Tellure

Le tellure est aussi trouvé souvent en combinaison avec l'or Au, le plomb Pb, le bismuth Bi, l'antimoine Sb, etc.

Le gisement de tellure le plus profond connu est à 2 690 mètres sous terre dans le bouclier canadien. Il est associé au bloc 123A et l'extraction aurait dû débuter en 2012. Une confirmation est obtenue à la suite de la découverte de tellure à 2 990 mètres de profondeur dans une « carotte » de forage au diamant de calibre BQ. Sa qualité de plus grand gisement de tellure semble se dessiner avec la présence de ces mêmes tellures à 2 590 mètres. Le plus intéressant est que ces tellures, contrairement à ceux de hautes teneurs en or, ne semblent pas bouger dans l'espace et sont donc beaucoup plus faciles à cibler et à extraire pour un ingénieur.

Un indice sous le niveau 311 (3 110 m de profondeur) montre de possibles tellurures carbonifères. Soumis à de fortes pressions, de possibles diamants bruts pourraient ainsi s'y retrouver, même si on les retrouve habituellement entre 120-150 km de profondeur. Il se retrouve dans une matrice de porphyroblaste. Ce serait le premier gisement aurifère-diamantifère au monde.

Structure interne d'une boule de tellure.

Structure cristalline du Te gris. Les chaînes de Te forment des hélices de symétrie 3₁ parallèles à l'axe c. Les traits rouges continus représentent les liaisons covalentes de la chaîne, de longueur moyenne 284 pm. Les traits verts pointillés représentent des interactions stabilisantes secondaires de proximité 349 pm entre les chaînes. Un octahèdre jaune souligne la sphère de coordination octaédrique déformée d'un atome (2+4 voisins proches). Une chaîne est dévoilée en bleu avec trois atomes coloriés : bleu sombre à c = 1/3, bleu à c = 2/3 et bleu clair à c = 0.

Le corps simple tellure polymorphe existe dans la nature essentiellement sous la forme grise, à savoir un corps d'aspect métallique, semi-conducteur cassant, blanc bleuâtre, parfois blanc gris, lamelleux et fragile. Ce corps cristallin de maille hexagonale, de densité moyenne 6,25 et fondant avant 500 °C est encore nommé tellure natif par les minéralogistes car il appartient la catégorie des éléments natifs[8]. Le tellure brun, amorphe et bien plus rare, se transforme à température ambiante en tellure gris métal hexagonal.

Tellure natif sur sylvanite.

Le tellure gris obtenu et purifié au laboratoire est le plus souvent un métalloïde ou semi-métal argenté, parfois gris acier, cassant et facilement pulvérisé (poudre grise à brunâtre) à odeur alliacée[9]. Sa masse volumique avoisine 6,23 g cm⁻³ à 20 °C.
En effet, en dépit de son éclat ou aspect métallique, ses propriétés de conduction de la chaleur et de l'électricité sont médiocres. Il s'agit d'un semi-conducteur. L'énergie d'activation (apportée par le photon) est de l'ordre de 0,31 eV. La mobilité électronique est de l'ordre de 1 100 cm² V⁻¹ s⁻¹ dans la théorie des bandes.

Te cyclique à 8 atomes ou Te₈ typique du tellure brun amorphe.

Son point de fusion est de l'ordre de 449,6 °C et son point d'ébullition dépasse 988 °C ou 987,85 °C. Le tellure se vaporise au rouge. Sa densité de vapeur est élevée.

Ce corps simple cristallin, formé de longues chaînes en hélice de Te_n, se caractérise par des liaisons essentiellement covalentes, il est relativement stable. Toutefois, fortement chauffé, le tellure s'enflamme à l'air en donnant principalement de l'anhydride tellureux TeO₂[10]. Sa combustion dans l'air produit une flamme bleue. Ses particules finement dispersées forment un aérosol explosif dans l'air. L'explosion peut être déclenchée par un équipement électrique défectueux ou par n'importe lequel d'un point chaud ; ses explosions de poudre, souvent secondaires, peuvent être dévastatrices.

Le tellure liquide attaque le fer, le cuivre et l'acier inoxydable, par exemple de type 10/18.

Insoluble dans l'eau et dans l'acide chlorhydrique, le tellure se dissout dans les acides oxydants, par exemple dans l'acide nitrique et dans l'eau régale, et dans les bases.

Il existe un test de détection chimique classique, en complément du test de flamme vert pâle. L'addition d'acide sulfurique concentré provoque une précipitation de sulfite de tellure rouge :

Te _{solide cristal} + H₂SO_{4 aq liquide fumant concentré} → TeSO_{3 poudre de sulfite de Te rouge} + H₂O

Les associations du tellure avec les métaux et l'hydrogène sont nommées par tradition tellurures. Le corps simple forme des alliages avec le fer, l'acier et la fonte, mais aussi le cuivre et le plomb, l'or et l'argent, le cadmium et le zinc.

