Теллуриды

ТЕЛЛУРИДЫ, соединения Те с менее элсктроотрицат. элементами, гл. обр. с металлами. По строению, составу и св-вам Т. являются аналогами др. халькогенидов - сульфидов и селенидов. В Т. s-элементов хим. связь ионно-ко-валентная, ковалентная составляющая хим. связи возрастает при переходе от Li к Cs и от Be к Ва. Щелочные металлы образуют Т. типа М₂Те_n, где n = 1 — 4. Т. состава М₂Те являются солями теллуристоводородной к-ты Н₂Те, бесцв., кристаллизуются в решетке типа антифлюорита CaF₂. Гигроскопичны, при доступе воздуха разлагаются с выделением Те, раств. в воде, р-ры устойчивы только в отсутствие О₂. Полителлуриды М₂Те_n-серо-черные кристаллы с металлич. блеском; разлагаются в присут. О₂ и влаги.

Щел.-зем. металлы образуют с Те соед. типа МТе. Это бесцв. кристаллы с кубич. решеткой типа NaCl, кроме ВеТе с кубич. структурой типа сфалерита и MgTe со структурой типа вюрцита. На воздухе окрашиваются в красноватый цвет, водой и к-тами разлагаются с выделением Те.

Т. p-элементов более разнообразны по составу и характеризуются преим. ковалентным характером хим. связи. Для элементов III гр. известны соед. А^IIIТе,, Тl₂Те.

При переходе от Ga к Тl устойчивость соед. А^IIIТе и уменьшается-понижаются т-ры плавления и меняется характер плавления от конгруэнтного (Т. галлия и In) до инконгруэнтного (Т. таллия). Тl₂Те плавится конгруэнтно. В области составов А^III-А^III Те наблюдается расслаивание в жидкой фазе. Аl₂Те₃ во влажном воздухе быстро гидро-лизуется с выделением Н₂Те; теллуриды Ga, In и Tl на воздухе устойчивы. В структуре атомы Те расположены в кубич. или гексагон. упаковке, атомы металла занимают статистически только ²/₃ позиций катионов. Остающиеся вакансии склонны к упорядочиванию и обусловливают аномалии в физ. св-вах Т., напр. низкую теплопроводность, высокие коэф. диффузии и р-римость примесей.

Т. германия, Sn, Pb состава МТе кристаллизуются в структуре типа NaCl.

Т. кремния (плавится инконгруэнтно) имеет состав Si₂Te₃ (см. табл.); при нагр. в вакууме разлагается с образованием твердого Si и газообразных SiTe и Те₂. Кубич. модификация Т. олова и Ge переходит в ромбоэдрическую соотв. при 15-70 К и 663-773 К в зависимости от состава.

p-Элементы Va гр. образуют Т. состава и A^VTe.

Структура Т. мышьяка построена из блоков, состоящих из шести рядов атомов Т. и четырех рядов атомов As, связанных между собой слабой связью типа ван-дер-ваальсовой. Структуры Т. сурьмы и Bi слоистые и различаются между собой числом и порядком чередования пятислойных пакетов из атомов металла и Те и двухслойных пакетов из атомов металла. Т. мышьяка, Sb, Bi при нагр. в вакууме разлагаются с образованием газообразных М₂, Те₂, МТе, М₂Те₂ .

Т. d- и f-элементов менее разнообразны по составу. Для большинства из них характерно образование соед. типа МТе (структуры типа NiAs, NaCl) и UTe₂ (структуры типа CdI₂, MoS₂, FeS₂ и т.д.).

Для Т. цинка, Cd, Hg характерно явление политипии и в зависимости от условий они кристаллизуются в кубич. структуре типа сфалерита или гексагональной типа вюрци-та. Наим. число Т. характерно для переходных металлов с относительно устойчивыми d⁵- и d¹⁰-конфигурациями атомных оболочек. Напр., Сr, Мn и Re образуют не более двух Т., a Ag, Аu, Zn, Cd, Hg-no одному (Ag₂Te, AuTe₂, CdTe и т.д.). По мере увеличения содержания Те характер хим. связи изменяется от ионной и металлической к ковалентной, образуются слоистые псевдомолекулярные структуры. Т. переходных металлов характеризуются значит. областями гомогенности. При увеличении содержания Те в результате образования металлич. вакансий может происходить непрерывный переход от структуры типа NiAs к структуре типа CdI₂, напр.: переходы TiTe-TiTe₂, PdTe-PdTe₂.

Т. d- и f-элементов-тугоплавкие соед.; напр., т. пл. для Т. РЗЭ достигает 1300-2000 °С. С повышением содержания Те в Т. их устойчивость понижается. Во влажном воздухе Т. d-и f-элементов постепенно разлагаются, в воде и к-тах-не-окислителях не раств., при нагревании раств. в к-тах-окис-лителях. В атмосфере О₂ окисляются с образованием окси-теллуридов, напр.О₂Те, где M-Ln, а при нагревании дают оксиды металлов и ТеО₂. При нагревании в вакууме Т. d- и f-элементов разлагаются с образованием соответствующих металлов.

Получают Т. след. способами: 1) непосредств. сплавлением компонентов в вакуумир. контейнерах; 2) взаимод. паров Те при нагр. с твердым или жидким металлом в инертной атмосфере или в присут. Н₂; 3) осаждением Т. теллуристым водородом или (NH₄)₂Te из р-ров солей соответствующих металлов; 4) восстановлением теллуритов или теллуратов водородом, NH₃, N₂H₄; 5) электрохим. способом, когда в качестве катода используют Те, а анода-металл, Т. к-рого нужно получить. Монокристаллы Т. выращивают направленной кристаллизацией из расплава по методу Чохральского, Бриджмена, зонной плавкой, осаждением из пара с помощью химических транспортных р-ций, в частности с использованием металлоорганических соединений.

Т. металлов I, II, IV, V или VIII гр. периодич. системы элементов в природе встречаются в виде минералов: гессита Ag₂Te, колорадоита HgTe, сильванита AgAuTe₄, алтаита РbТе, теллуровисмутита Bi₂Te₃ и др.

Большинство Т.-полупроводники. С увеличением атомной массы катиона ширина запрещенной зоны уменьшается, напр. от 3,0 эВ для ВеТе до 0,02 эВ для HgTe. Т. используют как материалы для термоэлектрич. преобразователей в нагревающих и охлаждающих устройствах (Т. меди, Ag, Pb, Sn, Ge, Sb, Bi и т. д.). Созданы термогенераторы, использующие солнечное тепло, тепло ядерных реакторов с мощностью до десятков и сотен кВт. С помощью интеркалирования ионов щелочных и щел.-зем. металлов в Т. со слоистой структурой (напр., Ga₂Te₃, In₂Te₃) создают новые классы аккумуляторов солнечной и злектрич. энергии. В акустооптике (см. Акустические материалы) Т. используют как лазерные материалы, материалы для фотоприемников (Т. цинка, Cd, Hg, Pb и т.д.), а в акустоэлектронике-для создания усилителей, тензодатчиков и т.д. Высокая чувствительность Т. к разл. излучениям (рентгеновскому, радиоактивному, ИК и т.д.) обусловливает их применение как детекторов для измерения напряженности магн. полей и т.д. Т. можно использовать для регистрации и хранения оптич. информации в голографии и др. См. также Кадмия теллурий, Мышьяка халькогениды, Олова халькогениды, Ртути халькогениды, Цинка халькогениды и др.

Лит.: Чижиков Д. М., Счастливый В. П., Теллур и теллуриды, М., 1966; Полупроводниковые халькогениды и сплавы на их основе, М., 1975; Абрикосов Н. X., Шелимова Л. Е., Полупроводниковые материалы на основе соединений А^IVВ^VI, М., 1975; Янаки А. А., Теллуриды переходных металлов, М., 1990; Cordfunke E. H. P., Cluistra R., Van Milten-burg J. C, "J. Chem. Thermodyn.", 1985, v. 17, p. 1079-89. В.П. Зломанов.