Селен — химический элемент 16-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы VI группы), 4-го периода в периодической системе, имеет атомный номер 34, обозначается символом Se (лат. Selenium), хрупкий блестящий на изломе неметалл чёрного цвета (устойчивая аллотропная форма, неустойчивая форма — киноварно-красная). CAS-номер: 7782-49-2.
Содержание селена в земной коре около 500 мг/т. Основные черты геохимии селена в земной коре определяются близостью его ионного радиуса к ионному радиусу серы. Селен образует 37 минералов, среди которых в первую очередь должны быть отмечены ашавалит FeSe, клаусталит PbSe, тиманнит HgSe, гуанахуатит Bi2(Se, S)3, хастит CoSe2, платинит PbBi2(S, Se)3, ассоциирующие с различными сульфидами, а иногда также с касситеритом. Изредка встречается самородный селен. Главное промышленное значение на селен имеют сульфидные месторождения. Содержание селена в сульфидах колеблется от 7 до 110 г/т. Концентрация селена в морской воде 4·10−4 мг/л.
Значительные количества селена получают из шлама медно-электролитных производств, в котором селен присутствует в виде селенида серебра. Применяют несколько способов получения: окислительный обжиг с возгонкой SeO2; нагревание шлама с концентрированной серной кислотой, окисление соединений селена до SeO2 с его последующей возгонкой; окислительное спекание с содой, конверсия полученной смеси соединений селена до соединений Se(IV) и их восстановление до элементарного селена действием SO2.
Селен — простое вещество, элемент периодической таблицы Менделеева. Обозначается буквами Se (Selenium).
Открыт новый элемент был в начале XIX века известным шведским химиком Берцелиусом. Занимаясь исследованиями способов получения серной кислоты, он обратил внимание на осадок, который образовывался в кислоте. По мнению коллег, в осадке присутствовал теллур, на наличие которого указывал специфический запах. Но при тщательном изучении, никакого теллура обнаружено не было. Ученый понял, что имеет дело с неизвестным до этого времени веществом, который по своим свойствам очень похож на теллур. Чтобы подчеркнуть это сходство, он решил назвать элемент селеном (Луна на греческом), так как теллур — это производное от названия Земли на латыни.
Селен встречается в основном на земле, в морской и пресной воде его мало. Всего известно около 37 минералов, содержащих селен; иногда он встречается в виде самородных кристаллов. Основные месторождения селена связаны с месторождениями серы и сульфидов.
Вещество содержится в почвах, во многих растениях, в организме животных и человека. Получают элемент, большей частью, из отходов медно-электролитических производств и предприятий по производству серной кислоты.
Шкаф вытяжной В-203 химостойкий
Свойства
Селен — неметалл, относится к группе халькогенов (группа таблицы Менделеева, содержащая еще кислород, серу, теллур, полоний и ливерморий). Может находиться в нескольких модификациях:
При определенных температурных условиях одна модификация селена переходит в другую. Например, пары́ любого селена при резком охлаждении с температуры +220 °С конденсируются в черный стекловидный селен.
По химическим свойствам селен похож на серу. Что интересно: сам селен менее активен, чем сера, а вот его соединения, аналогичные соединениям серы, намного активнее. Например, Se способен гореть только при сильном предварительном нагреве (сера спокойно горит в нормальных условиях). Со щелочными металлами селен вступает в реакцию только в расплавленном состоянии. Селеновая кислота H2SeO4 является более сильной кислотой, чем серная H2SO4.
Реагент не окисляется на воздухе, не вступает в обычных условиях в реакции с кислородом, водой, соляной и разбавленной серной кислотами. Растворяется в концентрированной азотной и серной кислотах, в «царской водке». Очень медленно окисляется в щелочной среде. Образует селениды с металлами; реагирует с галогенами.
Селен и особенно его соединения очень ядовиты, поэтому все манипуляции с ним и его производными проводят в вытяжном шкафу или в хорошо вентилируемом помещении, при условии, что рабочие используют средства защиты (спецодежду, респиратор и очки).
Проглатывание или вдыхание паров селена и его соединений вызывают острое отравление. Его симптомы: тошнота, рвота, лихорадка, отек и даже разрыв легких, проблемы в функционировании печени, почек, сердечной мышцы, боли в животе, диарея. Сердечный приступ может привести к смерти.
Хроническое отравление вызывает усталость, слабость, раздражительность, головные боли; тошноту и рвоту; приводит к облысению, гниению зубов, кожным заболеваниям, носовым кровотечениям, болезням глаз и органов дыхания.
Селен имеет 34 электрона, заполним электронные оболочки в описанном выше порядке:
2 электрона на 1s-подуровне
2 электрона на 2s-подуровне
6 электронов на 2p-подуровне
2 электрона на 3s-подуровне
6 электронов на 3p-подуровне
2 электрона на 4s-подуровне
10 электронов на 3d-подуровне
4 электрона на 4p-подуровне
Степень окисления селена
Ионы селена
Валентность Se
Атомы селена в соединениях проявляют валентность VI, IV, II, I.
Валентность селена характеризует способность атома Se к образованию хмических связей. Валентность следует из строения электронной оболочки атома, электроны, участвующие в образовании химических соединений называются валентными электронами. Более обширное определение валентности это:
Число химических связей, которыми данный атом соединён с другими атомами
Валентность не имеет знака.
Квантовые числа Se
Квантовые числа определяются последним электроном в конфигурации, для атома Se эти числа имеют значение N = 4, L = 1, Ml = 2, Ms = ½
Селен является химическим элементом который обнаружили сравнительно недавно. Шведские химики Йенс Якоб Берцелиус и Йохан Готлиб Ган, которые владели химическим заводом по производству серной кислоты, в 1817 году обнаружили непонятный осадок красного цвета.
Процесс производства заключается в переработке пирита в свинцовой камере при повышенных температурах. Изначально этот осадок приняли за соединение мышьяка, но он при горении извергал специфический запах хрена. Для мышьяка такой запах был не характерен, но похожий запах был обнаружен при горении теллура. Якоб Берцелиус в письме Александру Марсету написал, что красный осадок является соединением теллура. Из-за того, что на добывающей шахте Фалунь(Швеция) не были обнаружены соеднения теллура Якоб Берцелиус в 1818 решил повторить опыты над таинственным красным осадком. Проведя опыты, он написал еще одно письмо Александру Марсету, где описал новый химический элемент похожий на серу и теллур. Из-за сходства по своим свойствам с теллуром названым в честь Земли(планеты), Якоб Берцелиус решил назвать новый элемент в честь Луны.
В 1873 году английский инженер-электрик Уиллоуби Смит обнаружил, что электрическое сопротивление серого селена зависит от освещенности. В середине 1870-х годов первые коммерческие продукты были разработаны немецким исследователем Вернером Сименсом. Первая ячейка селена использованная в фотофоне была разработана в 1879 году Александром Грэмом Беллом. Дальнейшее использование селеновых элементов в промышленности только наращивало свои обороты.
Где и как добывают Селен
Селен обычно добывается из селенида, который содержится во многих сульфидных рудах. Селенид представляет собой соединения двухвалентного селена, которое содержится в рудах меди, никеля и свинца. Очистка этой руды может производиться разными способами. Одним из таких способов является электролитическое рафинирование медесодержащей руды. Другим значимым источником селена является производство серной кислоты, где этот элемент является побочным продуктом.
Промышленным способом получения селена на сегодняшний день является обработка остатка медной руды, который выглядит в общем случае следующим образом. Из остатков переработки меди извлекают диоксид селена. Этот процесс заключается в окислении красного осадка с карбонатом натрия. Затем диоксид селена смешивают с водой и подкисляют с образованием селеновой кислоты. В итоге селеновая кислота барбортируется с диоксидом серы и образуется элементарный селен.
Ежегодная добыча селена по всему миру составляет порядка 2000 тонн. Основными производителями селена являются такие страны как Германия, Япония, Бельгия и Россия. Мировые запасы селена оцениваются в 93 000 тонн.
Распространенность Селена
Распространенность такого химического элемента как селен считается довольно редкой. В земной коре его процентное отношение оценивается в 0.1 грамм на миллион частей. Он встречается приблизительно в 50 раз чаще чем теллур и в 4000 раза реже чем сера. Этот элемент встречается в природе даже в чистом(элементарном) виде. Правда встречается он очень редко и не образует хороших кристаллов. Кристаллы селена обычно выглядят в виде игольчатого или ромбоэдрического твердого минерала.
Так же селен встречается в природе в ряде неорганических форм. В пример можно привести селенид, селенит и селенад. Они встречаются гораздо чаще чем естественная форма, но остаются так же крайне редкими. На сегодняшний день известно всего 25 минералов содержащих части селена. Самыми ценными из них являются агиларит и ферросилит. Содержание селена в этих минералах может достигать 50% от их массы.
Так же селен может встречаться в почвах в качестве микроэлемента. Из этого следует, что ионы селена могут содержаться и в некоторых растениях. Низкие концентрации селены были обнаружены в почвах таких стран как Германия, Швеция, Швейцария, Дания и Финляндия.
Применение Селена
Применение селена как химического элемента довольно разнообразно. Он используется в таких сферах как пищевая промышленность, медицина, стеклопроизводство, литейная промышленность, электроника и специальные изделия.
Селен находит свое применение в экспозиционных барабанах для фотокопировальных машин и лазерных принтеров. Так же применяется в производстве различного рода полупроводниковых изделий. Еще одной отраслью является текстильная промышленность, где примеси селена применяются для изготовления так называемых латексных тканей. Селенид кадмия используется для изготовления пигментов красного цвета для лако-красочных покрытий. В литейной промышленности селен используется как легирующая добавка для стали и меди. Добавка такого рода помогает улучшить механическую обработку вышеперечисленных материалов.
Другими областями применения являются фотоактивный слой солнечных батарей в сплаве с медью и индием. Селен является основополагающим компонентом при изготовлении шампуней против перхоти. Так же, что касаемо медицины, можно отметить положительное воздействие селеновой терапии для людей с ВИЧ. Еще одним значимым применением селена является очистка марганца. Добавление диоксида селена значительно снижает потребление энергии в процессе электролиза. На приготовление 1 тонны марганца расходуется около 2 килограммов селена. Самое большое количество селена расходуется на изготовление стекла. Соединения селена придают стеклу красный оттенок и устраняют видимое присутствие зеленых оттенков железа. На эти нужды ежегодно расходуется более 50% добываемого селена.
Интересные факты
Интересных фактов связанных с селеном достаточно много. Стоит начать с того, что этот химический элемент является одним из важнейших микроэлементов в организме животных и человека. Селен был обнаружен в различного рода белках производимых сердцем, почками и щитовидной железой. Дефицит или избыток этого компонента в организме человека может наносить значительный вред организму человека. Сейчас влияние этого элемента на организм человека изучается, но у подопытных животных наблюдалось развитие сердечнососудистых заболеваний, почечная недостаточность и др.
Так же известно, что селеном можно регулировать болезнь Хашимото, при которой собственные клетки щитовидной железы подвергаются нападению как чужеродные. При употреблении 0.2 мг селена было выявлено снижение количества антител на 21%. Еще одним интересным моментом является то, что повышенное содержание селена в рационе питания положительно влияет при пагубном воздействии ртути. Хотя этот факт зафиксирован только при малых и умеренных воздействиях.
Для животных производящих молоко селен является неотъемлемым микроэлементом рациона питания. Учеными было выявлено, что его содержание в пище серьезно влияет на удой молока. По-этому были разработаны корма с необходимым содержанием селена в виде селенита натрия или селенида. Проблема заключается в том, что порог между избытком и дефицитом этого элемента очень мал и необходимо контролировать количество поступающих элементов при питании животных. Для человека нормой потребления селена в сутки составляет: 70 мкг для мужчин и 65 мкг для женщин.
Что такое Селен, selenium, характеристики, свойства
Селен — это химический элемент Se химический элемент 16-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы VI группы), 4-го периода в периодической системе, имеет атомный номер 34, обозначается символом Se (лат. Selenium), хрупкий блестящий на изломе неметалл чёрного цвета (устойчивая аллотропная форма, неустойчивая форма — киноварно-красная). Относится к халькогенам.
Селен класс химических элементов
Элемент Se — относится к группе, классу хим элементов (…) химический элемент 16-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы VI группы), 4-го периода в периодической системе, имеет атомный номер 34, обозначается символом Se (лат. Selenium), хрупкий блестящий на изломе неметалл чёрного цвета (устойчивая аллотропная форма, неустойчивая форма — киноварно-красная). Относится к халькогенам.
Элемент Se свойство химического элемента Селен Selenium
Основные характеристики и свойства элемента Se…, его параметры.
Применение Селен Selenium Элемент Se
Одним из важнейших направлений его технологии, добычи и потребления являются полупроводниковые свойства как самого селена, так и его многочисленных соединений (селенидов), их сплавов с другими элементами, в которых селен стал играть ключевую роль. В современной технологии полупроводников применяются селениды многих элементов, например, селениды олова, свинца, висмута, сурьмы, лантаноидов. Особенно важны свойства фотоэлектрические и термоэлектрические как самого селена, так и селенидов.
Применение селена в медицине
Малые концентрации селена подавляют гистамин и за счет этого оказывают антидистрофический эффект и противоаллергическое действие. Также селен стимулирует пролиферацию тканей, улучшает функцию половых желез, сердца, щитовидной железы, иммунной системы.
Соли селена способствуют восстановлению пониженного артериального давления при шоке и коллапсе.
Токсичность
Общий характер воздействия селена и его соединений
Отравление
При попадании металлического порошкового селена в количестве 1 грамма перорально вызывает боль в животе в течение двух суток и учащённый стул, со временем симптомы проходят.
Действие на кожу
формула химического элемента Селен Selenium
Химическая формула Селена:
Атомы Селен Selenium химических элементов
Атомы Selenium хим. элемента
Selenium Селен ядро строение
Строение ядра химического элемента Selenium — Se,
История открытия Селен Selenium
Открытие элемента Selenium — Элемент открыт Й. Я. Берцелиусом в 1817.
Сохранился рассказ самого Берцелиуса о том, как произошло это открытие:
Я исследовал в содружестве с Готлибом Ганом метод, который применяют для производства серной кислоты в Грипсхольме.
Обнаружили в серной кислоте осадок, частью красный, частью светло-коричневый. Этот осадок, опробованный с помощью паяльной трубки, издавал слабый редечный запах и образовывал свинцовый королёк. Согласно Клапроту, такой запах служит указанием на присутствие теллура. Ган заметил при этом, что на руднике в Фалуне, где собирается сера, необходимая для производства кислоты, также ощущается подобный запах, указывающий на присутствие теллура. Любопытство, вызванное надеждой обнаружить в этом коричневом осадке новый редкий металл, заставило меня исследовать осадок. Приняв намерение отделить теллур, я не смог, однако, открыть в осадке никакого теллура.
Тогда я собрал всё, что образовалось при получении серной кислоты путём сжигания фалюнской серы за несколько месяцев, и подверг полученный в большом количестве осадок обстоятельному исследованию.
Масса (то есть осадок) содержит до сих пор неизвестный металл, очень похожий по своим свойствам на теллур. В соответствии с этой аналогией я назвал новое тело селеном (Selenium) от греческого σελήνη (луна), так как теллур назван по имени Tellus — нашей планеты.
В 1873 году Уиллоуби Смит обнаружил, что электрическое сопротивление серого селена зависит от освещённости. Это свойство стало основой для чувствительных к свету ячеек. Первый коммерческий продукт на основе селена был представлен на рынке в середине 1870-х годов Вернером фон Сименсом. Селеновая ячейка использовалась в фотофоне, созданном Александром Беллом в 1879 году.
Электрический ток, проходящий через селен, пропорционален количеству света, падающему на его поверхность, — это свойство использовано в различных измерителях освещённости (экспонометрах). Полупроводниковые свойства селена нашли применение в других областях электроники. В 1930-е годы началось развитие селеновых выпрямителей, которые пришли на смену медно-закисным выпрямителям благодаря высокой эффективности Селеновые выпрямители использовались до 1970-х годов, когда им на смену пришли кремниевые выпрямители.
В более позднее время была обнаружена токсичность селена. Были зарегистрированы случаи отравления людей, работавших на селеновых производствах, а также животных, поедавших богатые селеном растения. В 1954 году были обнаружены первые признаки биологического значения селена для микроорганизмов. В 1957 году была установлена важная роль селена в биологии млекопитающих. В 1970-е годы было показано наличие селена в двух независимых группах энзимов, а затем обнаружен селеноцистеин в белках. В 1980-е годы было установлено, что селеноцистеин кодируется кодоном UGA. Механизм кодирования был установлен сначала для бактерий, а затем для млекопитающих (SECIS-элемент).
Селен Selenium происхождение названия
Откуда произошло название Selenium …
Распространённость Селен Selenium
Как любой хим. элемент имеет свою распространенность в природе, Se …
таблицы Менделеева. Обозначается буквами Se (Selenium).
мышцы, боли в животе, диарея. Сердечный приступ может привести к смерти.
