Սելեն

34 Արսեն ← Սելեն → Բրոմ Քիմիական տարրերի պարբերական համակարգ 34Se
Սև, գորշ և կարմիր ալոտրոպ ձևափոխությունները
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ	Սելեն/ Selenium (Se), Se, 34
Խումբ, պարբերություն, բլոկ	1, 4, d
Ատոմային զանգված (մոլային զանգված)	78,96(3)[1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա	[Ar] 3d^10 4s^2 4p^4
Ատոմի շառավիղ	140 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտ շառավիղ	116 պմ
Իոնի շառավիղ	(+6e) 42 (-2e) 191 պմ
Էլեկտրաբացասականություն	2,55 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ	0
Օքսիդացման աստիճաններ	6, 4, -2
Իոնացման էներգիա (առաջին էլեկտրոն)	940,4 (9,75) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Հալման ջերմաստիճան	490 K
Եռման ջերմաստիճան	958,1 K
Մոլյար ջերմունակություն	25,4[2] Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ	16,5 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղային ցանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք	վեցանկյուն
Բյուրեղացանցի տվյալներ	a=4,364; c=4,959
C/a հարաբերություն	1,136
Դեբայի ջերմաստիճան	90 Կ
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն	(300 Կ) 0,52 Վտ/(մ·Կ)
CAS համար	CAS գրանցման համար?

34	Սելեն
Se 78,96
3d^104s^24p^4

Սելեն, (լատին․՝ Selenium), Se, տարրերի պարբերական համակարգի 4-րդ պարբերության 6-րդ խմբի քիմիական տարր։

Կարգահամարը՝ 34, ատոմական զանգվածը՝ 78,96։ Սելենը p-տարր է, ատոմի արտաքին էլեկտրոնային թաղանթի կաոուցվածքն է 4s²4p⁴, K,L և M թաղանթները լրացված են։ Ատոմները պարունակում են երկուական չզույգված էլեկտրոններ։

Բնական սելենը բաղկացած է ⁷⁴Se (0,87%), ⁷⁶Se (9,02), ⁷⁷Se (7,58), ⁷⁸Se (23,52), ⁸⁰Se (49,82) և ⁸²Se (9,19) կայուն իզոտոպներից։ Ստացվել են սելենի՝ թվով 16 ռադիոակտիվ իզոտոպները, որոնցից կարևոր է ⁷⁵Se (T_1/2=121 օր)։

Պատմություն

Սելենը հայանաբերել է Յա․ Բերցելիուսը (1817) ծծմբական թթվի արտադրության թափոններում։

Պահպանվել է Բերցելիուսի պատմությունը, թե ինչպես է տեղի ունեցել տարի հայտնաբերումը.

Ես Գիտլիբ Հանի հետ համատեղ ուսումնասիրել եմ մի մեթոդ, որը Գրիբսհոլում օգտագործվում է ծծմբական թթվի արտադրության մեջ, մենք ծծմբական թթվի մեջ հայտնաբերեցինք կարմիր և թեթև շականակագույն նստվածք։ Այդ նստվածքը փորձարկվեց զոդիչ խողովակով, որի հետևանքով առաջացավ թույլ անսովոր հոտ, և առաջացավ կապարե ձուլահատիկ։ Ըստ Կլապռոտի այդպիսի հոտը վկայում է այդ նյութում Տելուրի քիմիական նյութի առկայության մասին։ Հանը նկատել է նաև, որ Ֆալուն հանքավայրում, որտեղ պատրաստվում է ծծմբի համար անհրաժեշտ արտադրություն, նույնպես զգացվում է նմանատիպ հոտ, որը վկայում է տելուրի առկայության մասին։ Հետաքրքրությունը, պայմանավորված է նրանով, որ կարող եմ այս գորշ նյութում հայտնաբերված մի նոր մետաղը ստիպեց ինձ հետազոտել այն։ Սակայն նպատակ ունենալով նստվածքից առանձացնել տելուր նյութը, որը չստացվեց առանձնացնել։ Այդ ժամանակ ես հավաքեցի բոլոր նյութերը, որոնք հավաքվել էին ծծմբական թթվի այրման ժամանակ, և ստացված նստվածքը ենթարկեցի հետազոտման։ Ես պարզեցի, որ այֆ զանգվածը, այսինքն նստվածքը իր մեջ պարունակում է մինչև այժմ անհայտ մի մետաղ, որը հատկություններով շատ նման է տելուրին։ Ըստ այդ նմանության ես տվեցի նոր քիմիական նյութին սելեն անվանումը, որը հունարենից թարգմանաբար նշանակում է լուսին, քանի որ տելուրը անվանված է Tellus ինչպես մեր մոլորակը[3]։

Անվանում

Բնական սելեն

Անվանել են Լուսնի անունով (հուն․՝ σελήνη - լուսին)։ Սելենը հալկոգեն է, պատկանում է հազվագյուտ և ցրված տարրերի շարքին։

Բնության մեջ

Պարունակությունը երկրակեղևում՝ 5•10⁻⁶ % ըստ զանգվածի (տարածվածությամբ 68-րդ տարրն է)։ Առաջացնում է 38 հազվագյուտ հանդիպող միներալ։ Ուղեկցում է ծծմբին։ Սելեն են պարունակում (6-10⁻⁵ %) կավերը և թերթաքարերը։ Կենսոլորտում արագ տեղաշարժվող տարր է։ Հատկություններով նման է ծծմբին։

Սելենը երկիր ընդերքում պարաունակվում է մոտ 500 մգ/տ։ Սելենի կոնցենտրացիան ծովի ջրում 4·10⁻⁴ մգ/լ է^[4]։

Ստացում

Սելենը ստանում են ծծմբական թթվի, թաղանթանյութի, թղթի արտադրության թափոններից և պղնձի էլեկտրոլիտային ռաֆինացման անոդային նստվածքներից։ Կիսահաղորդչային տեխնիկայում օգտագործվող սելենը մաքրում են վակուումային թորումով, զոնային հալմամբ (99,9999 %)։ Ավելի մաքուր սելեն ստանում են սելենաջրածնի ջերմային քայքայմամբ։

Ֆիզիկական հատկություններ

Գնդաձողային մոդել

Բյուրեղային սելեն (99,9999 %)

Պինդ սելենը առաջացնում է բյուրեղական (α, β, γ) և ամորֆ ալոտրոպային ձևափոխություններ, որոնք կիսահաղորդիչներ են։ Ամենից կայուն է՝ հեքսագոնայի, մուգ մոխրագույն ձևափոխությունը, հալման ջերմաստիճանը՝ 217 °С, եռմանը՝ 685 °С, խտությունը՝ 4807 կգ/մ³։

Լուսազգայուն է, էլեկտրահաղորդականությունը (10⁻²- 10⁻¹² օհմ⁻¹·սմ⁻¹, 20 °С մթության մեջ) լուսավորելիս՝ աճում է մինչև 1000 անգամ։

Սովորական պայմաններում սելենը քիմիապես կայուն է՝ թթվածինը, ջուրը, չօքսիդացնող թթուները և մյուս քիմիական տարրերը (բացառությամբ F₂) նրա հետ չեն փոխազդում։ Սելենը լուծվում է ազոտական թթվում, արքայաջրում։ Արժեքականությունը՝ II, IV և VI, միացություններում ցուցաբերում է մինչև +6 օքսիդացման աստիճաններ, ոչ մետաղ է։ Առավել բնորոշ է քառ արժեք վիճակը։

Իզոտոպներ

Բնական սելենը բաղկացած է ⁷⁴Se (0,87%), ⁷⁶Se (9,02), ⁷⁷Se (7,58), ⁷⁸Se (23,52), ⁸⁰Se (49,82) և ⁸²Se (9,19) կայուն իզոտոպներից։ Ստացվել են սելենի՝ թվով 16 ռադիոակտիվ իզոտոպները, որոնցից կարևոր է ⁷⁵Se (T_1/2=121 օր)^[5][6]։

Իզոտոպ	Բնության մեջ, %	Կյանքի տևողություն
^73Se	—	7,1 ժամ
^74Se	0,87	—
^75Se	—	120,4 օր
^76Se	9,02	—
^77Se	7,58	—
^77mSe	—	17,5 վրկ
^78Se	23,52	—
^79Se	—	6,5×10^4 տարի
^79mSe	—	3,91 րոպե
^80Se	49,82	—
^81Se	—	18,6 րոպե
^81mSe	—	62 րոպե
^82Se	9,19	9,7×10^19 տարի
^83mSe	—	69 վրկ
^83Se	—	25 րոպե

Քիմիական հատկություններ

Տաքացնելիս սելենը այրվում է օդում՝ առաջացնելով հեշտ ցնդող (317 °C) SeO₂^[7], որը լուծվում է ջրում և ալկալինևրում (ստացվում են H₂SeՕ₃ և սիլենիաներ)^[8]։ Հայտնի են նաև SeO, Se₂Օ₃ և SeC₃ օքսիդները։

${\displaystyle ~{\mathsf {Se_{8}+8O_{2}\longrightarrow 8SeO_{2}}}}$

Սելենական թթուն՝ H₂SeC₄ հատկություններով նման է ծծմբական թթվին (ավելի թույլ է), խոնավածուծ է։ Սելենը տաքացնելիս (500 °C) միանում է ջրածնի հետ․ սելենաջրածինը՝ H₂Se տհաճ հոտով, ջրում լուծելի, խիստ թունավոր գազ է և ուժեղ վերականգնիչ, լուծույթը թուլ թթու է (սելենաջրածնական թթու)։

Սելենը հալոգենների հետ առաջացնում է հեշտ ցնդող հալոգենիդներ, ծծմբի և տելուրի հետ՝ պինդ լուծույթներ, ազոտի հետ՝ Se₄N₄, ածխածնի հետ՝ CSe₂, ֆոսֆորի հետ՝ P₂Se₃, P₄Se₃, P₂Se₅։

${\displaystyle ~{\mathsf {Se_{8}+24F_{2}\longrightarrow 8SeF_{6}}}}$

${\displaystyle ~{\mathsf {3Se+4HNO_{3}\longrightarrow 3H_{2}SeO_{3}+4NO}}}$

Տաքացնելիս սելենը միանում է մետաղների հետ՝ առաջացնելով սելենիդներ։

Կիրառություն

Սելենը օգտագործում են կիսահաղորդչային ուղղիչներ (դիողներ), ֆոտոէլեկտրական սարքեր, ամորֆ սելեն՝ էլեկտրալուսանկարչական պատճենահանող սարքեր պատրաստելու համար։ Սելենիդները օգտագործվում են թերմոռեզիստորներում և որպես լյումինաֆորներ՝ հեռուստացույցներում, օպտիկական և ազդանշանային սարքերում։

Սելենը օգտագործվում է նաև կանաչ ապակին գունազրկելու, սուտակապակի ստանալու, պողպատի մեխանիկական հատկությունները լավացնելու համար և որպես կատալիզատոր։ Սելենը և հատկապես նրա միացությունները թունավոր են։

Կենսաբանական դեր

Կենդանի հյուսվածքները պարունակում են 0,01-1 մգ/կգ սելեն։ Մարդու, կենդանիների և որոշ բույսերի համար սելենը անհրաժեշտ միկրոտարր է, մեծացնում է աչքի ցանցաթաղանթի լուսազգայնությունը, որպես հակաօքսիդիչ ներգործում է ֆերմենտային ռեակցիաների վրա։ Սելենի մեծ պարունակությունը սննդում (2 մգ/կգ) առաջացնում է սուր և քրոնիկական թունավորում։

Տես նաև

• Պարբերական աղյուսակ

Ծանոթագրություններ

1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report)(անգլ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — ISSN 0033-4545. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
2. Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 311. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8
3. Цитирование по статье http://www.chemistry.narod.ru/tablici/Elementi/se/Se.htm Արխիվացված 2007-01-25 Wayback Machine
4. J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. I, 1965
5. «The half-life of ⁷⁹Se». Physikalisch-Technische Bundesanstalt. 2010 թ․ սեպտեմբերի 23. Վերցված է 2012 թ․ մայիսի 29-ին.
6. Jörg, Gerhard; Bühnemann, Rolf; Hollas, Simon; Kivel, Niko; Kossert, Karsten; Van Winckel, Stefaan; Gostomski, Christoph Lierse v. (2010). «Preparation of radiochemically pure ⁷⁹Se and highly precise determination of its half-life». Applied Radiation and Isotopes. 68 (12): 2339–2351. doi:10.1016/j.apradiso.2010.05.006. PMID 20627600.
7. Видеозаписи попыток поджечь селен
8. Видеозапись реакции селена с натрием

Արտաքին հղումներ

Սելեն էջը Վիքիպահեստում

• Սելենը Webelements-ում
• Սելեն․ օգտակարությունը և սննդային աղբյուրները
• Սելենը Պետերա վան դեր Կրոգտի կայքում(անգլ.)
• Selenium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
• National Institutes of Health page on Selenium
• Assay Արխիվացված 2012-02-26 Wayback Machine
• CDC - NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards