Els empèdocles moderns – Franz-Joseph Müller von Reichenstein (1782) i l’element 52 (Te) – tel•luri (nilpentibi, Npb)

Terra. Ja n’hem parlat en algunes de les introduccions prèvies. Mot polisèmic. El Diccionari Alcover Moll en considera sis accepcions bàsiques: 1) “El planeta on vivim”; 2) “Part sòlida de la superfície del nostre planeta (en contraposició a l’aire i a l’aigua, i sobretot a l’aigua marina”; 3) “Part sòlida de la superfície del nostre planeta, considerada com a suport (sobre el qual estem, caminem, etc.); per ext., paviment sobre què estan les persones e coses”; 4) “Porció de la superfície de la Terra considerada en ella mateixa o com a pertanyent a un individu, a una col•lectivitat, a un poble”; 5) “El material més bla dels que formen la crosta terrestre (per oposició a la roca viva, metalls, etc.); la pols en què es resol el dit material”. Quan Empèdocles l’esmentava com una de les quatre arrels, utilitzava bàsicament el significat 5), que és també el significat primari del mot llatí “terra”. Ara bé, en aquest esquema de quatre elements, l’oposició envers l’aire i l’aigua fa pensar en el significat 2), coincident amb el mot “יַבָּשָׁה” que trobem en el relat cosmogònic del Pentateuc. Aquest significat 2) lliga amb el significat 3), de suport, i el significat 4), d’explotació, propietat, pertinença. Si 4) simbolitza la particularitat, el significat 1) és el de la generalitat. La generalització del significat “terra” s’entronca amb la descoberta del caràcter planetari de la “Terra”, que ja vam repassar en una altra ocasió. Per evitar l’amfibologia de l’adjectiu “terrestre”, que pot referir-se a la “superfície sòlida de la terra (en oposició a marítim o aquàtic)” com a allò “propi de terra (en oposició a celeste)”, s’ha proposat l’adjectiu “terraqüi” per designar específica allò propi del planeta Terra. Per distingir entre els dos significats normalment escrivim “terra” en minúscula per als usos quotidians i cedim “Terra” en majúscula per als usos planetaris. En altres llengües s’utilitzen altres mecanismes de distinció. En llatí, hom ha reservat per al planeta el nom Tellus. En anglès també s’escriu Earth en majúscula, però de vegades s’ha proposat l’ús de Terra o de Gaia para eliminar l’amfibologia de “earth”. La Terra, en planetaritzar-se, perd la seva universalitat. La podem comprendre com una esfera de 6371 km de radi. O, si volem ser més precisos, com l’esferoide oblat de radi major de 6378137 m i aplanament de 1/298,257223563. En termes de superfície això es tradueix a 5,10072•1017 m2 i de volum a 1,08321•1021 m3, amb una massa global de 5,97219•1024 kg. Nosaltres arribem així al nombre 52 de la nostra sèrie.

Variacions de l’alçada del nivell del mar contemplada pel Model Gravitacional de la Terra publicat en el 1996 per la NIMA, el GSFC i la Ohio State University (EGM96) respecte del Sistema Geodèsic Mundial establert en el 1984 (WGS84). Bàsicament, la Terra és contemplada com un el•lipsoide biaxial, de manera que s’assum la circularitat de l’equador (tret de les variacions registrades per l’EGM96). Hom ha provat de refinar l’el•lipsoide de referència amb models triaxials o amb un diferent índex d’aplanament per als dos hemisferis. De moment, però aquestes desviacions han estat integrades en el model de geoide que representa l’EGM96

Franz-Joseph Müller von Reichenstein i la descoberta del tel•luri

Franz-Joseph Müller von Reichensten (*Hermannstadt, Siebenbürgen, 1.6.1740) va créixer a la localitat austríaca de Poysdorf. Estudià filosofia i dret a Viena, però aviat compaginà aquesta formació amb les ciències naturals i la geologia i la mineralogia en particular. A partir del 1763 assistí a la Bergakademie de Schemnitz. Després de superar els cursos de química, mineralogia, mecànica i mineria, es graduà com a Markscheider en el 1768. En el 1770 fou destinat a la Comissió Reial per a la Regulació de les Mines i Ferreries del Banat. En el 1775, ja com a Oberbergmeister, es va fer càrrec de la gestió d’una mina d’argent i de coure de Schwaz, al Tirol. En aquesta etapa tirolesa realitzà nombrosos reports, entre els quals la descoberta de turmalina a Zillertal (1778).

En el 1778 esdevingué un dels set consellers del Tresor de Transilvània, òrgan encarregat de la supervisió de les mines i seques. Quan aquest òrgan fou dissolt, Müller esdevingué Oberinspector de la mineria i la foneria de Transilvània.

En la seva funció dirigia les anàlisis químiques de mostres minerals. Una d’aquestes mostres, procedent de Zlatna, tenia l’aparença d’un mineral blanc d’or (descrit com a “Faczebajer weißese blättriges Golderz”). Unes primeres anàlisis assenyalaven que podia tractar d’una pirita d’or i d’antimoni (“antimonalischer Goldkies”) o de “Spießglaskönig”, un argent molíbdic que contingués antimoni metàl•lic. Müller considerà que es tractava d’un mineral d’or, efectivament, però que, per comptes d’antimoni metàl•lic o sulfúric, contenia sulfur de bismut (1778). Mesos més tard, ja en el 1779, realitzà noves anàlisis i descartà que es tractés ni d’antimoni ni de bismut, sinó que es devia tractar d’un metall desconegut.

Després de més de cinquanta proves sobre aquesta mostra i d’altres del mateix indret, realitzades entre el 1779 i el 1782, va poder confirmar aquesta sospita. En va poder determinar el pes específic del sulfur d’aquest metall, i consignà les característiques bàsiques de la seva reactivitat. En escalfar-se el nou metall emetia un fum blanc i olor de rave. Atacat per àcid sulfúric, la solució tornava vermella i, en afegir-hi aigua, hom obtenia un precipitat negre. En el 1783 publicà una memòria (“Versuche mit dem in der Grube Mariahilf in dem Gebirge Fazeby bey Zalathna vorkommenden vermeinten gediegenen Spiesglanzkönig”) a “Physikalische Arbeiten der einträchtigen Freunde in Wien”. Prudent, Müller no gosà identificar aquest “metallum problematicum” o “aurum paradoxium”.

Pál Kitaibel (1757-1817)

De manera independent a Müller, en el 1789 Pál Kitaibel descrigué aquest metall en un mineral de Deutsch-Pilsen, inicialment caracteritzat com una molibdenia argentífera. En reconèixer la identitat amb el metall descrit per Müller en va reconèixer la prioritat.

Klaproth (1743-1817)

En el 1798, Martin Heinrich Klaproth, de Berlín, s’ocupà d’aquest “metall problemàtic”. Va sol•licitar mostres del mineral d’or a Müller, que n’hi trameté. Klaproth va publicar les seves recerques en un article. Klaproth aconseguí aïllar el metall en estat prou pur com per calcular-ne el pes específic (6,115 equivalents d’aigua) i en va estudiar profundament la reactivitat. Possiblement el fet que es comportés com un “semimetall” o un metall “pobre” (un metall poc metàl•lic), fou el que impulsà Klaproth a denominar-lo “tel•luri”, formalment en honor de la Mare Terra (“der alten Mutterde”). Amb aquests coneixements, Klaproth fou capaç de calcular el contingut de tel•luri de diversos minerals.

L’acceptació del tel•luri com a element es va fer esperar. No apareix en el “Traité Élémentaire de Chimie” (1789), de Lavoisier, ni tampoc a “New System of Chemical Philosophy” (1808), de John Dalton. Sí que l’esmenta Berzelius en el seu “Assaig sobre la causa de les proporcions químiques” (1813), concretament en el capítol sobre “signes químics”. El tel•luri (“tellurium”) apareix amb el símbol químic Te, que ha retingut de llavors ençà. El nom llatí és la base, amb les modificacions oportunes, del nom d’aquest element en les diferents llengües. La forma catalana de derivació més directa és “tel•luri”, per bé que hom fa també ús de “tel•lur”.

Des del 1817, Johann Wolfgang Döbereiner havia fet esforços per classificar el nombre creixent d’elements químics. En el 1829, formulà diverses triades d’elements, entre els quals hi havia el sofre, el seleni i el tel•luri. Fet i fet, el seleni havia rebut aquest nom, en el 1817, per les seves similituds amb el tel•luri (si el tel•luri havia rebut el nom per la dea Tellus, la Terra, el seleni ho feia per la dea Selena, la Lluna). Una de les propietats de les triades de Döbereiner era l’harmonia de pesos atòmics, si bé en el cas del sofre-seleni-tel•luri no es complia.

