Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий
Вакансии для химиков

Селен

Селен (Selenium), Se, химический элемент VI группы периодической системы Менделеева; атомный номер 34, атомная масса 78, 96; преимущественно неметалл. Природный селен представляет собой смесь шести устойчивых изотопов (%) — 74Se (0,87), 76Se (9,02), 77Se (7,58), 78Se (23,52), 80Se (49,82), 82Se (9,19). Из 16 радиоактивных изотопов наибольшее значение имеет 75Se с периодом полураспада 121 сут. Элемент открыт в 1817 И. Берцелиусом (название дано от греч. selene — Луна).

  Распространение в природе. Селен — очень редкий и рассеянный элемент, его содержание в земной коре (кларк) 5×10-6% по массе. История селена в земной коре тесно связана с историей серы. Селен обладает способностью к концентрации и, несмотря на низкий кларк, образует 38 самостоятельных минералов — селенидов природных, селенитов, селенатов и др. Характерны изоморфные примеси селена в сульфидах и самородной сере.

  В биосфере селен энергично мигрирует. Источником для накопления селена в живых организмах служат изверженные горные породы, вулканические дымы, вулканические термальные воды. Поэтому в районах современного и древнего вулканизма почвы и осадочные породы нередко обогащены селеном (в среднем в глинах и сланцах — 6×10-5%).

  Физические и химические свойства. Конфигурация внешней электронной оболочки атома Se 4s24p4; у двух р-электронов спины спарены, а у остальных двух — не спарены, поэтому атомы селена способны образовывать молекулы Se2 или цепочки атомов Sen. Цепи атомов селена могут замыкаться в кольцевые молекулы Se8. Разнообразие молекулярного строения обусловливает существование селена в различных аллотропических модификациях: аморфной (порошкообразный, коллоидный, стекловидный) и кристаллический (моноклинный ab-формы и гексагональный g-формы). Аморфный (красный) порошкообразный и коллоидный селен (плотность 4,25 г/см3 при 25 °С) получают при восстановлении из раствора селенистой кислоты H2SeO3, быстрым охлаждением паров селена и др. способами. Стекловидный (чёрный) селен (плотность 4,28 г/см3 при 25 °С) получают при нагревании любой модификации селена выше 220 °С с последующим быстрым охлаждением. Стекловидный селен обладает стеклянным блеском, хрупок. Термодинамически наиболее устойчив гексагональный (серый) селен. Он получается из других форм селена нагреванием до плавления с медленным охлаждением до 180—210 °С и выдержкой при этой температуре. Решётка его построена из расположенных параллельно спиральных цепочек атомов. Атомы внутри цепей связаны ковалентно. Постоянные решётки а = 4,36 Å, с = 4,95 Å, атомный радиус 1,6 Å, ионные радиусы Se2-1,98 Å и Se4+0,69 Å, плотность 4,807 г/см3 при 20 °С, tпл 217 °С, tkип 685 °С. Пары селена желтоватого цвета. В парах в равновесии находятся четыре полимерные формы Se8 Û Se6 Û Se4 Û Se2. Выше 900 °С доминирует Se2. Удельная теплоёмкость гексагонального селена 0,19—0,32 кдж/(кг×К), [0,0463—0,0767 кал/(г×°С)] при —198 — +25 °С и 0,34 кдж/(кг×К) [0,81 кал/(г×°С)] при 217 °С; коэффициент теплопроводности 2,344 вт/(м×К) [0,0056 кал/(см×сек×°С)], температурный коэффициент линейного расширения при 20 °С: гексагонального монокристаллического селена вдоль с-оси 17,88×10-6, перпендикулярно с-оси 74,09×10-6, поликристаллического 49,27×10-6; изотермическая сжимаемость b0=11,3× 10-3 кбар-1, коэффициент электрического сопротивления в темноте при 20 °С 102—1012 ом см. Все модификации селена обладают фотоэлектрическими свойствами. Гексагональный селен вплоть до температуры плавления — примесный полупроводник с дырочной проводимостью. Селендиамагнетик (пары его парамагнитны). На воздухе селен устойчив; кислород, вода, соляная и разбавленная серная кислоты на него не действуют, хорошо растворим в концентрированной азотной кислоте и царской водке, в щелочах растворяется с окислением. Селен в соединениях имеет степени окисления —2, +2, +4, +6. Энергия ионизации Se0®Se1+®Se2+®S3+ соответственно 0,75; 21,5; 32 эв.

  С кислородом селен образует ряд окислов: SeO, Se2O5, SeO2, SeO3. Два последних являются ангидридами селенистой H2SeO3 и селеновой H2SeO4 к-т (солиселениты и селенаты). Наиболее устойчив SeO2. С галогенами селен даёт соединения SeF6, SeF4, SeCl4, SeBr4, Se2Cl2 и др. Сера и теллур образуют непрерывный ряд твёрдых растворов с селеном. С азотом селен даёт Se4N4, с углеродом — CSe2. Известны соединения с фосфором P2Se3, P4Se3, P2Se5. Водород взаимодействует с селеном при t ³ 200 °С, образуя H2Se; раствор H2Se в воде называется селеноводородной кислотой. При взаимодействии с металлами селен образует селениды. Получены многочисленные комплексные соединения селена. Все соединения селена ядовиты.

  Получение и применение. Селен получают из отходов сернокислотного, целлюлозно-бумажного производства и анодных шламов электролитического рафинирования меди. В шламах селен присутствует вместе с серой, теллуром, тяжёлыми и благородными металлами. Для извлечения селена шламы фильтруют и подвергают либо окислительному обжигу (около 700 °С), либо нагреванию с концентрированной серной кислотой. Образующийся летучий SeO2 улавливают в скрубберах и электрофильтрах. Из растворов технический селен осаждают сернистым газом. Применяют также спекание шлама с содой с последующим выщелачиванием селената натрия водой и выделением из раствора селена. Для получения селена высокой чистоты, используемого в качестве полупроводникового материала, черновой селен рафинируют методами перегонки в вакууме, перекристаллизации и др.

  Благодаря дешевизне и надёжности селен используется в преобразовательной технике в выпрямительных полупроводниковых диодах, а также для фотоэлектрических приборов (гексагональный), электрофотографических копировальных устройств (аморфный селен), синтеза различных селенидов, в качестве люминофоров в телевидении, оптических и сигнальных приборах, терморезисторах и т. п. Селен широко применяется для обесцвечивания зелёного стекла и получения рубиновых стекол; в металлургии — для придания литой стали мелкозернистой структуры, улучшения механических свойств нержавеющих сталей; в химической промышленности — в качестве катализатора; используется селен также в фармацевтической промышленности и других отраслях.

  Г. Б. Абдуллаев.

  Селен в организме. Большинство живых существ содержит в тканях от 0,01 до 1 мг/кг селена. Концентрируют его некоторые микроорганизмы, грибы, морские организмы и растения. Известны бобовые (например, астрагал, нептуния, акация), крестоцветные, мареновые, сложноцветные, накапливающие селен до 1000 мг/кг (на сухую массу); для некоторых растений селен — необходимый элемент. В растениях-концентраторах обнаружены различные селеноорганические соединения, главным образом селеновые аналоги серусодержащих аминокислот — селенцистатионин, селенгомоцистеин, метилселенметионин. Важную роль в биогенной миграции селена играют микроорганизмы, восстанавливающие селениты до металлического селена и окисляющие селениды. Существуют биогеохимические провинции селена.

  Потребность человека и животных в селене не превышает 50—100 мкг/кг рациона. Он обладает антиоксидантными свойствами, повышает восприятие света сетчаткой глаза, влияет на многие ферментативные реакции. При содержании селена в рационе более 2 мг/кг у животных возникают острые и хронические формы отравлений. Высокие концентрации селена ингибируют окислительно-восстановительные ферменты, нарушают синтез метионина и рост опорно-покровных тканей, вызывают анемию. С недостатком селена в кормах связывают появление т. н. беломышечной болезни животных, некротической дегенерации печени, экссудативного диатеза; для предупреждения этих заболеваний используют селенит натрия.

  В. В. Ермаков.

 

  Лит.: Синдеева Н. Д., Минералогия, типы месторождений и основные черты геохимии селена и теллура, М., 1959; Кудрявцев А. А., Химия и технология селена и теллура, 2 изд., М., 1968; Чижиков Д. М., Счастливый В. ГГ., Селен и селениды, М., 1964; Абдуллаjeв Ћ. Б., Селендэ вэ селен дузлэндиоичилэ риндз физики просеслэрин тэдгиги, Бакы, 1959; Селен и зрение, Баку, 1972; Абдуллаев Г. Б., Абдинов Д. Ш., Физика селена, Баку, 1975; Букетов Е. А., Малышев В. П., Извлечение селена и теллура из медеэлектролитных шламов, А.-А., 1969; Recent advances in selenium physics, Oxf. — [a. o.], [1965]; The physics of selenium and tellurium, Oxf. — [a. o.], [1969]; Ермаков В. В., Ковальский В. В., Биологическое значение селена, М., 1974; Rosenfeld I., Beath O. A., Selenium, N. Y. — L., 1964.

 

 



     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн