万10万
T （K）で  （775）（888）10421266
原子の性質
酸化状態共通: −2, +2, +4, +6
−1, ? 0, ? +1, ? +3, ? +5 [4]
電気陰性度ポーリングスケール：2.1
イオン化エネルギー
  • 1位: 869.3 kJ/mol
  • 2位: 1790 kJ/mol
  • 3位: 2698 kJ/mol
原子半径経験的： 午後140時
共有結合半径138±4時
ファンデルワールス半径午後2時6分
スペクトル範囲における色の線
テルルのスペクトル線
その他の特性
自然発生原始的な
結晶構造六角形[5] ( hP3 )
格子定数
テルルの六方結晶構造
a  = 445.59 pm
c  = 592.75 pm （20℃）[3]
熱膨張19.0 × 10 −6 /K (20℃) [a]
熱伝導率1.97～3.38 W/(m⋅K)
磁気秩序反磁性[6]
モル磁化率−39.5 × 10 -6  cm 3 /mol (298 K) [7]
ヤング率43GPa
せん断弾性率16GPa
体積弾性率65 GPa
音速の 細い棒2610 m/s（20℃）
モース硬度2.25
ブリネル硬度180～270MPa
CAS番号13494-80-9
歴史
ネーミングローマ神話の大地神テルスに由来
発見フランツ＝ヨーゼフ・ミュラー・フォン・ライヒェンシュタイン(1782)
最初の隔離マーティン・ハインリヒ・クラプロート
テルル同位体
主な同位体[8]減衰
アイソトープ豊富半減期 （t 1/2）モード製品
120テ0.09%安定した
121テシンセ19.31日ε121スラブ
122テ2.55%安定した
123テ0.89%安定した
124テ4.74%安定した
125テ7.07%安定した
126テ18.8%安定した
127テシンセ9.35時間β −127私
128テ31.7%2.25 × 10 24 年β − β −128キセノン
129テシンセ69.6分β −129私
130テ34.1%7.9 × 10 20 年β − β −130キセノン
 カテゴリー: テルル
|参照

テルルは化学元素であり、記号 Te、原子番号は52です。脆く、わずかに毒性のある、希少な銀白色の半金属です。テルルは、セレンおよび硫黄と化学的に関連があり、これら3つはいずれもカルコゲン元素です。テルルは、元素結晶の形で天然に存在することもあります。テルルは、地球上よりも宇宙全体ではるかに多く存在します。地球の地殻におけるテルルの極めて稀少性はプラチナに匹敵しますが、これは地球の高温星雲形成期にテルルが揮発性の水素化物を形成し、ガスとして宇宙空間に失われたことに一部起因しています。

テルル含有化合物は、 1782年にオーストリアの鉱物学者フランツ＝ヨーゼフ・ミュラー・フォン・ライヒェンシュタインによって、トランシルヴァニア地方クラインシュラッテン（現在のルーマニア、ズラトナ）の金鉱山で初めて発見されました。しかし、この新元素をラテン語の「土」を意味する「 tellus 」にちなんで命名したのは、1798年にマルティン・ハインリヒ・クラプロートでした。テルル化金鉱物は、最も有名な天然の金化合物です。しかし、テルル自体の商業的に重要な供給源ではありません。テルルは通常、銅や鉛の生産時に副産物として抽出されます。

商業的には、テルルの主な用途はCdTe太陽電池パネルと熱電デバイスです。より伝統的な用途としては、銅（テルル銅）や鋼合金があり、テルルは加工性を向上させるため、テルル生産量のかなりの部分を消費しています。

テルルには生物学的機能はありませんが、菌類はテルロシステインやテルロメチオニンといったアミノ酸中の硫黄やセレンの代わりにテルルを利用できるようになります。ヒトの体内では、テルルは部分的にジメチルテルリド（CH 3 ) 2 Teに代謝されます。これはニンニクのような臭いを持つガスで、テルルへの曝露や中毒の被害者の呼気中に放出されます。

特徴

物理的特性

ビンに入ったテルル片

テルルには結晶質と非晶質の2つの同素体がある。結晶質の場合、テルルは金属光沢のある銀白色である。結晶は三方晶系でキラル（キラリティに応じて空間群152または154）であり、灰色のセレンと同様である。テルルは脆く、粉砕しやすい半金属である。非晶質テルルは亜テルル酸またはテルル酸（Te(OH) 6）の溶液から沈殿させて作られる黒褐色の粉末である。 [9]テルルは原子配列に応じて特定の方向でより高い電気伝導性を示す半導体であり、光にさらされると伝導性がわずかに増加する（光伝導性）。[10]溶融したテルルは銅、鉄、ステンレス鋼に対して腐食性を示す。カルコゲン（酸素族元素）の中で、テルルは融点と沸点が最も高く、それぞれ722.66 Kと1,261 K（449.51 °Cと987.85 °C）です。[11]

化学的性質

結晶性テルルは、1回転あたり3原子のTe原子が平行に螺旋状に連なった構造をしています。この灰色の物質は空気酸化に耐性があり、揮発性もありません。[12]

同位体

天然に存在するテルルには8つの同位体があります。そのうち6つの同位体、120 Te、122 Te、123 Te、124 Te、125 Te、126 Teは安定です。残りの2つ、128 Teと130 Teはわずかに放射性があり[13]、半減期が非常に長く、128 Teは2.2 × 10 24年です。これはすべての放射性核種の中で最も長い半減期であり[14] 、既知の宇宙の年齢の約160兆（10 12）倍に相当します。123 Teは電子捕獲崩壊を起こすはずですが、未だ観測されていません。[15]

テルルにはさらに31種類の人工放射性同位体が知られており、原子質量は104から142までで、半減期は121 Teで最長19.31日です。また、同じ同位体で最長164.7日である17種類の核異性体も知られています。ベリリウム8と一部のより軽い核種のベータ遅延アルファ線分枝を除けば、テルル（104 Teから109 Te）は、アルファ崩壊を起こすことが知られている同位体の中で最も軽い元素です。[13]

テルルの原子量（127.60 g·mol −1）はヨウ素（126.90 g·mol −1）、周期表の次の元素です。[16]原子番号が発見される前は、このような逆転は逆説的であると考える人もいました。

発生

シルバナイト（フィジー、ビティレブ島、バトゥクーラ産）上の天然テルル結晶。画像の幅は2mm。

地殻中のテルル含有量はプラチナ（約1μg/kg）に匹敵し、最も希少な安定した固体元素の一つです。[17]比較すると、安定ランタノイドの中で最も希少なツリウムでさえ、結晶存在量は500μg/kgです（化学元素の存在量を参照）。[18]

地球の地殻におけるテルルの希少性は、宇宙におけるその豊富さを反映したものではない。宇宙ではテルルの方がルビジウムより豊富であるが、地球の地殻ではルビジウムの方が1万倍も豊富である。地球におけるテルルの希少性は、太陽系星雲における集積前の選別過程の条件によって引き起こされたと考えられている。この過程では、酸素と水が存在しない状態で、特定の元素の安定した形態は、自由水素の還元力によって制御されていた。このシナリオでは、テルルなどの揮発性水素化物を形成する特定の元素は、これらの水素化物の蒸発によって著しく減少した。テルルとセレンは、このプロセスによって最も減少した重元素である。[19]

テルルは天然（元素）の形で見つかることもありますが、カラベライトやクレネライト（AuTe 2の異なる2つの異形）、ペツァイト（Ag 3 AuTe 2 ） 、シルバナイト（AgAuTe 4 ）などの金のテルル化物として見つかることが多いです。コロラド州テルライドの町は、テルル化金鉱脈の発見を期待して名付けられました（金鉱石は発見されましたが、実際には発見されませんでした）。金自体は通常、結合していない状態で見つかりますが、化合物として見つかる場合は、テルルと結合していることが多いです。[20]

テルルは金と結合した状態で発見されることが多いですが、より一般的な金属のテルル化物（例えば、メロナイト、NiTe 2）として結合した状態で発見されるケースの方がさらに多いです。天然のテルル酸塩鉱物およびテルル酸塩鉱物も存在し、これらは地表付近のテルル化物の酸化によって形成されます。セレンとは対照的に、テルルはイオン半径が大きく異なるため、鉱物中の硫黄と置換することは通常ありません。そのため、多くの一般的な硫化鉱物には、相当量のセレンが含まれており、テルルは微量しか含まれていません。[21]

1893年のゴールドラッシュでは、カルグーリーの鉱夫たちが純金を求めて黄鉄鉱を廃棄し、それが道路の穴埋めや歩道の建設に利用されました。1896年、その残渣が金のテルル化物であるカラベライトであることが発見され、街路採掘を含む第二次ゴールドラッシュの引き金となりました。[22]

2023年、天文学者は2つの中性子星の衝突中にテルルが生成されたことを検出しました。[23]

歴史

スカーフと大きなボタンの付いたコートを着て左を向いている男性を描いた楕円形の白黒彫刻。
クラプロートは新元素に命名し、その発見をフォン・ライヒェンシュタインに帰した​​。

テルル（ラテン語で「土」を意味する tellus）は、18世紀にルーマニアのアルバ・ユリア市近郊のクラインシュラッテン（現在のズラトナ）鉱山の金鉱石から発見されました。この鉱石は「Faczebajer weißes blättriges Golderz」（ファチェバヤ（現在のアルバ県ファツァ・バイ）産の白い葉状金鉱石）または「antimonalischer Goldkies」 （アンチモン金黄鉄鉱）として知られていました。アントン・フォン・ルプレヒトによれば、この鉱石は天然アンチモンを含む「Spießglaskönig 」 （銀モリブデン鉱）でした。[24] 1782年、当時オーストリアのトランシルヴァニア鉱山主任検査官を務めていたフランツ・ヨーゼフ・ミュラー・フォン・ライヒェンシュタインは、鉱石にはアンチモンは含まれておらず、硫化ビスマスであると結論付けました。[25]翌年、彼はこれが誤りであり、鉱石には主に金とアンチモンによく似た未知の金属が含まれていると報告しました。3年間続いた50以上のテストを含む徹底的な調査の後、ミュラーは鉱物の比重を測定し、加熱すると新しい金属が大根のような臭いのする白い煙を発すること、硫酸を赤色にすること、この溶液を水で薄めると黒い沈殿ができることを指摘しました。しかし、彼はこの金属を特定することができず、アンチモンに対して予測された特性を示さなかったため、 aurum paradoxum（逆説的な金）およびmetallum problematicum（問題の金属）と名付けました。[26] [27] [28]

1789年、ハンガリーの科学者パール・キタイベルは、ドイチュ＝ピルゼン産の鉱石からこの元素を独自に発見したが、この鉱石は銀を含むモリブデン輝水銀鉱と考えられていた。しかし、後に彼は発見者の功績をミュラーに譲った。1798年、マルティン・ハインリヒ・クラプロートによって命名された。クラプロートは、この元素を鉱物カラベライトから単離していた。[29] [27] [28] [30]

1920年代初頭、トーマス・ミジリー・ジュニアは、テルルを燃料に添加するとノッキングを防ぐ効果があることを発見しましたが、その臭いが消えにくいため、テルルの使用は検討しませんでした。ミジリーはその後、四エチル鉛を発見し、その使用を普及させました。[31]

1960年代には、テルル（テルル化ビスマス）の熱電応用と快削 鋼合金の用途が増加し、これらが主流となりました。これらの用途は、2000年代に薄膜太陽電池におけるCdTeの重要性の高まりによって追い抜かれました。[32]

生産

テルル（およびセレン）の大部分は斑岩銅鉱床から微量に産出されます。[33]この元素は、粗銅の電解精錬における陽極 スラッジから回収されます。また、鉛の高炉精錬におけるダストの成分でもあります。1000トンの銅鉱石を処理すると、約1キログラム（2.2ポンド）のテルルが得られます。[34]

陽極スラッジには、式M 2 SeまたはM 2 Te（M = Cu、Ag、Au）で表される化合物として、貴金属のセレン化物およびテルル化物が含まれています。陽極スラッジは500℃の温度で空気中、炭酸ナトリウムと共に焙焼されます。金属イオンは還元されて金属となり、テルル化物は亜テルル酸ナトリウムに変換されます。[35]

M 2 Te + O 2 + Na 2 CO 3 → Na 2 TeO 3 + 2M + CO 2

テルル酸塩は混合物から水で浸出することができ、通常は溶液中ではハイドロテルル酸塩（HTeO 3 −）として存在します。この過程で亜セレン酸塩も生成されますが、硫酸を加えることで分離できます。ハイドロテルル酸塩は不溶性の二酸化テルルに変換されますが、亜セレン酸塩は溶液中に残ります。[35]

HTeO−
3+ OH − + H 2 SO 4 → TeO 2 + SO2−4
​+ 2 H 2 O

金属は酸化物（還元）から電気分解によって、または硫酸中で二酸化テルルと二酸化硫黄を反応させることによって生成される。 [35]

TeO 2 + 2 SO 2 + 2H 2 O → Te + 2 SO2−4
​+ 4時間+

商用グレードのテルルは通常200メッシュの粉末として販売されていますが、スラブ、インゴット、スティック、または塊状でも入手可能です。2000年の年末のテルル価格は1キログラムあたり30米ドルでした。近年、需要の増加と供給不足によりテルル価格は上昇し、2006年には1ポンドあたり220米ドルに達しました。 [36] [37]純度99.99%のテルルの年間平均価格は、2017年の1キログラムあたり38米ドルから2018年には1キログラムあたり74米ドルに上昇しました。[32]生産方法の改善により生産量が倍増すると期待されているにもかかわらず、米国エネルギー省（DoE）は2025年までにテルルの供給不足に陥ると予測しています。[38]

2020年代、中国は世界のテルル生産量の約50%を占め、副産物ではなくテルルを主原料として採掘する唯一の国でした。この優位性は、中国における太陽電池産業の急速な拡大に牽引されました。2022年時点で、テルルの最大の供給国は、中国（340トン）、ロシア（80トン）、日本（70トン）、カナダ（50トン）、ウズベキスタン（50トン）、スウェーデン（40トン）、そして米国（公式データなし）でした。[39]

化合物

テルルは周期表のカルコゲン族（第16族）元素に属し、酸素、硫黄、セレン、ポロニウムもこの族に属します。テルルとセレンの化合物は類似しています。テルルの酸化状態は-2、+2、+4、+6で、+4が最も一般的です。[9]

テルル化物

Te金属の還元により、テルル化物およびポリテルル化物Te n 2−が生成される。-2の酸化状態は、多くの金属との二元化合物で示され、例えばテルル化亜鉛（ ZnTe ）は、テルルと亜鉛を加熱することで生成される。[40] ZnTeを塩酸で分解すると、テルル化水素（H
2Te）、他のカルコゲン水素化物Hの非常に不安定な類似体である
2おお​​
2SとH
2参照: [41]

ZnTe + 2 HCl → ZnCl
2+ H
2テ

ハロゲン化物

+2の酸化状態は、二ハロゲン化物、TeClによって示される。
2、臭化テルル
2およびTeI
2二ハロゲン化物は純粋な形では得られていないが[42] : 274 、有機溶媒中でのテトラハロゲン化物の分解生成物として知られており、誘導されたテトラハロテルル酸塩はよく特徴付けられている。

テ + X
2+ 2倍−
→テックス2−4
​

ここで、XはCl、Br、またはIである。これらの陰イオンは平面四角形の形状をしている。[42] : 281 暗褐色のTeのような多核陰イオン種も存在する。
2私2−6
​, [42] : 283 そして黒のTe
4私2−14
​. [42] : 285 

フッ素とTeは混合原子価 Teを形成する。
2F
4およびTeF
6+6の酸化状態では、-OTeF
5構造基はHOTeFなどの多くの化合物に見られる
5、B(OTeF
5）
3、Xe(OTeF
5）
2、Te(OTeF
5）
4およびTe(OTeF
5）
6[ 43]正方格子陰イオンTeF2−8
​も証明されている。[35]他のハロゲンは、+6の酸化状態のテルルとはハロゲン化物を形成しないが、テトラハロゲン化物（TeCl
4、臭化テルル
4およびTeI
4）および他の低級ハロゲン化物（Te
3塩素
2、テ
2塩素
2、テ
2Br
2、テ
2IおよびTeIの2つの形態）。+4酸化状態では、 TeClなどのハロテルル酸アニオンが知られている。2−6
​そしてテ
2塩素2−10
​テルル化ハロカチオンも存在が確認されており、その中にはTeIも含まれる。+3
​、 TeIで発見
3AsF
6。[44]

オキソ化合物

淡黄色の粉末のサンプル
二酸化テルル粉末のサンプル

一酸化テルルは、1883年にTeSOの熱分解によって形成された黒色の非晶質固体として初めて報告されました。
3真空中では不均化して二酸化テルル（TeO）となる。
2加熱するとテルル元素と二酸化テルルが生成する。[45] [46]しかし、それ以来、蒸気断片として知られているものの、固体相での存在は疑問視され、議論の的となっている。この黒い固体は、テルル元素と二酸化テルルの等モル混合物に過ぎない可能性がある。[47]

二酸化テルルは、空気中でテルルを加熱すると青い炎を出して燃焼して生成されます。[40]三酸化テルル、β- TeO
3は、 Te(OH)の熱分解によって得られる。
6文献で報告されている他の2つの三酸化物、α型とγ型は、+6の酸化状態のテルルの真の酸化物ではなく、Teの混合物であることが判明しました。4歳以上
、おお−
そしてO−
2[ 48]テルルは混合原子価酸化物、Te
2お
5そしてテ
4お
9。[48]

テルル酸化物および水和酸化物は、亜テルル酸（H
2テオ
3）、オルトテルル酸（Te(OH)
6）およびメタテルル酸（（H
2テオ
4）
n）。[47]テルル酸の2つの形態は、TeOを含むテルル酸塩を形成する。2～
4およびTeO6−6
​亜テルル酸は、それぞれ陰イオンを含む亜テルル酸塩を形成する。2−3
​. [49]

ジントル陽イオン

Teの溶液2+
4

テルルを濃硫酸で処理すると、ジントルイオンであるTeの赤色溶液が得られる。2+
4[ 50] AsFによるテルルの酸化
5液体SO
2同じ四角平面陽イオンに加えて、三角柱状の黄橙色のTeを生成する。4+
6: [35]

4 Te + 3 AsF
5→て2+
4（AsF−
6）
2+ AsF
3
6 Te + 6 AsF
5→て4+
6（AsF−
6）
4+ 2 AsF
3

その他のテルルZintl陽イオンとしては、ポリマーTe2+
7そして青黒のTe2+
8は、2つの縮合した5員テルル環からなる。後者の陽イオンは、テルルと六塩化タングステンとの反応によって生成される。[35]

8 Te + 2 WCl
6→て2+
8（WCl−
6）
2

カルコゲン間陽イオンも存在し、例えばTe
2セ2+
6（歪んだ立方幾何学）とTe
2セ2+
8これらはテルルとセレンの混合物をAsFで酸化することによって生成される。
5またはSbF
5。[35]

有機テルル化合物

テルルは、官能基-TeHを持つアルコールやチオールの類似体を容易に形成しません。これらはテルロールと呼ばれます。-TeH官能基は、接頭辞「テルラニル-」を用いて表されることもあります。[51] H 2 Teと同様に、これらの種は水素の脱離に関して不安定です。テルルエーテル（R-Te-R）はテルルオキシドと同様により安定です。[52]

トリテルル化物量子材料

最近、物理学者や材料科学者は、テルルと特定の希土類元素、そしてイットリウム（Y）を組み合わせた層状化合物に関連する異常な量子特性を発見しています。 [53]

これらの新物質は、一般式R Te 3で表されます。ここで「R」は希土類元素ランタノイド（またはY）を表し、R = Y、ランタン（La）、セリウム（Ce）、プラセオジム（Pr）、ネオジム（Nd）、サマリウム（ Sm）、ガドリニウム（Gd）、テルビウム（Tb）、ジスプロシウム（Dy） 、ホルミウム（ Ho） 、エルビウム（ Er）、ツリウム（Tm）の4元素で構成されます。プロメチウム（Pm）、ユーロピウム（Eu）、イッテルビウム（Yb）、ルテチウム（Lu）を含む化合物はまだ観測されていません。これらの物質は、斜方晶系結晶構造において2次元的な性質を持ち、R Teの層が純粋なテルルの層で区切られています。[53]

この2次元層状構造は、電荷密度波、高いキャリア移動度、特定の条件下での超伝導、その他現在になって初めてその性質が明らかになった特異な特性など、多くの興味深い量子特性をもたらすと考えられている。[53]

例えば、2022年には、マサチューセッツ州ボストン大学の物理学者小グループが率いる国際チームが光学的手法を用いて、2つの希土類元素（R = La、Gd）のいずれかを含むR Te 3化合物におけるヒッグス粒子の新しい軸モードを実証しました。[54]この長い間仮説が立てられてきた軸状のヒッグス粒子は磁気特性も示しており、暗黒物質の候補となる可能性があります。[55]

アプリケーション

2022年、テルルの主な用途は薄膜太陽電池（40%）、熱電（30%）、冶金（15%）、ゴム（5%）であり、最初の2つの用途は、化石燃料への依存を減らす世界的な傾向により急速に増加しました。 [ 39] [32]冶金学では、テルルは鉄、ステンレス鋼、銅、鉛 合金に添加されます。テルルは、銅の高い電気伝導性を低下させることなく、銅の加工性を向上させます。鉛の振動や疲労に対する耐性を高め、さまざまな炭化物や可鍛鋳鉄を安定化させます。[32]

不均一触媒

テルル酸化物は市販の酸化触媒の成分である。テルル含有触媒は、アクリロニトリル（CH 2 =CH–C≡N）のアンモ酸化反応に用いられる。 [56]

2 CH 3 −CH=CH 2 + 2 NH 3 + 3 O 2 → 2 CH 2 =CH-C≡N + 6 H 2 O

テトラメチレングリコールの製造には関連する触媒が使用される。

CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 + O 2 → HOCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH

ニッチ

約30度の角度で設置された太陽光パネルが、草原の上から青い空を映しています。
CdTe太陽電池アレイ

半導体および電子機器

NuSTAR NASA X線望遠鏡の( Cd,Zn)Te検出器
NASAニール・ゲーレルス・スウィフト天文台のバーストアラート望遠鏡の（Cd、Zn）Te X線検出器アレイ

テルル化カドミウム（CdTe）太陽電池パネルは、太陽電池発電機として最高の効率を示す。[62]

2018年、中国は総出力175GWの薄膜太陽電池パネルを設置した。これは世界のどの国よりも多く、これらのパネルのほとんどはCdTe製であった。[32] 2022年6月、中国は2030年までにエネルギー消費量の25%を発電し、風力と太陽光発電で12億キロワットの容量を設置するという目標を設定した。この提案は、テルルの需要と世界中の生産を増加させるだろう。特に中国では、テルル精錬量が2017年の280トンから2022年には340トンに増加するだろう。[39]

(Cd,Zn)TeはX線を検出するのに効率的な材料である。 [63] NASAの宇宙X線望遠鏡NuSTARで使用されている。

テルル化水銀カドミウムは熱画像装置に使用される半導体材料である。 [32]

有機テルル化合物

有機テルル化合物は、主に研究の分野で関心を集めています。II -VI族化合物半導体の有機金属気相エピタキシー成長の前駆体として、いくつかの化合物が研究されてきました。これらの前駆体化合物には、ジメチルテルル化物、ジエチルテルル化物、ジイソプロピルテルル化物、ジアリルテルル化物、メチルアリルテルル化物などがあります。[64]ジイソプロピルテルル化物（DIPTe）は、 MOVPEによるCdHgTeの低温成長に適した前駆体です。[65]これらのプロセスでは、セレンとテルルの両方において最高純度の有機金属化合物が使用されています。半導体産業向けの化合物は、付加精製によって製造されます。[66] [67]

テルル亜酸化物は、書き換え型コンパクトディスク（CD-RW）、書き換え型デジタルビデオディスク（DVD-RW）、書き換え型ブルーレイディスクなどの書き換え型光ディスクのメディア層に使用されています。[68] [69]

テルルは、インテルが開発した相変化メモリチップ[70]に使用されています。[71]テルル化ビスマス（Bi 2 Te 3）とテルル化鉛は熱電素子の構成要素です。テルル化鉛は遠赤外線検出器への応用が期待されています。[32]

光電陰極

テルルは、ソーラーブラインド光電子増倍管[72]や、現代の粒子加速器を駆動する高輝度光インジェクターに用いられる多くの光電陰極に使用されている。主にCs 2 Teからなる光電陰極Cs-Teは、光電子放出閾値が3.5 eVであり、高い量子効率（> 10%）と真空度が低い環境下でも高い耐久性（RF電子銃での使用で数ヶ月持続）という稀有な組み合わせを示す。[73]このため、Cs-Teは自由電子レーザー の駆動に用いられる光電子銃の主力材料となっている。[74]この用途では、テルルは通常、一般的に用いられるTi-サファイアレーザー の第3高調波である波長267 nmで駆動される。ルビジウム、カリウム、ナトリウムなどの他のアルカリ金属を用いて、テルルを含む光電陰極が開発されてきたが、Cs-Teほどの人気は得られていない。[75] [76]

熱電材料

テルル自体は高性能な元素熱電材料として利用可能である。空間群P3 1 21を持つ三方晶系テルルは、熱電材料に適したトポロジカル絶縁体相に転移することができる。熱電材料として単独で考慮されることは少ないものの、多結晶テルルは優れた熱電性能を示し、熱電能率zTは1.0と高く、これはSiGeやBiSbなどの従来の熱電材料よりも高い。[77]

テルル化物はテルルの化合物形態であり、より一般的な熱電能率材料である。代表的で進行中の研究には、Bi 2 Te 3、La 3−x Te 4などがある。Bi 2 Te 3 は、その優れた熱電能率特性により、エネルギー変換からセンシング、冷却まで幅広く使用されている。BiTeベースの熱電能率材料は、8%の変換効率、p型で平均zT値1.05、n型ビスマステルル化物合金で平均zT値0.84を達成できる。[78]ランタンテルル化物は、宇宙での巨大な温度差により、深宇宙で熱電発電機として使用できる可能性がある。zT値は、xが0.2に近いLa 3−x Te 4システムで最大約1.0に達する。この組成では、他の化学物質の置換も可能であり、熱電能を向上させることができる。例えば、Ybを添加すると、1275KでのzT値が1.0から1.2に増加する可能性があり、これは現在のSiGe電力システムよりも大きい値です。[79]

生物学的役割

テルルの生物学的機能は知られていないが、真菌はテルロシステインやテルロメチオニンなどのアミノ酸に、硫黄やセレンの代わりにテルルを組み込むことができる。[80] [81]生物はテルル化合物に対して非常に多様な耐性を示している。緑膿菌やガヤドモナス属などの多くの細菌は亜テルル酸塩を取り込み、それを元素テルルに還元する。これが蓄積し、特徴的な、しばしば劇的な細胞黒化を引き起こす。[82] [83]酵母では、この還元は硫酸同化経路によって媒介される。[84]テルルの蓄積は毒性作用の大部分を占めていると思われる。多くの生物はテルルを部分的に代謝してジメチルテルリドを形成するが、一部の種はジメチルジテルリドも生成する。ジメチルテルリドは温泉で非常に低濃度で観測されている。 [85] [86]

テルライト寒天培地は、コリネバクテリウム属、特にジフテリアの原因となるジフテリア菌を同定するために使用されます。[87]

予防

テルル
危険
GHSラベル：
GHS06: 有毒GHS07: 感嘆符GHS08: 健康被害
危険
H301、H317、H319、H332、H335、H360、H362、H412 [88]
P201、P261、P280、P308+P313 [89]
NFPA 704（ファイアダイヤモンド）
NFPA 704 4色ダイヤモンドHealth 2: Intense or continued but not chronic exposure could cause temporary incapacitation or possible residual injury. E.g. chloroformFlammability 0: Will not burn. E.g. waterInstability 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no code
2
0
0

テルルおよびテルル化合物は軽度の毒性があると考えられており、急性中毒はまれではあるものの、注意して取り扱う必要があります。[90]テルル中毒は、金属中毒の治療に使用される多くのキレート剤がテルルの毒性を増強するため、特に治療が困難です。テルルは発がん性があるとは報告されていませんが、吸入、経口摂取、または皮膚からの吸収により致命的となる可能性があります。[90] [91]

空気中のテルル濃度が0.01 mg/m 3以下であっても、人間は「テルル呼気」として知られるニンニクのような悪臭を放つ。 [20] [92]これは、体内でテルルがあらゆる酸化状態からジメチルテルル（(CH 3 ) 2 Te）に変換されることによって発生する。ジメチルテルルは、刺激臭のあるニンニクのような揮発性化合物である。15 mgのテルルを投与された被験者は、8ヶ月後もこの特徴的な呼気臭が残っていた。実験室では、この臭気によって、テルル化学を研究している科学者や、過去にどのような書籍を扱ったかまで識別できる。[93]テルルの代謝経路は不明であるものの、最終的にメチル化された代謝産物がテルルと似ていることから、より広く研究されているセレンの代謝経路と類似していると一般的に考えられている。[94] [95] [96]

職場では、吸入、経口摂取、皮膚接触、眼接触によってテルルに曝露される可能性があります。労働安全衛生局（OSHA）は、職場におけるテルル曝露量を8時間労働あたり0.1 mg/m 3に制限しています（許容曝露量）。国立労働安全衛生研究所（NIOSH）は、推奨曝露量（REL）を8時間労働あたり0.1 mg/m 3に設定しています。濃度が25 mg/m 3を超えると、テルルは生命と健康に直ちに危険を及ぼします。[97]

参照

注記

  1. ^ テルルの熱膨張は非常に異方性が高い。各結晶軸のパラメータ（20℃）はα a  = 29.6 × 10 −6 /K、α c  = −2.28 × 10 −6 /K、α平均= α V /3 = 19.0 × 10 −6 /K. [3]

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引用元

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