En el 1863, Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois (1820-1886) publicà “Vis tel•lurique”, el cargol tel•lúric, una “classificació natural dels cossos simples radicals” de base “helicoïdal i numèrica”. Els elements eren ordenats per pes atòmic i classificats en 17 grups (0-16) i 3 períodes. El darrer de la llista era el tel•luri, tal com suggeria el nom de la classificació, que alhora feia referència a una manera de classificar tots els elements químics que constitueixen la Terra. La taula feia així:

Aquests intents solien despertar l’escepticisme, i més d’un acusà els seus autors de recórrer a alguna superstició numerològica. Això també ho patí John Newlands, en el 1865. En la taula de Newlands, cada element rebia un nombre seqüencial, i se’l classificava en un de set grups. El tel•luri, amb el nom de 43, era l’element de sisè període del grup de l’oxigen. Com en el cas de la Vis Tellurique, es repetia l’associació entre l’oxigen, el sofre, el seleni i el tel•luri.

Aquesta associació és present ja de forma explícita en la taula de Mendeleev del 1869. Els quatre elements constitueixen en aquesta taula un grup propi, amb l’oxigen en el segon període i el tel•luri (“Te=128?”) en el cinquè. Una de les prediccions de la taula de Mendeleev era que el pes atòmic del tel•luri no podia ser superior al del iode, situat en 127 equivalents d’hidrogen.

En la taula del 1871, més comptacta, Mendeleev col•loca el tel•luri (“Te=125”) en el setè període, dins del grup VI, grup format per l’oxigen (període 2), el sofre (període 3), el crom (període 4), el seleni (període 5), el molibdè (període 6), dos elements no-identificats en els períodes 8 i 9, el wolframi (període 10) i l’urani (període 12).

Mesures posteriors van acabar per deixar clar que el tel•luri té una massa atòmica superior a la del iode (127,60 uma respecte 126,90 uma). Això contrastava amb la visió de Mendeleev, ja que el iode seguia el tel•luri en la taula periòdica. El coneixement dels isòtops, ja entrat el segle XX, faria desaparèixer aquesta aparent paradoxa, ja que la taula periòdica reflectia l’ordenament dels elements pel nombre atòmic i no pel nombre màssic.

Posteriorment, la taula de Mendeleev es dividiria en blocs. El grup VI fou escindit, i oxigen, sofre, seleni, tel•luri i poloni foren assignats al grup 16. El tel•luri ha estat considerat més com un “metal•loid” que no pas com un “metall pobre”. Si hom vol una separació precisa entre metalls i no-metalls, és habitual que el tel•luri quedi entre els segons.

La Colorado Avenue, de Telluride (Colorado). Aquesta localitat fou fundada en el 1878 amb el nom de Columbia, sota l’impuls de la descoberta d’una veta d’or en les rodalies. En el 1887 hom la redenominà com a “Telluride” en memòria del “gold telluride” (tel•lurur d’or), un dels minerals d’or més recognoscibles, per bé que a la contrada l’or s’hi troba en forma d’altres minerals.

En el 1883, Edward Divers i M. Shimosé descrigueren el monòxid de tel•luri (TeO), com un sòlid amorf negre, producte de la descomposició per calor de TeSO3 en el buit.

Certificat dels drets de mineria de Patrick Hannan. El 17 de juny del 1893, Hannan descobrí or prop de Kalgoorlie (Austràlia Occidental), estimant unes 100 onzes d’or al•luvial. Se’n desencadenà una autèntica febre d’or. S’explotaren dipòsits minerals, la qual cosa genera una quantitat notable de residus de materials pirítics (sulfurs minerals, de vegades denominats “l’or dels ximples” per la seva aparença superficial). Aquests residus foren reaprofitats en reparacions de paviment a Kalgoorlie, en ple creixement, i en la construcció de voreres. En el 1896, hom s’adonà que entre aquest material hi havia tel•lurur d’or, la qual cosa va crear una nova febre d’or, incloent l’explotació dels mateixos carrers de la vila.

El tel•luri: isòtops i abundància

La massa atòmica estàndard del tel•luri és de 127,60, que resulta de la mitjana ponderada dels isòtops presents en mostres naturals (130Te, 128Te, 126Te, 125Te, 124Te, 122Te, 123Te, 120Te). Un llistat complet dels isòtops coneguts faria:
– tel•luri-105 (105Te; 104,94364 uma). Nucli format per 52 protons i 53 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 10-6 s.
– tel•luri-106 (106Te; 105,93750 uma). Nucli format per 52 protons i 54 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 7•10-5 s. Decau a estany-102, amb emissió d’un nucli d’heli-4 (partícula alfa). Encara que hi ha isòtops d’elements més lleugers que també emeten partícules alfa, el tel•luri és el primer element de la taula periòdica que presenta isòtops que n’emeten de manera majoritària.
– tel•luri-107 (107Te; 106,93501 uma). Nucli format per 52 protons i 55 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 0,0031 s. Decau majoritàriament (70%) a estany-103 (amb emissió d’un nucli d’heli-4) o, alternativament (30%), a antimoni-107 (amb emissió d’un positró).
– tel•luri-108 (108Te; 107,92944 uma). Nucli format per 52 protons i 56 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 2,1 s. Decau bé a antimoni-108 (51%; amb emissió d’un positró), estany-104 (49%; amb emissió d’un nucli d’heli-4), estany-107 (2,4%; amb emissió d’un protó i d’un positró) o indi-104 (0,065%; amb emissió d’un nucli d’heli-4 i d’un positró).
– tel•luri-109 (109Te; 108,92742 uma). Nucli format per 52 protons i 57 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 4,6 s. Decau majoritàriament (86,99%) a antimoni-109 (amb emissió d’un positró) o, alternativament, a estany-108 (9,4%; amb emissió d’un protó i d’un positró), a estany-105 (7,9%; amb emissió d’un nucli d’heli-4) o a indi-105 (0,005%; amb emissió d’un nucli d’heli-4 o d’un positró).
– tel•luri-110 (110Te; 109,92241 uma). Nucli format per 52 protons i 58 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 18,6 s. Decau normalment (99,99%) a antimoni-110 (amb emissió d’un positró) o, alternativament (0,003%), a estany-109 (amb emissió d’un protó i d’un positró).
– tel•luri-111 (111Te; 110,92111 uma). Nucli format per 52 protons i 59 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 19,3 s. Decau bé a antimoni-111 (amb emissió d’un positró) o, més rarament, a estany-110 (amb emissió d’un protó i d’un positró).
– tel•luri-112 (112Te; 111,91701 uma). Nucli format per 52 protons i 60 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida 120 s. Decau a antimoni-112, amb emissió d’un positró.
– tel•luri-113 (113Te; 112,91589 uma). Nucli format per 52 protons i 61 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 100 s. Decau a antimoni-113, amb emissió d’un positró.
– tel•luri-114 (114Te; 113,91209 uma). Nucli format per 52 protons i 62 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 912 s (15 minuts). Decau a antimoni-114, amb emissió d’un positró.
– tel•luri-115 (115Te; 114,91190 uma). Nucli format per 52 protons i 63 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 350 s (6 minuts). Decau a antimoni-115, amb emissió d’un positró. Posseeix dos estats metastables, un a 10 keV (115m1Te; que té una semivida de 400 s i que decau bé a l’estat basal o antimoni-115) i un altre a 280,05 keV (115m2Te; que té una semivida de 7,5•10-6 s).
– tel•luri-116 (116Te; 115,90846 uma). Nucli format per 52 protons i 64 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 8960 s (2 hores). Decau a antimoni-116, amb emissió d’un positró.
– tel•luri-117 (117Te; 116,908645 uma). Nucli format per 52 protons i 65 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 3700 s (62 minuts). Decau a antimoni-117, amb emissió d’un positró. Posseeix un estat metastable (117mTe) a 296,1 keV, que té una semivida de 0,103 s, i que decau a l’estat basal.
– tel•luri-118 (118Te; 117,905828 uma). Nucli format per 52 protons i 66 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 5,18•105 s (6 dies). Decau a antimoni-118, per captura electrònica.
– tel•luri-119 (119Te; 118,906404 uma). Nucli format per 52 protons i 67 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 5,778•104 s (16 hores). Decau a antimoni-119, amb emissió d’un positró. Posseeix un estat metastable (119mTe) a 260,95 keV, que té una semivida de 4,06•105 s i que decau bé a l’estat basal (0,008%) o directament a antimoni-119 (99,99%).
– tel•luri-120 (120Te; 119,90402 uma). Nucli format per 52 protons i 68 neutrons. Teòricament, decau a estany-120, amb emissió de dos positrons. Ho faria, però, amb una semivida tan llarga (6,9•1023 s, és a dir sis ordres de magnitud superior a l’edat actual de l’univers) que a efectes observacionals és un isòtop estable. La seva freqüència és de 0,09%.
– tel•luri-121 (121Te; 120,904936 uma). Nucli format per 52 protons i 69 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 1,655•106 s (19 dies). Decau a antimoni-121, amb emissió d’un positró. Posseeix un estat metastable (121mTe) a 293,991 keV, que té una semivida de 1,33•107 s, i que decau bé a l’estat basal (88,6%) o directament a antimoni-121 (11,4%).
– tel•luri-122 (122Te; 121,9030439 uma). Nucli format per 52 protons i 70 neutrons. És un isòtop estable, per bé que teòricament susceptible de fissió espontània. La seva freqüència és de 2,55%.
– tel•luri-123 (123Te; 122,9042700 uma). Nucli format per 52 protons i 71 neutrons. Teòricament decau a antimoni-123, amb emissió d’un positró. Ho faria, però, amb una semivida tan llarga (2,9•1024 s, sis ordres de magnitud superior a l’edat actual de l’univers) que a efectes observacionals és un isòtop estable. La seva freqüència és de 0,89%. Posseeix un estat metastable (123mTe) a 247,47 keV, que té una semivida de 1,030•107 s i que decau a l’estat basal.
– tel•luri-124 (124Te; 123,9028179 uma). Nucli format per 52 protons i 72 neutrons. És un isòtop estable, per bé que teòricament susceptible de fissió espontània. La seva freqüència és de 4,74%. És emprat com a matèria primera en ciclotrons per a la producció dels radioisòtops 123I i 124I.
– tel•luri-125 (125Te; 124,9044307 uma). Nucli format per 52 protons i 73 neutrons. És un isòtop estable, per bé que teòricament susceptible de fissió espontània. La seva freqüència és de 7,07%, en part com a producte de la fissió de radioisòtops pesants.
– tel•luri-126 (126Te; 125,9033117 uma). Nucli format per 52 protons i 74 neutrons. És un isòtop estable, per bé que teòricament susceptible de fissió espontània. La seva freqüència és de 18,84%.
– tel•luri-127 (127Te; 126,9052263 uma). Nucli format per 52 protons i 75 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 3,37•104 s (9 hores). Decau a iode-127, amb emissió d’un electró. És present en forma de traça, com a producte de la fissió de radioisòtops pesants. Posseeix un estat metastable (127mTe) a 88,26 keV, que té una semivida de 9,42•106, i que decau bé a l’estat basal (97,6%) o directament a iode-127 (2,4%). s.
– tel•luri-128 (128Te; 127,9044631 uma). Decau a xenó-128, amb emissió de dos electrons, amb una semivida de 6,94•1031 s (14 ordres de magnitud superior a l’edat actual de l’univers). És, de fet, la semivida isotòpica més llarga mesurada. A efectes pràctics, pot ésser considerat un isòtop estable. La seva freqüència és de 31,74%. La dotació a la Terra és en part primordial i en part producte de la fissió de radioisòtops més pesants. Posseeix un estat metastable (128mTe) a 2790,7 keV, que té una semivida de 3,7•10-7 s.
– tel•luri-129 (129Te; 128,9065982 uma). Nucli format per 52 protons i 77 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 4180 s (70 minuts). Decau a iode-129, amb emissió d’un electró. Posseeix un estat metastable (129mTe) a 105,50 keV, que té una semivida de 2,90•106 s.
– tel•luri-130 (130Te; 129,9063344 uma). Nucli format per 52 protons i 78 neutrons. Decau a xenó-130, amb emissió de dos electrons, amb una semivida de 2,49•1028 s (10 ordres de magnitud superior a l’edat actual de l’univers). A efectes pràctics, pot ser considerat estable. La seva freqüència és de 34,08%. La dotació a la Terra és en part primordial i en part producte de la fissió de radioisòtops pesants. Posseeix tres estats metastable, un a 2146,41 keV (130m1Te, que té una semivida de 1,15•10-7 s), un altre a 2661 keV (130m2Te, que té una semivida de 1,90•10-6 s) i un tercer a 4375,4 keV (130m3Te, que té una semivida de 2,61•10-7 s).
– tel•luri-131 (131Te; 130,9085239 uma). Nucli format per 52 protons i 79 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 1500 s (25 minuts). Decau a iode-131, amb emissió d’un electró. Posseeix un estat metastable (131mTe) a 182,250 keV, que té una semivida de 1,1•105 s (30 hores) i que decau bé a l’estat basal (22,2%) o directament a iode-131 (77,8%).
– tel•luri-132 (132Te; 131,908553 uma). Nucli format per 52 protons i 80 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 2,768•105 s (3 dies). Decau a iode-132, amb emissió d’un electró.
– tel•luri-133 (133Te; 132,910955 uma). Nucli format per 52 protons i 81 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 750 s (13 minuts). Decau a iode-133, amb emissió d’un electró. Posseeix un estat metastable (133mTe) a 334,26 keV, que té una semivida de 3320 s, i que decau bé a l’estat basal (17,5%) o directament a iode-133 (82,5%).
– tel•luri-134 (134Te; 133,911369 uma). Nucli format per 52 protons i 82 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 2510 s (42 minuts). Decau a iode-134, amb emissió d’un electró. Posseeix un estat metastable (134mTe) a 1691,34 keV, que té una semivida de 1,641•10-7 s.
– tel•luri-135 (135Te; 134,91645 uma). Nucli format per 52 protons i 83 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 19,0 s. Decau a iode-135, amb emissió d’un electró. Posseeix un estat metastable (135mTe) a 1554,88 keV, que té una semivida de 5,10•10-7 s. La producció en reactors nuclears de 135Te que acaba per decaure, a través de 135I en 135Xe, és en darrer terme responsable de l’anomenat enverinament de xenó.
– tel•luri-136 (136Te; 135,92010 uma). Nucli format per 52 protons i 84 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 17,63 s. Decau majoritàriament (98,7%) a iode-136 (amb emissió d’un electró) o, alternativament (1,3%), a iode-135 (amb emissió d’un neutró i d’un electró).
– tel•luri-137 (137Te; 136,92532 uma). Nucli format per 52 protons i 85 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 2,49 s. Decau majoritàriament (97,01%) a iode-137 (amb emissió d’un electró) o, alternativament (2,99%), a iode-136 (amb emissió d’un neutró i d’un electró).
– tel•luri-138 (138Te; 137,92922 uma). Nucli format per 52 protons i 86 neutrons. És un isòtop inestable, amb una semivida de 1,4 s. Decau majoritàriament (93,7%) a iode-138 (amb emissió d’un electró) o, alternativament (6,3%), a iode-137 (amb emissió d’un neutró i d’un electró).
– tel•luri-139 (139Te; 138,93473 uma). Nucli format per 52 protons i 87 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 0,5 s. Decau bé a iode-139 (amb emissió d’un electró) o a iode-138 (amb emissió d’un neutró i d’un electró).
– tel•luri-140 (140Te; 139,93885 uma). Nucli format per 52 protons i 88 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 0,3 s. Decau bé a iode-140 (amb emissió d’un electró) o a iode-139 (amb emissió d’un neutró i d’un electró).
– tel•luri-141 (141Te; 140,94465 uma). Nucli format per 52 protons i 89 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 0,1 s. Decau bé a iode-141 (amb emissió d’un electró) o a iode-140 (amb emissió d’un neutró i d’un electró).
– tel•luri-142 (142Te; 141,94908 uma). Nucli format per 52 protons i 90 neutrons. És un isòtop molt inestable, amb una semivida de 0,05 s.

