Википедија

Селен

Селен или селенијум (Se, лат. sellenium) металоид је VIA групе и атомским бројем 34.[5] Познато је неколико његових изотопа чије се атомске масе налазе између 65—91. Многи извори сврставају овај елемент у неметале. Његове особине су између суседних халкогених елемената: сумпора и телура. У природи се ретко налази у елементарном стању или као неко чисто једињење. Селен је 1817. године открио Јенс Јакоб Берцелијус, који је запазио сличност новог елемента са раније познатим телуром (чије име значи Земља). Име је добио по грчкој речи selene која означава Месец (зато што се увек јављао уз телур, лат. tellus — Земља).

Селен
SeBlackRed.jpg
Општа својства
Име, симболселен, Se
Изгледцрни, црвени и сиви алотропи
У периодном систему
Водоник Хелијум
Литијум Берилијум Бор Угљеник Азот Кисеоник Флуор Неон
Натријум Магнезијум Алуминијум Силицијум Фосфор Сумпор Хлор Аргон
Калијум Калцијум Скандијум Титанијум Ванадијум Хром Манган Гвожђе Кобалт Никл Бакар Цинк Галијум Германијум Арсен Селен Бром Криптон
Рубидијум Стронцијум Итријум Цирконијум Ниобијум Молибден Технецијум Рутенијум Родијум Паладијум Сребро Кадмијум Индијум Калај Антимон Телур Јод Ксенон
Цезијум Баријум Лантан Церијум Празеодијум Неодијум Прометијум Самаријум Европијум Гадолинијум Тербијум Диспрозијум Холмијум Ербијум Тулијум Итербијум Лутецијум Хафнијум Тантал Волфрам Ренијум Осмијум Иридијум Платина Злато Жива Талијум Олово Бизмут Полонијум Астат Радон
Францијум Радијум Актинијум Торијум Протактинијум Уранијум Нептунијум Плутонијум Америцијум Киријум Берклијум Калифорнијум Ајнштајнијум Фермијум Мендељевијум Нобелијум Лоренцијум Радерфордијум Дубнијум Сиборгијум Боријум Хасијум Мајтнеријум Дармштатијум Рендгенијум Коперницијум Нихонијум Флеровијум Московијум Ливерморијум Тенесин Оганесон
S
↑
Se
↓
Te
арсен ← селен → бром ‍
Атомски број (Z)34
Група, периодагрупа 16 (халкогени), периода 4
Блокp-блок
Категорија  полиатомски неметал
Рел. ат. маса (Ar)78,971(8)[1]
Ел. конфигурација[Ar] 3d10 4s2 4p4
по љускама
2, 8, 18, 6
Физичка својства
Агрегатно стањечврст
Тачка топљења494 K ​(221 °‍C, ​430 °F)
Тачка кључања958 K ​(685 °‍C, ​1265 °F)
Густина при с.т.сив: 4,81 g/cm3
алфа: 4,39 g/cm3
стакласт: 4,28 g/cm3
течно ст., на т.т.3,99 g/cm3
Критична тачка1766 K, 27,2 MPa
Топлота фузије▲: 6,69 kJ/mol
Топлота испаравања95,48 kJ/mol
Мол. топл. капацитет25,363 J/(mol·K)
Напон паре
P (Pa) 100 101 102
на T (K) 500 552 617
P (Pa) 103 104 105
на T (K) 704 813 958
Атомска својства
Оксидациона стања6, 5, 4, 3, 2, 1,* −1, −2
*[2]
(веома кисео оксид)
Електронегативност2,55
Енергије јонизације1: 941,0 kJ/mol
2: 2045 kJ/mol
3: 2973,7 kJ/mol
Атомски радијус120 pm
Ковалентни радијус120±4 pm
Валсов радијус190 pm
Линије боје у спектралном распону
Спектралне линије
Остало
Кристална структура ​хексагонална
Хексагонална кристална структура за селен
Брзина звука танак штап3350 m/s (на 20 °‍C)
Топл. ширењеаморфан: 37 µm/(m·K) (на 25 °‍C)
Топл. водљивост~: 0,519 W/(m·K)
Магнетни распореддијамагнетичан[3]
Магнетна сусцептибилност (χmol)−25,0·10−6 cm3/mol (298 K)[4]
Јангов модул10 GPa
Модул смицања3,7 GPa
Модул стишљивости8,3 GPa
Поасонов коефицијент0,33
Мосова тврдоћа2,0
Бринелова тврдоћа736 MPa
CAS број7782-49-2
Историја
Именовањепо Селени, грчкој богињи месеца
Откриће и прва изолацијаЈакоб Берцелијус и Јохан Готлиб Ган (1817)
Главни изотопи
изотоп расп. пж. (t1/2) ТР ПР
72Se syn 8,4 d ε 72As
γ –
74Se 0,86% стабилни
75Se syn 119,8 d ε 75As
γ –
76Se 9,23% стабилни
77Se 7,60% стабилни
78Se 23,69% стабилни
79Se трагови 3,27×105 y β− 79Br
80Se 49,80% стабилни
82Se 8,82% 1,08×1020 y β−β− 82Kr
референце • Википодаци

Селен је пронађен у сулфидним металним рудама бакра у нечистом стању, где делимично замењује сумпор. Комерцијално, селен се производи као нуспроизвод у процесу рафинирања тих руда. Познати су и минерали који су чисти селениди или селенати, али су они ретки. Најчешћа комерцијална употреба селена данас је у производњи стакла и у пигментима. Селен је полупроводник и користи се у фотоћелијама. Такође се користи у електроници, где је некад био врло важан, али су га данас већином потиснули полупроводнички уређаји од силицијума. Данас се селен користи у неколико уређаја за заштиту од превисоког напона код наизменичне струје и једне врсте флуоресцентне квантне тачке (нанокристал).

У великим количинама, соли селена су отровне, међутим селен у веома малим количинама је неопходан за ћелијску функцију код многих живих бића, укључујући све животиње, те је састојак многи мултивитаминских препарата и других дијететских производа, укључујући и дечије каше. Селен је састојак и антиоксидантских ензима глутатион пероксидазе и тиоредоксин редуктазе (индиректно редукују одређене оксидоване молекуле у животињском организму и неким биљкама). Такође је присутан у три типа ензима дејодиназе, којима се један тироидни хормон претвара у други. Потребе за селеном у биљкама различите су од врсте до врсте, па тако неке биљке захтевају релативно велике количине селена док друге готово никако.[6]

ИсторијаУреди

Селен (грч. σελήνη - селен што значи „Месец”) је откривен 1817. године. Открили су га хемичари Јакоб Берцелијус и Јохан Готлиб Ган.[7] Оба хемичара су била власници хемијске фирме у близини Грипшолма, Шведска, производећи сумпорну киселину у процесу оловних комора. Иза пирита из великог рудника бакра Фалун, преостајао је црвени талог у оловној комори за који се мислило да је неко једињење арсена, па је кориштење пирита за производњу киселине престало.

Берцелијус и Ган су хтели да користе пирит, а исто тако су опазили да тај црвени талог при сагоревању има мирис рена. Тај мирис није својствен арсену, али се сличан мирис јавља код једињења телура. Стога је у првом писму упућеном Мерсету, Берцелијус навео да се ради о једињења телура. Међутим недостатак једињења телура у минералима из рудника Фалун навео је Берцелијуса да преиспита црвени талог, те је 1818. написао друго писмо Марсету описујући новооткривени елемент сличан сумпору и телуру. Због своје сличности са телуром, који је назван по планети Земљи, Берцелијус је нови елемент назвао по Месецу.[8][9]

Вилоби Смит је 1873. открио да електрични отпор сивог селена зависи од светлости. Ово је довело до његове употребе као ћелија за светлосне сензоре. Први комерцијални производи који су користили селен развио је средином 1870-их Вернер фон Сименс. Александер Грејам Бел је 1879. користио селенове ћелије у свом фотофону. Селен пропушта електричну струју пропорционално количини светлости која пада на његову површину. Тај феномен је искориштен за дизајн светлометара и сличних уређаја. Полупроводничке особине селена искоришћене су у бројним другим апликацијама у електроници.[10][11][12] Развој селенских исправљача (трансформатора) почео је почетком 1930-их заменивши исправљаче на бази бакар-оксида, јер су били далеко ефикаснији.[13][14][15] Њихова комерцијална употреба трајала је до 1970-их, након чега су замењени јефтинијим и још ефикаснијим силицијумским исправљачима.

Много касније, селен је дошао у фокус медицине због своје отровности за људе који раде у одређеним гранама индустрије. Такође, запажено је да је он важан ветеринарски отров, за који је примећено да утиче на животиње које се хране биљкама богатим селеном. Међутим, 1954. је откривено да је селен важан за специфичне биолошке функције у микроорганизмима.[16][17] Тек 1957. откривена је његова незамењива функција за сисаре.[18][19] Током 1970-их доказано је да је селен присутан у два независна сета ензима. Уследило је откриће селеноцистеина у беланчевинама. Током 1980-их, утврђено је да селеноцистеин кодиран кодоном UGA. Механизам записивања је прво објашњен код бактерија а потом и код сисара (види SECIS елемент).[20]

Заступљеност и добијањеУреди

Селен је заступљен у земљиној кори у количини од 0,05 ppm (енгл. parts per million), као пратилац неких руда сумпора. У индустрији се добија као споредни производ пречишћавања руда бакра и сумпора.

Селенов оксид (SeO2) се раствара у азотастој киселини (HNO3). Потом се пропушта кроз раствор сумпор диоксида. Слободан селен се издваја као црвени талог. У лабораторијама селен се добија редукујући киселину селен VI (H2SeO4) помоћу H2N-NH2.

Намирнице најбогатије селеном су: пшеница, непрерађен пиринач, овас, семе диње, полумасно млеко, посно месо и риба.

ПрименаУреди

Селен има велику примену у фото индустрији, а највише се користи за израду фото ћелија. сем тога користи се и као додатак стаклу и челику. Сулфид селена (SeS2) се користи у шампонима за сузбијање перута, а (Na2SeO3) је веома јак инсектицид

Хемијске особинеУреди

Због положаја у периодном систему особине селена подсећају на особине сумпора. Киселина селен VI (H2SeO4), слично као и сумпорна киселина, је веома јака киселина са оксидационим дејством.[21]

Јони селена (Se2-) у базној средини лако мењају оксидациони број навише. Реакцијом хлора са селеном настаје браонкаста течност Se2Cl2, која се загревањем распада на чист селен и безбојан селен(IV)хлорид (SeCl4).

Алотропске модификацијеУреди

Селен има 3 алотропске модификације.

  • Модификација α је сребрносив, крх метал. На ваздуху се полако оксидује, не реагује са водом, али реагује и са киселинама и са базама.
  • Модификација β је црвени амфотеран прашак. Веома је реактиван, на ваздуху се сам од себе пали, и веома брзо реагује са водом,
  • Модификација γ је стакласто розесиво чврсто тело. Ова модификација је међумодификација између алфе и бете. Ова модификација се обично добија хлађењем течног селена

ЈедињењаУреди

Отровна једињења селена:

  • диметил селена,
  • селендиоксид,
  • селенхидрид

Биолошки значајУреди

Селен је један од микроелемената неопходних за живот људи, који се мора уносити исхраном. Он је неопходан за правилан рад ензимских система. Улази у састав аминокиселина селеноцистина и селенометионина. Неопходан је за функционисање ензима глутатион пероксидазе, који каталише реакције „неутралисања“ реактивних кисеоничних врста, као што су пероксиди. Он штити црвена крвна зрнца и ћелијске мембране.

Такође је битан за функционисање одбрамбеног система и штитне жлезде. Заједно са другим антиоксидансима штити срце, помаже при депресији, премору и превеликој нервози. Редукује количину штетних једињења која изазивају настанак реуматских запаљења.

Код мушкараца пола селена који се налази у организму је у тестисима и у сперми коју они продукују.

Препоручљива количина селена коју дневно одрасле особе треба да унесу износи 55 микрограма. Ако се човек редовно храни не може доћи до недостатка селена.

Вишак селена је штетан и сматра се да уношење преко 400 микрограма дневно може да изазове тровање. Једина област на свету где долази до недостатка селена у организму због његовог мањка у исхрани су неки делови Кине.

РеференцеУреди

  1. ^ Meija, J.; et al. (2016). „Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265—291. doi:10.1515/pac-2015-0305. 
  2. ^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (II изд.). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419. 
  3. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds Архивирано на сајту Wayback Machine (12. јануар 2012), in Lide, D. R., ур. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th изд.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5. 
  4. ^ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. стр. E110. ISBN 978-0-8493-0464-4. 
  5. ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. изд.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6. 
  6. ^ Ruyle, George. „Poisonous Plants on Arizona Rangelands” (PDF). The University of Arizona. Архивирано из оригинала (PDF) на датум 15. 7. 2004. Приступљено 5. 1. 2009. 
  7. ^ Berzelius, J. J. (1818) "Lettre de M. Berzelius à M. Berthollet sur deux métaux nouveaux" (Pismo gosp. Berzelius gosp. Bertholletu o dva nova metala), Annales de chimie et de physique, serija 2, vol. 7, str. 199–206.
  8. ^ Elvira, Weeks Mary (1932). „The discovery of the elements. VI. Tellurium and selenium”. Journal of Chemical Education. 9 (3): 474. Bibcode:1932JChEd...9..474W. doi:10.1021/ed009p474. 
  9. ^ Trofast, Jan (2011). „Berzelius' Discovery of Selenium”. Chemistry International. 33 (5): 16—19.  PDF
  10. ^ „Action of light on selenium”. Popular Science. 10 (1): 116. 1876. 
  11. ^ Levinshtein, E. M.; Simin G. S (1. 12. 1992). Earliest semiconductor device. Getting to Know Semiconductors. стр. 77—79. ISBN 978-981-02-3516-1. 
  12. ^ Brian, Winston (29. 5. 1998). Media Technology and Society: A History: From the Telegraph to the Internet. стр. 89. ISBN 978-0-415-14229-8. 
  13. ^ Robin, Morris Peter (1990). A History of the World Semiconductor Industry. стр. 18. ISBN 978-0-86341-227-1. 
  14. ^ Ludwig, Bergmann (1931). „Über eine neue Selen-Sperrschicht-Photozelle”. Physikalische Zeitschrift. 32: 286—288. 
  15. ^ Waitkins G. R.; Bearse A. E.; Shutt R. (1942). „Industrial Utilization of Selenium and Tellurium”. Industrial & Engineering Chemistry. 34 (8): 899. doi:10.1021/ie50392a002. 
  16. ^ Pinsent, Jane (1954). „The need for selenite and molybdate in the formation of formic dehydrogenase by members of the Coli-aerogenes group of bacteria”. Biochem J. 57 (1): 10—16. PMC 1269698  . PMID 13159942. 
  17. ^ Stadtman Thressa C. (2002). „Some Functions of the Essential Trace Element, Selenium”. Trace Elements in Man and Animals 10: 831. ISBN 978-0-306-46378-5. doi:10.1007/0-306-47466-2_267. 
  18. ^ Schwarz Klaus; Foltz Calvin M. (1957). „Selenium as an Integral Part of Factor 3 Against Dietary Necrotic Liver Degeneration”. Journal of the American Chemical Society. 79 (12): 3292—3293. doi:10.1021/ja01569a087. 
  19. ^ Oldfield James E. (2006). „Selenium: A historical perspective”. Selenium: 1. ISBN 978-0-387-33826-2. doi:10.1007/0-387-33827-6_1. 
  20. ^ Hatfield D. L.; Gladyshev V. N. (2002). „How Selenium Has Altered Our Understanding of the Genetic Code”. Molecular and Cellular Biology. 22 (11): 3565—3576. PMC 133838  . PMID 11997494. doi:10.1128/MCB.22.11.3565-3576.2002. 
  21. ^ Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga. 

Спољашње везеУреди

 
Селен на Викимедијиној остави.
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Селен&oldid=24535133”