Es ist ein silbergraues, giftiges, weiches,sprödesHalbmetall, welches im AussehenZinn undAntimon ähnelt. Es ist ungefähr so selten wieGold, aber weitaus weniger teuer. Es wird hauptsächlich fürLegierungen undPhotovoltaikanlagen verwendet. Tellur wurde 1782 entdeckt, die Benennung erfolgte nachTellus, einer Gottheit der römischen Mythologie. Nur selten kommt Tellurgediegen in der Natur vor.China ist mit Abstand der weltweit größte Produzent des Halbmetalls.
Tellur wurde 1782 von dem österreichischen Chemiker und MineralogenFranz Joseph Müller von Reichenstein (1740–1825) bei Untersuchungen vonGold-Erzen aus derGrubeMariahilf am Berg Faczebaja beiZlatna (dt.Klein Schlatten, ung.Zalatna) naheSibiu (dt. Hermannstadt,Siebenbürgen,Rumänien) entdeckt, die eine geringere Goldausbeute als erwartet erbrachten. Er war durch die wissenschaftliche AbhandlungNachricht vom gediegenen Spiesglaskönig in Siebenbürgen[12] –Spiesglaskönig bezeichnetgediegenAntimon,Spiesglas ist eine alte Bezeichnung für das MineralStibnit (Antimonit, Grauspießglanz Sb2S3) – vonIgnaz von Born (1742–1791) auf die Erze aufmerksam geworden. Von Born hielt das gediegene Metall in den Golderzen für Antimon und führte die geringe Ausbeute auf eine Verbindung des Goldes mit Antimon zurück. Müller von Reichenstein widersprach dieser Ansicht und hielt es zunächst für „geschwefeltenWismuth“.[13] Nach weiteren Untersuchungen, deren Ergebnisse er zwischen 1783 und 1785 in einer vierteiligen Abhandlung publizierte,[14] schloss er jedoch auch Bismut aus, da das Metall, im Gegensatz zu Antimon und Bismut, praktisch nicht mitSchwefelsäure reagierte. Er verlieh der metallischen Phase den Namenmetallum problematicum (auchaurum problematicum beziehungsweiseaurum paradoxum). Nach heutiger Erkenntnis besteht es neben gediegenem Tellur aus denMineralenNagyágit (Blättererz, AuPb(Pb,Sb,Bi)Te2–3S6) undSylvanit (Schrifttellur, (Au,Ag)Te2). Müller von Reichenstein vermutete, dassmetallum problematicum „…vielleicht ein neues bisher noch nicht gekanntes Halbmetall seye?“, wollte seine Befunde jedoch erst von dem schwedischen Mineralogen und ChemikerTorben Olof Bergman (1735–1784) bestätigen lassen. Im Jahr 1783 schickte er Proben des Erzes zur Begutachtung an Bergman, jedoch erhielt er keine definitiven Antworten. Bergman verstarb 1784 und die Untersuchungen anmetallum problematicum wurden 1785 vorerst eingestellt.
Erst zwölf Jahre später, im Jahr 1797, erhieltMartin Heinrich Klaproth (1743–1817) in Berlin Proben der Erze von Müller von Reichenstein. Klaproth bekräftigte die Schlussfolgerungen aus Müller von Reichensteins Untersuchungen und sah genügend Hinweise für die Entdeckung eines neuen Elements. Im Januar 1798 würdigte Klaproth die Verdienste Müller von Reichensteins in einem Vortrag und schrieb ihm die Entdeckung des neuen Elements zu. Da Müller von Reichenstein dem Element keinen Namen gegeben hatte, entschied sich Klaproth für den NamenTellur (lat.tellus: „Erde“):
„Zur Ausfüllung dieser bisherigen Lücke in der chemischen Mineralogie lege ich hier meine mit diesen kostbaren Erzen angestellten Versuche und Erfahrungen dar, deren Hauptresultat in der Auffindung und Bestätigung einesneuen eigenthümlichen Metalls besteht, welchem ich den von der alten MutterErde entlehnten NahmenTellurium beylege.“
Unabhängig von Müller von Reichenstein und Klaproth entdeckte 1789 der ungarische Chemiker und BotanikerPaul Kitaibel (1757–1817) das Tellur bei Untersuchungen von Golderzen aus dem BergbauortNagybörzsöny (Deutsch-Pilsen) inUngarn. Klaproth erwähnte in seinem veröffentlichten Vortrag jedoch nur Müller von Reichenstein, obwohl er seit 1796 durch ein Manuskript Kitaibels auch Kenntnis von seinen Untersuchungen hatte. In einem Brief an Kitaibel erklärte Klaproth, der Inhalt des Manuskripts sei ihm entfallen und er habe bei den Untersuchungen der Erze Müller von Reichensteins keinen Zusammenhang mit seiner Arbeit gesehen. Klaproth überzeugte Kitaibel schließlich, dass die Entdeckung des Tellurs allein Müller von Reichenstein zugeschrieben werden sollte, da dieser bereits einige Jahre früher dieselben Beobachtungen an dem neuen Element machte.
Tellur aufSylvanit ausTavua (Fidschi), Bildbreite: 2 mm
Tellur ist ein selten vorkommendes Element; sein Anteil an derErdkruste beträgt ca. 0,01ppm (g/t). MitGold, untergeordnet auch mitSilber,Kupfer,Blei undBismut sowie denPlatinmetallen kommt es seltengediegen, also in elementarer Form in der Natur, vor.
Gediegenes Tellur gehört alsMineral zur Gruppe der Elemente, genauer der Halb- und Nichtmetalle und wird in derSystematik der Minerale nachStrunz unter der Nummer I/B.03-40 (8. Auflage) bzw. 1.CC.10 (9. Auflage), und nachDana unter der Nummer 1.3.4.2 geführt.
Spuren bis hin zu größeren Mengen anSelen können in gediegenem Tellur enthalten sein (Selentellur). Obwohl es sich bei Tellur um ein seltenes Element handelt, ist eine relativ große Anzahl von Mineralen bekannt, denn Tellur bildet eigene Minerale, weil es nur selten inSulfiden oderSeleniden beziehungsweiseSulfaten oderSelenaten eingebaut wird; für diese Kristallgitter der leichterenHomologen ist es zu groß. Umgekehrt dagegen vertreten die beiden leichteren Homologen häufiger das Tellur auf seinen Gitterplätzen in Kristallstrukturen tellurhaltiger Minerale.
Tellur zeigt von allen Elementen die höchsteAffinität zu Gold und findet sich daher in der Natur häufig in Form von Gold-Telluriden, Mineralen mitTellurid- (Te2−) beziehungsweise Ditellurid-Anionen (Te22−). Neben Gold und anderenEdelmetallen bilden vor allem Blei und Bismut weitere natürliche Telluride, oft begleitend (Paragenesen) zu den gediegenen Metallen und Gold-Erzen.
Seltener sind Minerale mit Te4+-Kationen in der Kristallstruktur, wobei auch das wichtigsteOxid des Tellurs, dasTellurdioxid TeO2 in zweiModifikationen alstetragonalerParatellurit (α-TeO2) undorthorhombischerTellurit (β-TeO2) in der Natur auftritt. Bei den weiteren Mineralen mit Tellur(IV)-Kationen handelt es sich umOxotellurate(IV) (Tellurite), die komplexe [TeO3]2−- oder [TeO4]4−-Anionen enthalten. Minerale mit Te6+-Kationen in Form vonoktaedrischen [TeO6]6−-Komplexanionen sind äußerst selten, es sind 21 Minerale bekannt, die größtenteils Kupfer und Blei enthalten. Neben den genannten Mineralen existieren in der Natur auchgemischtvalente Tellurminerale, darunter dasCalcium-Oxotellurat(IV,VI)Carlfriesit CaTe3O8 mit einem Te4+:Te6+-Verhältnis von 2:1.[17][18] Bei den Mineralen mit Te4+ und Te6+-Kationen handelt es sich umSekundärminerale, die aus derVerwitterung von gediegenem Tellur und Telluriden entstanden sind.
Tellurhaltige Minerale sind für die technische Gewinnung von Tellur ohne Bedeutung, da sie zu selten vorkommen und praktisch keine abbauwürdigenLagerstätten existieren. Zu den bekannten Fundorten von gediegenem Tellur beziehungsweise tellurhaltiger Minerale zählen neben derTyplokalitätZlatna (Siebenbürgen, Rumänien) auchMoctezuma (Mexiko),Cripple Creek (Colorado),Kalgoorlie (Australien) undCalaveras (Kalifornien). Bisher (Stand: 2012) sind 154 tellurhaltige Minerale bekannt, von denen allerdings fünf (Dilithium, Imgreit, Kurilit, Sztrokayit, Protojoseit) bisher noch nicht von derInternational Mineralogical Association (IMA) als eigenständige Minerale anerkannt bzw. als solche diskreditiert wurden.[19] Eine Auswahl bekannter Minerale mit Tellur in verschiedenen Oxidationsstufen ist in der nachfolgenden Tabelle dargestellt.
Tellur wird zusammen mitSelen industriell ausschließlich aus Nebenprodukten der großtechnischenelektrolytischenKupfer- undNickel-Herstellung gewonnen. In den anfallendenAnodenschlämmen sind wasserunlöslicheEdelmetall-Telluride und -Selenide der allgemeinen Formel M2Ch (M = Cu, Ag, Au; Ch = Se, Te) enthalten, die bei Temperaturen oberhalb 500 °C unter Luftsauerstoff (O2) mit Soda (Natriumcarbonat Na2CO3) zur Reaktion gebracht werden. Die Edelmetall-Kationen (M+) werden dabei zu elementaren Metallen (M)reduziert, die Tellurid-Anionen zuOxotelluraten(IV) (TeO32−)oxidiert:
Alternativ kann diese Umsetzung auch mit Salpeter (Natriumnitrat NaNO3) unter Luftausschluss und Bildung vonStickoxiden (NO und NO2) erfolgen:
Das entstandeneNatriumtellurat(IV) Na2TeO3 wird anschließend in Wasser gelöst, wo esbasisch reagiert und Hydrogentellurat(IV)-Ionen HTeO3− bildet. Die Abtrennung der Tellurate(IV) von den ebenfalls entstandenen Selenaten(IV) in der basischen Lösung erfolgt durchNeutralisation unter Zugabe vonSchwefelsäure (H2SO4), wodurch in Wasser nahezu unlösliches Tellurdioxid TeO2 ausfällt:
Das Tellurdioxid kann entweder inLaugen durchElektrolyse oder auf chemischem Weg durch Lösung in konzentriertenMineralsäuren und Einleitung vonSchwefeldioxid SO2 zu elementarem Tellur reduziert werden, wobei der Schwefel aus den SO2-Molekülen (bzw. den daraus in der Lösung gebildetenSulfit-Ionen SO32−) oxidiert wird undSulfat-Ionen (SO42−) entstehen:
Zur Gewinnung von hochreinem Tellur (> 99,9 %) wird dasZonenschmelzverfahren angewendet.
Die Weltjahresproduktion von Tellur ist von 667 Tonnen im Jahr 2019 um 3,1 % auf 646 Tonnen im Jahr 2023 gefallen und lag bei durchschnittlich 608,8 Tonnen pro Jahr (t/a), wobei das Minimum bei 570 Tonnen im Jahr 2020 erreicht wurde. Zu den Hauptproduzenten zählenChina (∅ 382,6 t/a),Japan (∅ 69,0 t/a),Russland (∅ 61,2 t/a),Schweden (∅ 38,6 t/a),Usbekistan (∅ 30,8 t/a),Kanada (∅ 23,0 t/a) undBulgarien (∅ 2,8 t/a). Eine Übersicht der Produktionsmengen der einzelnen Länder ist in der Tabelle dargestellt. WeitereIndustrienationen wieDeutschland undBelgien produzieren wahrscheinlich ebenfalls Tellur, es liegen jedoch keine Zahlen vor.[20] DerUnited States Geological Survey (USGS) schätzt die weltweit verfügbaren Reserven von Tellur im Jahr 2025 auf rund 35.000 Tonnen.[21] Tellur wird 2022 von den USA als kritischer Rohstoff eingestuft, von der EU jedoch nicht.[22][23]
Spiralförmige Kette aus Telluratomen entlang der 31-Schraubenachse. Jedes dritte Atom ist deckungsgleich (blau hervorgehoben).Blick auf die Ketten entlang derc-AchseKristallstruktur von Tellur mit verzerrtoktaedrischer (2+4) Koordinationsumgebung eines Telluratoms (gelb hervorgehoben).
Die nach derHermann-Mauguin-Symbolik beschriebene Raumgruppe P3121 (Nr. 152)Vorlage:Raumgruppe/152 erläutert die Zentrierung des Gitters sowie die vorhandenen Symmetrieelemente und deren räumliche Orientierung. „P“ bedeutet, dass dasBravais-Gitterprimitiv zentriert ist. Auf die Angabe der Zentrierung folgen die vorhandenen Symmetrieelemente der Raumgruppe: „31“ beschreibt eine 31-Schraubenachse (Vervielfältigung eines Teilchens durch Drehung um 120° undParallelverschiebung (Translation) um1⁄3 in Richtung der Drehachse) parallel zur kristallographischenc-Achse ([001]), „2“ beschreibt eine 2-zählige Drehachse (Vervielfältigung durch Drehung um 180°) parallel zu den kristallographischena-Achsen (<100> = [100], [010]), „1“ das Symmetrieelement der 1-zähligen Drehachse oderIdentität (Vervielfältigung durch Drehung um 360°, das Teilchen bildet sich also auf sich selbst ab) parallel der sechs symmetrieäquivalenten Richtungen <120> (= [120], [210], [110], [120], [210], [110]). Für die Beschreibung kristallographischer Richtungen, sieheMillersche Indizes.
Die Kristallstruktur enthält nur einkristallographisch unterscheidbares Telluratom mit den Lagekoordinaten x = 0,2636(1), y = 0 und z = 1⁄3, das sich in spezieller Lage auf derWyckoff-Position 3a befindet. „Spezielle Lage“ bedeutet, dass die Atomlage mit einem Symmetrieelement der Raumgruppe zusammenfällt, das Telluratom befindet sich hierbei auf der 2-zähligen Drehachse (Lagesymmetrie: .2.). Alle weiteren Telluratome in der Kristallstruktur können durch die Symmetrieelemente der Raumgruppe aus diesem Atom erzeugt bzw. auf dieses zurückgeführt werden.
Da sich das Telluratom in seiner Lage auf der 2-zähligen Drehachse der Raumgruppe (P3121 (Nr. 152)Vorlage:Raumgruppe/152) befindet, wird es primär durch die 31-Schraubenachse vervielfältigt. Dadurch entstehen spiralförmige Ketten auskovalent gebundenen Telluratomen parallel zurc-Achse. DieBindungslänge zwischen den Telluratomen innerhalb der Kette beträgt 284 pm, der Bindungswinkel liegt bei 103,1°. Die kovalenten Bindungen innerhalb der Kette sind in den Abbildungen rot hervorgehoben.
Jeweils eine Kette ist in den Abbildungen zur Verdeutlichung blau dargestellt, wobei sich das dunkelblaue Atom auf z = 1⁄3, das mittelblaue auf z = 2⁄3 und das hellblaue auf z = 1 beziehungsweise z = 0 befindet. Jedes dritte Atom innerhalb der Kette ist also deckungsgleich.
Jede Kette wird von sechs weiteren Ketten umgeben. Zwischen den Ketten existierenVan-der-Waals-Bindungen mit Te–Te-Abständen von 349 pm (grün gestrichelt), die durch die Unterschreitung desVan-der-Waals-Radius (2 · 206 pm = 412 pm) der Telluratome zustande kommen. Für ein einzelnes Telluratom ergibt sich dabei eineKoordinationszahl von 6, genauer 2+4, da 2 Atome aus der gleichen Kette stammen und damit einen geringeren Abstand als die weiteren 4 aus den Nachbarketten aufweisen. AlsKoordinationspolyeder ergibt sich damit jeweils ein verzerrtesOktaeder (gelb hervorgehoben).
Tellur kann auch in der Raumgruppe P3221 (Nr. 154)Vorlage:Raumgruppe/154 anstattP3121 (Nr. 152)Vorlage:Raumgruppe/152 mit denselben Gitterparametern kristallisieren. Die 32-Schraubenachse vervielfältigt ein Atom ebenfalls durch Drehung um 120°, anschließend wird es jedoch um2⁄3 (anstatt1⁄3) in Richtung der Drehachse verschoben. Dadurch entstehen ebenfalls spiralförmige Ketten, die sich jedoch im Uhrzeigersinn statt im Gegenuhrzeigersinn (bei der 31-Schraubenachse) entlang derc-Achse winden. Die Kristallstruktur in der Raumgruppe P3221 (Nr. 154)Vorlage:Raumgruppe/154 („Linksform“) ist somit das Spiegelbild der Struktur in der Raumgruppe P3121 (Nr. 152)Vorlage:Raumgruppe/152 („Rechtsform“). Das Auftreten von spiegelbildlichen Kristallformen wird in derKristallographie alsEnantiomorphie bezeichnet.
DasKristallsystem von Tellur wird – vor allem in englischsprachiger Literatur – zum Teil auch alshexagonal angegeben. Dem hexagonalen und trigonalen Kristallsystem liegt dasselbe Gittersystem zugrunde, da beide der hexagonalenKristallfamilie angehören. Eine hexagonale Symmetrie würde jedoch zwingend das Vorhandensein eines Symmetrieelements mit Drehung um 60° – d. h. eine 6-zählige Dreh- (6), Drehinversions- (6) oder Schraubenachse (6n) – voraussetzen. Die Kristallstruktur von Tellur beinhaltet jedoch nur eine 31- oder 32-Schraubenachse mit jeweils Drehung um 120° und gehört damit zweifelsfrei in das niedriger symmetrischetrigonale Kristallsystem.
In Hochdruckexperimenten mit kristallinem Tellur (Te-I oder α-Tellur) konnten weitereModifikationen beschrieben werden. Die Angaben zu den Druckbereichen für die Stabilität sowie die Raumgruppen der Hochdruck-Modifikationen variieren zum Teil in der Literatur:
Te-III sollorthorhombisch kristallisieren und im Druckbereich oberhalb 6,6 GPa stabil sein. Für diese Modifikation existiert jedoch nur eine theoretische Berechnung in der Raumgruppe Imma (Nr. 74)Vorlage:Raumgruppe/74.
Te-IV kristallisierttrigonal in der Raumgruppe R3m (Nr. 166)Vorlage:Raumgruppe/166 und entspricht der β-Struktur des höherenHomologenPolonium. Es ist im Druckbereich von 10,6 bis 27 GPa stabil. Die Abstände der Telluratome innerhalb der Ketten und zu benachbarten Ketten sind in dieser Modifikation gleich und betragen jeweils 300 pm, wodurch sich die höhere Symmetrie im Vergleich zu Te-I erklärt.
Die unbeständigeamorphe Modifikation ist ein braunes Pulver und kann ausTelluriger Säure (H2TeO3) durch Reaktion mitSchwefliger Säure (H2SO3) beziehungsweiseSulfit-Ionen (SO32−) dargestellt werden. Die Sulfit-Ionen werden dabei zuSulfat-Ionen (SO42−)oxidiert während die Te4+-Kationen zu elementarem Tellurreduziert werden:
Amorphes Tellur wandelt sich unter Standardbedingungen langsam in die thermodynamisch stabile – oben beschriebene – kristalline Modifikation Te-I um.
Kristallines Tellur ist einintrinsischer direkterHalbleiter mit einerBandlücke von 0,334 eV. Dieelektrische Leitfähigkeit lässt sich wie bei allen Halbleitern durch Temperaturerhöhung oder Belichtung steigern, dies führt bei Tellur jedoch nur zu einem geringen Anstieg. Die elektrische Leitfähigkeit undWärmeleitfähigkeit verhält sich bei Tellur richtungsabhängig, das heißtanisotrop. Kristallines Tellur ist ein weiches (Mohshärte 2,25) und sprödes Material, das sich leicht zu Pulver verarbeiten lässt. Durch Druckerhöhung wandelt sich Tellur in weitere kristalline Modifikationen um. Oberhalb von 450 °C geht Tellur in eine rote Schmelze über, bei Temperaturen über 990 °C liegt Tellur als gelbesdiamagnetisches Gas aus Te2-Molekülen vor. Bei Temperaturen über 2000 °C zerfallen die Te2-Moleküle in einzelneAtome.
In Verbindungen mitNichtmetallen verhält sich Tellur wie das leichtere GruppenmitgliedSelen. An Luft verbrennt es in einer grün gesäumten, blauen Flamme zu Tellurdioxid TeO2:
Tellur reagiert spontan mitHalogenen unter Bildung vonTellurhalogeniden. Bemerkenswert ist hierbei, dass Tellur im Gegensatz zu den leichterenHomologen Selen und Schwefel auch thermodynamisch stabileIodide bildet, darunter Telluriodid TeI mit der Oxidationsstufe +I. Mit unedlen Metallen wie zum BeispielZink reagiert es heftig zu den entsprechenden Telluriden.
Von Tellur sindIsotope mitMassenzahlen zwischen 105 und 142 bekannt.[26] Natürliches Tellur ist einMischelement, das aus acht Isotopen besteht, von denen fünf (122Te,123Te,124Te,125Te,126Te) stabil sind. Das Isotop123Te sollte theoretisch unterElektroneneinfang zu123Sb zerfallen. Dieser Zerfall wurde jedoch noch nicht beobachtet; die untere Grenze für seine Halbwertszeit beträgt 9,2 · 1016 Jahre (92Billiarden Jahre). Das Isotop120Te geht über dendoppelten Elektroneneinfang direkt in120Sn über. Die Isotope128Te und130Te wandeln sich durch den extrem seltenendoppelten Betazerfall in128Xe beziehungsweise130Xe um.
Den größten Anteil an natürlichem Tellur bildet zu ungefähr einem Drittel das Isotop130Te mit einerHalbwertszeit von 7,9 · 1020 Jahren, gefolgt vom Isotop128Te. Die durchschnittlicheAtommasse der natürlichen Tellur-Isotope beträgt daher 127,60 und ist damit größer als die des im Periodensystem folgendenReinelementsIod mit 126,90.128Te gilt als das Isotop mit dem langsamsten Zerfall aller nichtstabilen Isotope sämtlicher Elemente. Der äußerst langsame Zerfall mit einer Halbwertszeit von 7,2 · 1024 Jahren (7Quadrillionen Jahren, d. h. in 1 Kilogramm zerfällt alle 18 Monate ein Atom)[27] konnte nur aufgrund der Detektion des Zerfallsproduktes (128Xe) in sehr alten Proben natürlichen Tellurs festgestellt werden.[28]
Von den übrigen Isotopen hat dasKernisomer121mTe mit 154 Tagen die längsteHalbwertzeit. Auch bei den Isotopen127Te und129Te liegen die Halbwertszeiten der Isomere über denen des Grundzustands. AlsTracer wird am häufigsten das Isotop127Te verwendet, gefolgt von121Te. Die Isotope127Te und129Te treten auch alsSpaltprodukte bei derKernspaltung inAtomreaktoren auf.
Photovoltaikanlage aus CdTe-Dünnschicht-Solarzellen
Tellur ist ein technisch weniger bedeutendes Element, da es teuer in der Herstellung ist und in der Verwendung häufig andere Elemente beziehungsweise Verbindungen gleichwertig sind. 2016 wurde für elementares, polykristallines und dotiertes Tellurthermoelektrisches Verhalten mit einer hohen Gütezahl im Bereich zwischen Raumtemperatur und 400 °C nachgewiesen.[29] Elementares Tellur wird in der Metallindustrie unter anderem als Zusatz (< 1 %) fürStahl,Gusseisen,Kupfer- undBlei-Legierungen sowie in rostfreien Edelstählen verwendet. Es fördert die Korrosionsbeständigkeit und verbessert die mechanischen Eigenschaften sowie die Bearbeitbarkeit. AlsHalbleiter wird reines Tellur bisher nur wenig eingesetzt, meist wird Tellur inII-VI-Verbindungshalbleitern verwendet.Cadmiumtellurid CdTe wird z. B. inFotodioden undDünnschicht-Solarzellen zur Stromerzeugung aus Licht verwendet.
Medizinische Verwendung fand Tellur (bzw. Kaliumtellurat) erstmals 1890 zur Behandlung von nächtlichen Schweißausbrüchen bei anTuberkulose erkrankten Patienten.[30]
Weiterhin werden geringe Mengen von Tellur zurVulkanisierung vonGummi, inSprengkapseln und zum Färben von Glas undKeramik verwendet. Die Salze des Tellurs werden teilweise zur Erzeugung einer grasgrünen Farbgebung beiFeuerwerken verwendet.[31]
Tellur ist in löslicher Form ein für den menschlichen Organismus giftiges Element und wurde daher in der Vergangenheit als giftig eingestuft. Da elementares Tellur jedoch sehr schlecht in Wasser und körpereigenen Säuren löslich ist, wurde es aufgesundheitsschädlich herabgestuft. Studien derNiederländischen Organisation für Angewandte Naturwissenschaftliche Forschung (TNO) zeigten, dass der LD50 (oral)-Wert für Ratten bei > 5000 mg/kg liegt. Der in vielenSicherheitsdatenblättern angegebene Wert von 83 mg/kg aus dem BuchToxicometric Parameters of Industrial Toxic Chemicals under single Exposure von N.F. Ismerow, der aus dem Jahr 1982 stammt,[32] gilt nur für leichtlösliche Tellurverbindungen. Trotzdem verwenden verschiedene Hersteller für elementares Tellur (Pulver) weiterhin den alten LD50-Wert und die Einstufunggiftig in Verbindung mit demH-Satz 301 („Giftig beim Verschlucken“).[33]
Tellur ist nicht so giftig wieSelen. Dies steht in Analogie zu den benachbarten Elementen der 5. Hauptgruppe, wo dasAntimon ebenfalls weniger giftig als dasArsen ist. Gelangt Tellur vor allem in Form von leichtlöslichen Tellurverbindungen wieAlkalimetall-Tellurate (zum Beispiel Na2TeO3) durch Verschlucken (peroral) in den Körper, bildet sich durchReduktion giftigesDimethyltellurid (Me2Te: H3C–Te–CH3), das zur Schädigung vonBlut,Leber,Herz undNieren führen kann. Da leichtlösliche Tellurverbindungen dabei weit mehr Tellur freisetzen, werden diese auch als gefährlicher eingestuft. Tellurvergiftungen machen sich durch einen intensiven, zuerst 1824 vonChristian Gottlob Gmelin (bei seinen erstmals vorgenommenen Untersuchungen der Wirkung von Tellur auf Lebewesen)[34] beschriebenen Knoblauchgeruch der Atemluft bemerkbar, der durch das Dimethyltellurid hervorgerufen wird. Dieser entfernt sich erst nach mehreren Wochen und entfaltet sich selbst bei sehr geringen Mengen, die noch keine schwerwiegenden Vergiftungen hervorrufen. Dieser Knoblauchgeruch kann, im Gegensatz zu echtem Knoblauch, nicht durch Zähneputzen entfernt werden. Auch setzt dieser sich in einem Raum fest und entfernt sich erst nach mehreren Stunden.[35] Es wird ebenfalls über die Haut langsam ausgeschieden.
Tellurstäube können sich in Luft selbst entzünden und fein verteilt in entsprechender Konzentration auch explosiv reagieren, wobei sich jeweils Tellurdioxid TeO2 bildet. Wie andere Metallstäube kann Tellurpulver auch mitInterhalogenverbindungen wieBrompentafluorid BrF5 explosiv reagieren. EineMaximale Arbeitsplatz-Konzentration (MAK) für Tellur ist nicht festgelegt.[10][36]
Tetratellur-Dikation Te42+.Positiver Nachweis: Te42+-Kationen in konzentrierter Schwefelsäure
Elementares Tellur kann in heißer konzentrierterSchwefelsäure (H2SO4) durchOxidation des Tellurs unter Bildung des roten Te42+-Kations (Tetratellur-Dikation) nachgewiesen werden. Ein Teil der Schwefelsäure wird bei der Reaktion zuSchwefliger Säure (H2SO3)reduziert, die aufgrund der hohen Temperaturen inWasser (H2O) und ihrAnhydridSchwefeldioxid (SO2) zerfällt, welches als Gas entweicht:
Die Farbe des quadratisch-planar aufgebauten Te42+-Kations kommt durch sechsdelokalisierte π-Elektronen zustande, die einen Teil des sichtbaren Lichtsabsorbieren. Die übrigen, nicht absorbierten Wellenlängen des Lichts ergeben dieKomplementärfarbe Rot.
Tellurat und Tellurit können mittelsPolarographiespeziiert, d. h. selektiv nebeneinander bestimmt werden.[37] Während die Stufe des Tellurats bei −1,66 V liegt, erscheint diejenige des Tellurits bei −1,22 V (gegenSCE, 0,1M Natronlauge). Beide Tellurspezies werden dabei in einem Schritt zumTellurid reduziert. Spuren von 0,03 % Tellurat bzw. 0,003 % Tellurit sind auf diese Weise erfassbar. Wesentlich nachweisstärker sind die Methoden derAtomspektroskopie. Während man mit der Flammen-AAS eineNachweisgrenze von 20 μg/l erreicht, liegt dieser Wert bei der Graphitrohr-AAS (0,2 μg/l) sowie der Hydridtechnik (0,02 μg/l) noch wesentlich niedriger.[38]
In Verbindungen tritt Tellur am häufigsten in denOxidationsstufen −II (Telluride) und +IV (Tetrahalogenide, Tellurdioxid undTellurate(IV), veraltetTellurite) auf. Seltener sind die Oxidationsstufen +VI (Tellurate(VI)) und +II (Dihalogenide) sowie −I (Ditelluride) und +I (Monohalogenide, nur bekannt als TeI).
Tellurwasserstoff H2Te ist ein farbloses, sehr giftiges Gas, das durch Reaktion von Telluriden (MxTey) mit starken Säuren, zum BeispielSalzsäure HCl, entsteht. Aus den Elementen (Wasserstoff und Tellur) ist die Verbindung als stark endotherme Verbindung nur bei Temperaturen über 650 °C darstellbar. In Wasser gelöst (Tellurwasserstoffsäure) reagiert es sauer, wobei die Säurestärke in etwa der Phosphorsäure entspricht. An der Luft zersetzt sich die wässrige Lösung umgehend zu Wasser und elementarem Tellur.
Tellurtrioxid (Tellur(VI)-oxid) TeO3 ist ein gelber,trigonal/rhomboedrisch kristallisierender Feststoff und das Anhydrid derOrthotellursäure H6TeO6. Es entsteht bei der Entwässerung der Orthotellursäure durch starke Temperaturerhöhung. Die gelbe Farbe kommt durch Elektronenübertrag des Sauerstoffs auf das Tellur („Charge-Transfer“) zustande.
Tellurmonoxid (Tellur(II)-oxid) TeO ist ein weiteres, beiStandardbedingungen jedoch instabiles Oxid des Tellurs. Es wird als schwarzer amorpher Feststoff beschrieben und reagiert in feuchter Luft mit Sauerstoff zum stabileren Tellurdioxid TeO2.
Ditellurpentoxid (Tellur(IV)-Tellur(VI)-oxid) ist ein gemischtes Telluroxid mit Te4+- und Te6+-Kationen. Es ist neben Tellurtrioxid ein weiteres Produkt bei der thermischen Zersetzung der Orthotellursäure und kristallisiert immonoklinen Kristallsystem.
Tellurate sind dieSalze der Orthotellursäure H6TeO6 und Metatellursäure H2TeO4 mit denAnionen [TeO6]6− beziehungsweise [TeO4]2−. Die Salze der Tellurigen Säure H2TeO3 mit dem Anion [TeO3]2− werden als Tellurate(IV) (veraltetTellurite) bezeichnet.
Tetrahalogenide TeX4 mit Tellur in der Oxidationsstufe +IV sind die häufigsten Tellur-Halogenide. Diese sind mit allenHalogenen (Fluor,Chlor,Brom undIod) bekannt. Bei allen Verbindungen handelt es sich um kristalline Feststoffe.
Dihalogenide TeX2 mit Tellur in der Oxidationsstufe +II sind nur mit Chlor, Brom und Iod bekannt, sie existieren nur in der Gasphase.
Monohalogenide TeX existieren von Tellur nur mit Iod als Telluriodid TeI. Es ist das einzig bekannte thermodynamisch stabile Mono-Iodid derChalkogene und ein dunkler kristalliner Feststoff. Tellur hat in dieser Verbindung die ungewöhnliche Oxidationsstufe +I.
Subhalogenide enthalten Te mit einer Oxidationsstufe, die kleiner als +I ist. Stabile Vertreter sind Te2I, Te2Br und Te3Cl2.
Weiterhin existieren von Tellur in der Oxidationsstufe +IV in wässriger Lösung auchKomplexverbindungen [TeX6]2− (X = F−, Cl−, Br−, I−) mit allen Halogenid-Ionen. Mit Ausnahme des Hexafluoro-Komplexes sind alle anderen perfektoktaedrisch aufgebaut und können auch alsSalze aus der Lösung gefällt werden (zum Beispiel gelbes Ammonium-hexachloridotellurat(IV) (NH4)2[TeCl6], rotbraunes Ammonium-hexabromidotellurat(IV) (NH4)2[TeBr6] oder schwarzes Cäsium-hexaiodidotellurat(IV) Cs2[TeI6]).
Tellur bildet eine Reihe vonmetallorganischen Verbindungen. Diese sind aber sehr instabil und werden in derorganischen Synthese wenig verwendet. Als reine Tellurorganyle sind Verbindungen der Form R2Te, R2Te2, R4Te und R6Te (R jeweils Alkyl-, Aryl-) bekannt.[39]
Daneben sind noch Diorganotellurdihalogenide R2TeX2 (R = Alkyl-, Aryl-; X = F, Cl, Br, I) und Triorganotellurhalogenide R3TeX (R = Alkyl-, Aryl-; X = F, Cl, Br, I) bekannt.
Polykation Te82+ in Te8[U2Br10]Polykation Te72+ in Te7[Be2Cl6]
Durch vorsichtige Oxidation von Tellur können neben dem schon erwähnten Te42+ zahlreicheTellurpolykationen Tenx+ dargestellt und mit einem geeigneten Gegenion kristallisiert werden.[41] Das Gegenion muss eine schwacheLewis-Base sein, da die Tellurpolykationen verhältnismäßig starke Lewissäuren sind. Geeignete Oxidationsmittel sind häufig Halogenide der Übergangsmetalle, die bei Temperaturen von typischerweise 200 °C direkt die gewünschte Verbindung ergeben:
Häufig ist die Kristallisation unter den Bedingungen deschemischen Transports erfolgreich, bisweilen müssen aber wasserfreie Lösungsmittel wieZinn(IV)-chlorid oderSiliciumtetrabromid verwendet werden. Auch Salzschmelzen stellen in Einzelfällen geeignete Reaktionsmedien dar.Ist das Metallhalogenid kein geeignetes Oxidationsmittel, wie das bei Halogeniden der Hauptgruppenelemente in der Regel der Fall ist, können die entsprechenden Tellurtetrahalogenide als Oxidationsmittel verwendet werden:
Durch Variation des Gegenions und des Reaktionsmediums konnte eine große Vielfalt von Polykationen dargestellt werden; auch gemischte Selen-Tellurpolykationen sind durch entsprechende Wahl der Reaktanten der Synthese zugänglich. Neben den gezeigten ketten- bzw. bandförmigen Polykationen gibt es auch isolierte Polykationen wie Te62+, Te64+ und Te84+.
Frank Hoffmann:Faszination Kristalle und Symmetrie – Einführung in die Kristallographie. 1. Auflage.Springer Spektrum, Berlin 2016,ISBN 978-3-658-09581-9,S.173–174.
Tomas Kron, Eckehard Werner:Kurze Geschichte des Elements Tellur in Biologie und Medizin. In:Würzburger medizinhistorische Mitteilungen. 8, 1990, S. 279–288.
Sonderheft zum 250. Geburtstag von Franz Joseph Müller von Reichenstein und der Entdeckung des Elements Tellur. In: Montanhistorischer Verein für Österreich (Hrsg.):res montanarum.Band5, 1992.
↑Robert C. Weast (Hrsg.):CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990,ISBN 0-8493-0470-9, S. E-129 bis E-145. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
↑I. von Born:Nachricht vom gediegenen Spiesglaskönig in Siebenbürgen. In:Abhandlungen einer Privatgesellschaft in Böhmen.Band5, 1782,S.382–386.
↑F. J. von Müller Reichenstein:Schreiben an Herrn Hofrath von Born. Über den vermeintlichen natürlichen Spiesglanzkönig. In:Physikalische Arbeiten der einträchtigen Freunde in Wien. 1. Quartal, 1783, S. 57–59.
↑F. J. von Müller Reichenstein:Versuche mit dem in der Grube Mariahilf in dem Gebirge Fazeby bey Zalathna vorkommenden vermeinten gediegenen Spiesglanzkönig. In:Physikalische Arbeiten der einträchtigen Freunde in Wien. 1. Quartal, 1783, S. 63–69; Fortsetzung der Versuche mit dem in der Grube Mariahilf in dem Gebirge Fazeby bey Zalathna vorkommenden vermeinten gediegenen Spiesglanzkönig. In:Physikalische Arbeiten der einträchtigen Freunde in Wien. 2. Quartal, 1784, S. 49–53; Nachricht von den Golderzen aus Nagyag in Siebenbürgen. In:Physikalische Arbeiten der einträchtigen Freunde in Wien. 2. Quartal, 1784, S. 85–87; Fortsetzung der Versuche mit dem in der Grube Mariahilf in dem Gebirge Fazeby bey Zalathna vorkommenden vermeinten gediegenen Spiesglanzkönig. In:Physikalische Arbeiten der einträchtigen Freunde in Wien. 3. Quartal, 1785, S. 344–352.
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↑Markus Miller:Der große Strategie- und Edelmetall-Guide: Das FORT KNOX für Privatanleger. FinanzBuch Verlag, 2012,ISBN 978-3-86248-266-5, S. 95 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
↑Christian Gottlob Gmelin:Versuche über die Wirkungen des Baryts, Strontians, Chroms, Molybdäns, Wolframs, Tellurs, Titans, Osmiums, Platins, Iridiums, Rhodiums, Palladiums, Nickels, Kobalts, Urans, Ceriums, Eisens und Mangans auf den thierischen Organismus. Tübingen 1824, S. 43.
↑Sam Kean:Die Ordnung der Dinge – im Reich der Elemente. Hoffmann und Campe, 2011,ISBN 978-3-455-50208-4,S.445.
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