Le tellure graphique est un tellurure naturel d'or et d'argent.

Le tellure présente un caractère semi-métallique affirmé, son électronégativité de l'ordre de 2,1 est plus faible que celles du S (2,5) et du Se (2,4). La réactivité du Te est moyenne par rapport à ces derniers corps simples[11].

L'anion tellurure Te²⁻ de rayon ionique 2,21 Å est beaucoup plus volumineux que l'anion séléniure correspondant ou encore l'anion sulfure.

Le tellure réagit avec l'oxygène, il brûle à l'air pour engendrer le dioxyde de tellure, solide très peu à quasi-insoluble dans l'eau, caractérisé par un réseau ionique. Cet anhydride tellureux est attaqué par des acides oxydants. Il réagit avec les alcalis pour donner des tellurites neutres, des bitellurites et des tétratellurites.

Structure octaédrique de l'acide tellurique.

H₂TeO₃ n'existerait pas, mais l'ion tellurite TeO₃²⁻ est observé en présence de bases fortes. Les structures analogues à l'acide sulfurique H₂SO₄ ou sélénique H₂SeO₄ n'existent pas. Mais l'acide tellurique de formule Te(OH)₆, est obtenu directement l'action d'oxydants puissants sur le corps simple solide Te ou le dioxyde de tellure. Cet acide, d'ailleurs faible (pK de l'ordre de 7), se caractérise par l'ion Te⁶⁺ de très faible rayon ionique 0,56 Å au centre d'un octaèdre régulier dont les sommets sont occupés par des ions hydroxyles OH⁻. Le cation hexavalent représente l'état le plus excité d'un point de vue quantique, il démontre une hybridation sp³ d². Il s'agit d'un composé covalent, assez volatil et oxydant, à l'instar de TeF₆ facilement hydrolysable par l'eau.

À l'instar de l'anhydride sélénieux, l'anhydride tellureux est décomposé par l'acide sulfureux et le gaz hydrogène sulfuré. Dans le premier cas, le corps simple tellure peut être obtenu directement, mais dans le second, le chimiste obtient des sulfures de tellure, du type TeS₂ et TeS₃, acides vis-à-vis des sulfures alcalins.

Il se combine avec l'hydrogène ou un grand nombre de métaux pour former au sens large des « dérivés telluriques », comme le tellurure d'hydrogène H₂Te, un gaz nauséabond à température ambiante, plus acide et plus instable que H₂Se, peu soluble dans l'eau et toxique, ou le nombre exceptionnel de tellurures métalliques, à commencer par le tellurure de sodium Na₂Te et le tellurure de potassium.

H₂Te se prépare comme H₂Se. Il se dissocie sous l'influence de la chaleur en magnifiques cristaux de tellure, obtenus en général en dessous du point chaud de 500 °C. Le chimiste Alfred Ditte a montré que ce gaz réactif se décomposait à l'air, tout comme les tellurures alcalins.

Il n'existe pas de polytellurures d'hydrogène stables.

• Dans certains détonateurs, on combine le tellure avec du peroxyde de baryum.
• Semi-conducteur (de type « P ») utilisé dans les diodes laser, les cellules photovoltaïques, les détecteurs infrarouge. En semi-conducteur ternaire avec le cadmium et le mercure : Le tellurure de mercure-cadmium est utilisé comme photodétecteur (de type photodiode) de rayonnement infrarouge.
• Peut être associé au sélénium dans les imprimantes laser et photocopieurs.
• Thermocouple (Te/Pb).
• Alliage : en faible quantité dans l'acier et le cuivre, il en facilite l'usinage.

Dioxyde de tellure.

Liste de tellurures :

• tellurure d'hydrogène ;
• tellurure de plomb, de bismuth, d'or, d'argent, de cobalt (CoTe et CoTe₂), de mercure HgTe, etc. Ils peuvent être considérés comme des alliages.

Les tellurures désignaient autrefois les sels de l'acide tellurhydrique.

Il n'existe pas de polytellurures d'hydrogène.

Autres combinaisons avec des non-métaux :

• halogénures de tellure stables

fluorures Te₂F₁₀, TeF₄, TeF₆

chlorures TeCl₂, TeCl₄

bromures TeBr₂, TeBr₄

iodures TeI₄

• oxydes de tellure

monoxyde de Te TeO

TeO₂ insoluble dans l'eau

TeO₃

• sulfures de tellure

TeS₂ rouge à brun

TeS₃

Notes sur les principaux oxydes TeO, TeO₂, TeO₃, les acides et les ions correspondants.

Les tellurites et les polytellurites désignent les sels acides ou neutres obtenus après attaque des bases fortes sur l'anhydride tellureux TeO₂. L'acide tellurique rarement observé s'écrirait H₂TeO₃ et l'ion tellurique correspond à TeO₃²⁻.

Les tellurates, très rares, désignaient les sels de l'anhydride tellurique TeO₃.

Les halogénures peuvent s'hydrolyser, par exemple :

TeF_{6 gaz} + 6 H₂O _{eau liquide} → 6 HF + H₆TeO_{6 poudre humide qui par fort asséchement, se décompose}

H₆TeO₆ → TeO₃ + 3 H₂O _vapeur

Ils peuvent former de nombreux complexes, par exemple TeCl₆²⁻ avec l'ion chlorure apporté par l'acide chlorhydrique :

TeCl_{4 gaz} + HCl _aq → H₂[TeCl₆] _{poudre humide qui par fort asséchement, se décompose}

Il est possible d'obtenir de manière similaire l'ion complexe TeBr₆²⁻.

• Le tellure, sous forme de composé (par exemple d'oxyde de tellure), est utilisé dans certains verres de chalcogénure[12] dédiés à l'optique infrarouge.
• Vulcanisation du caoutchouc : le diéthyldithiocarbamate de tellure. Il entre sous divers composés dans la formulation des principaux procédés de vulcanisation. Te[S₂CN(C₂H₅O)₂]₄ est utilisé comme catalyseur.
• Colorants en céramique
• Identification bactériologique : les Staphylococcus aureus sont capables de réduire le tellurite en sels de tellure. Voir Gélose Baird Parker.
• Les composés de tellure sont largement utilisés en chimie organique synthétique pour la réduction et l'oxydation, le cyclofonctionnement, la déshalogénation, les réactions de génération de carbanion et l'élimination des groupes protecteurs[13]. Les composés organométalliques sont des intermédiaires dans la synthèse d'amines, de diols et de produits naturels[14] - [15].
• Le tellure est un constituant clé des catalyseurs à base d'oxyde mixte à haut rendement pour l'oxydation sélective du propane en acide acrylique[16] - [17] - [18] - [19].
• Le tellure peut être utilisé dans les détecteurs d'ammoniac[20].
• Les tellures d'alkyle sont parfois utilisés dans des fongicide, algicide, parasiticide, en usage dispersif. Le tellure est alors un oligo-élément non essentiel : son rôle biochimique n'est pas complètement compris[21].

L'inhalation provoque une somnolence, des maux de tête et des nausées, associés à une sécheresse de la bouche et un goût métallique. L'inhalation d'une dose infime de tellure donne une haleine et une odeur corporelle ressemblant à celle de l'ail[22].
Le contact avec l'œil se traduit par un rougissement de l'œil et des douleurs oculaires.
L'ingestion induit des douleurs abdominales, une constipation et des vomissements.

La valeur d'exposition admissible dans l'air est de 0,1 mg/m³ d'air (ACGIH 1999)[23] - [24].

La plupart de ses composés sont toxiques, avec des atteintes au foie et au système nerveux central. Certains pays ont produit des normes spécifiques[25].

• Alain Foucault, Jean-François Raoult, Fabrizio Cecca et Bernard Platevoet, Dictionnaire de Géologie, 8^e éd., français/anglais, édition Dunod, 2014, 416 p. Avec la simple entrée « tellure » p. 348.
• Bruce H. Mahan, Chimie, InterEdition, Paris, 1977, 832 p. (Traduction de University Chemistry, 2^e éd., Addison-Wesley Publishing Company, Massachusetts, 1969 (ISBN 978-2-7296-0065-5)), en particulier p. 631 et p. 640-41.
• Paul Pascal, Nouveau traité de chimie minérale, Paris, Masson, 1956 (réimpr. 1966), 32 vol.

« 13.1 & 13.2 Oxygène, azote, oxydes, eau oxygénée, la combustion, soufre, sélénium, tellure, polonium »

• Présentation du radionucléide 123, avec introduction de la chimie du tellure
• BRGM, Panorama 2010 du marché du tellure, septembre 2011
• (en) Fiche internationale de sécurité chimique traduite par l'Institut Scientifique de Santé Publique (Belgique)
• (en) Te Présentation de l'élément et propriétés du corps simple
• (en) « Technical data for Tellurium » (consulté le 15 août 2016), avec en sous-pages les données connues pour chaque isotope