L’àtom neutre de tel•luri conté 52 electrons, amb una configuració basal d’escorça de 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p4. Es tracta, així, de l’element del cinquè període del grup 16 (el grup de l’oxigen o grups dels calcògens). Com hem dit, és classificat habitualment entre els metal•loids, però els que no consideren aquesta categoria el col•loquen entre els no-metalls. Els estats d’oxidació més habituals són +6 (Te6+; cessió de tots els electrons de la capa 5) i +4 (Te4+; cessió de tots els electrons del nivells 5p), encara que també el podem trobar en +5, +2, 0 i -2 (Te2-; captació de dos electrons per completar la capa 5). El radi atòmic és de 1,40•10-10 m i el radi de Van der Waals de 2,06•10-10 m.

Tel•luri metàl•lic

En condicions estàndards de pressió i temperatura, el tel•luri elemental es presenta en estat sòlid. N’hi ha diversos al•lòtrops:
– la forma cristal•lina (hexagonal) és d’aspecte i coloració argentina, amb lustre metàl•lic i una densitat de 6240 kg•m-3. Però per a les característiques generals, és més metal•loide que metàl•lic, molt fràgil i pulveritzable, i tou (2,25 en l’escala de Mohs). És un material semiconductor (la conductivitat depèn de l’ordenament atòmic) i fotoconductor (la conductivitat elèctrica augmenta en exposició a la llum)
– el tel•luri elemental amorf es pot preparar a partir de la precipitació d’una solució d’àcid tel•lurós o d’àcid tel•lúric.

En condicions estàndards de pressió, el tel•luri elemental fon a 722,66 K. El tel•luri líquid té una densitat en el punt de fusió de 5700 kg•m-3. El tel•luri elemental líquid es corrosiu damunt del ferro, de l’acer (inclòs l’acer inoxidable) i del coure.

En condicions estàndards de pressió, el tel•luri bull a 1261 K.

El tel•luri elemental resisteix relativament l’oxidació o volatilització amb l’aire. Entre els compostos de tel•luri podem esmentar:
– els tel•lururs. La reducció del Te metàl•lic dóna lloc a l’ió tel•lurur Te2-, que pot formar politel•lururs (Ten2-) i compostos binaris (ZnTe). El tel•lurur d’hidrogen (H2Te), que en condicions estàndards és un gas incolor, és altament inestable. L’ió [TeH] forma diverses sals.
– els halurs: TeCl2, TeBr2, TeI2, Te2I62- (de color bru fosc), Te4I142- (de color negre), Te2F4, TeF6, TeCl4, TeBr4, TeI4.
– òxids. El tel•luri elemental escalfat en aire acaba per cremar amb una flama blava i donant lloc a TeO2. Existeixen òxids d’altres valències (TeO3, Te2O5, Te4O9.
– oxàcids. L’àcid tel•lurós (H2TeO3) dóna lloc a l’anió tel•lurit (TeO32-. L’àcid ortotel•lúric (Te(OH)6) i l’àcid metatel•lúric ((H2TeO4)n) donen lloc als anions tel•lurats (TeO42- i TeO6sup>6-.
– compostos organotel•lurics. Encara que rar i inestable, cal esmentar el grup funcional –TeH (grup tel•lurol o tel•lanil-). El tel•luròxid (R2TeO) i, especialment, i el tel•lurèter (R-Te-S) són grups més estables.

L’abundància del tel•luri en l’univers és condicionada pels processos de nucleosíntesi de supernoves, per l’estabilitat dels seus isòtops i per les rutes de desintegració de radioisòtops més pesants. El fet de disposar de vuit isòtops estables o quasiestables, lligat al nombre parell de Z, fa del tel•luri un element relativament abundant pel lloc que ocupa en la taula periòdica. Supera en abundància atòmica molts elements més lleugers (beril•li, itri, i tots els situats entre el niobi i l’antimoni). Alhora, entre els elements més pesants, tan sols és superat lleugerament pel xenó.

El tel•luri és un element calcòfil. Ara bé, també té afinitat per l’hidrogen atòmic, la qual cosa condiciona la relativa escassedat de tel•luri en la Terra. Hom pensa que en les condicions inicials de la formació de la Terra, amb poc contingut relatiu d’oxigen i d’aigua, el tel•luri reaccionà amb hidrogen donant lloc a hidrurs volàtils. Això va fer que el tel•luri compartís la sort dels elements “atmòfils”, i escapés progressivament de la proto-Terra. En termes de massa, la concentració planetària de tel•luri és de 0,30 ppm (0,061 ppm en termes atòmics). La concentració en l’escorça terrestre és força baixa, de 0,005 ppm (en termes de massa). Això el situa entre els metalls més rars, si bé sense arribar a l’extrem dels platinoids. Encara que se’l pot trobar de forma nativa en estat elemental, la major part del tel•luri és combinat, sobretot en forma de tel•lururs. Podem esmentar entre els tel•lururs minerals la melonita (NiTe2), l’altaita (PbTe), la calaverita (AuTe2), la krennerita (AuTe2), la petzita (Ag3AuTe2), la silvanita (AgAuTe4). Prop de la superfície, on més intensa és la meteorització, els tel•lururs poden oxidar-se donant lloc a tel•lurits i tel•lurats minerals.

Damunt d’un cristall de silvanita (AgAuTe4, color fosc) trobem un cristall de tel•luri nadiu (Te, color blanc)

Donada la migradesa del tel•luri en l’escorça terrestre, és natural que la presència en la hidrosfera i atmosfera sigui en forma de traça.

El tel•luri no és considerat un bioelement funcional per a cap organisme. S’ha descrit, però, la seva metabolització. En diversos fongs, és incorporat a aminoàcids en substitució del sofre (tel•lurocisteïna, tel•lurometionina). Ramadan et al. (1989) descrigueren en Aspergillus fumigatus, Aspergillus terreus i Penicillium chrysogenum poden créixer en un medi lliure de sofre en presència d’un 0,2% de tel•lurita, amb la incorporació de tel•luri, en forma de tel•luro-cisteïna i tel•luro-metionina, a diverses proteïnes (tel•luroproteïnes). El metabolisme del tel•luri sembla estretament relacionat amb el metabolisme del sofre (i del seleni). Ottoson et al. (2010) comprovaren que en el llevat Saccharomyces cerevisiae la reducció de tel•lurit a tel•luri elemental és mitjançada pels mecanismes d’assimilació de sulfats. Els tipus cel•lulars capaços d’aquesta assimilació, exposats a compostos de tel•luri, tendeixen a acumular tel•luri elemental, adquirint una coloració fosca i patint-ne eventualment els efectes tòxics. S’han descrit també reaccions metabòliques que, en facilitar l’excreció del tel•luri, en redueixen la toxicitat. És el cas de la metabolització de tel•luri als gasos dimetil-tel•lurur ((CH3)2Te) o a dimetil-ditel•lurur. Diferents microorganismes presenten respostes metabòliques diferents al tel•luri, cosa que és aprofitada, per exemple, per a la identificació en cultius de laboratori de bacteris del gènere Corynebacterium, a través de les característiques de colònies que creixen en agar-tel•lurita.

Placa d’agar xocolata amb tel•lurita en la que s’ha fet créixer una soca de Corynebacterium diphteriae (bacil de la diftèria). Aquest gènere de bacteris metabolitza el tel•lurit del medi a tel•luri elemental, que s’acumula en les cèl•lules que en queden enfosquides

La concentració de tel•luri típica en l’organisme humà és de 0,12 ppm en termes de massa, de manera que el contingut total en un individu de 70 kg de massa corporal seria de 0,7 mg.

Exposat a concentracions de tel•luri en l’aire de no pas més de 0,01 mg•m-3, l’organisme humà el metabolitza a (CH3)2Te, que és excretat per via pulmonar. Aquest gas té una característica flaire a all (“alè de tel•luri”). La intoxicació aguda per tel•luri o compostos de tel•luri és rara, però pot complicar-se pel fet que no pot tractar-se amb agents quelants. En general, el tel•luri i els seus compostos són considerats tòxics, encara que lleugerament, i no se n’ha reportat cap efecte carcinogènic.

Aplicacions del tel•luri

La principal font de tel•luri és el refinat electrolític del coure, on apareix com a subproducte en els residus anòdics (per cada 1000 tones de coure se n’obté 1 kg de tel•luri). També és subproducte del refinat del plom, on apareix en la pols dels alts forns. Aquests residus es presenten en forma de seleniürs i tel•luriurs de coure, argent o or. Per obtindre’n tel•luri cal rostir-los a 800 K amb carbonat sòdic en presència d’aire. En resulta tel•lurit sòdic, que és separat del selenit per l’addició amb àcid sulfúric: mentre els selenits resten solubles, l’anió hidrotel•lurit (HTeO3) precipita en TeO2. El TeO2 pot ser reduït per electròlisi o per reacció amb SO2 en presència d’H2SO4.

El tel•luri sol comercialitzar-se en pols (200 mesh = 0,074 mm de mida de partícula) i més rarament en plaques, lingots, vares, etc.

El preu del tel•luri se situa en 120 $/kg. L’augment de la demanda com a resultat d’un ventall més ampli d’aplicacions, juntament amb una producció limitada, fan que el preu hagi tendit a l’alça. Aquesta tendència ha disminuït en els darrers temps, degut a la introducció de mètodes més eficients d’extracció. No obstant, en els propers 10-15 anys, podrien experimentar-se fortes pujades de preu si la producció no creix al ritme de la demanda.

La major part del consum de tel•luri el fa la indústria metal•lúrgica, en la producció d’aliatges de ferro, coure o plom. En acers i en coure, el tel•luri n’augmenta la maquinabilitat. En ferro, l’addició de tel•luri permet el rastreig espectroscòpica de la presència indesitjable de grafit. En el plom, el tel•luri augmenta la força i la resistència a la corrosió sulfúrica.

Una de les aplicacions que ha estimulat la demanda de tel•luri és la confecció de panells solars de tel•luriür de cadmi (CdTe).

Plaques solars de CdTe

Podem esmentar també moltes altres aplicacions:
– el tel•luri pot substituir el sofre o el seleni en la vulcanització. La goma vulcanitzada d’aquesta manera és més resistent a la calor.
– compostos de tel•luri són emprats com a colorants en ceràmiques.
– tel•luriurs són utilitzats en la producció de fibra de vidre, degut a l’augment que confereixen en refracció òptica.
– l’aliatge GeSbTe 2:2:5 és la base més habitual de la memòria RAM de canvi de fase (PRAM).
– el subòxid de tel•luri és utilitzat en alguns discs òptics reutilitzables.
– el diòxid de tel•luri és emprat en la confecció dels moduladors acústico-òptics dels microscopis confocals.
– en detectors de raigs X d’estat sòlid s’empra (Cd,Zn)Te com a sensor.
– en detectors d’infraroig pot emprar-se HgCdTe o PbTe
– en la indústria de semiconductors, hom empra com a precursors de tel•luri diversos compostos orgànics, com el dimetil-tel•luriür.

Arxivat a Ciència i Tecnologia
%d bloggers like this: