Selen

Selen byl objeven roku 1817 Jacobem Berzeliem a Johanem Gottliebem Gahnem. Je to kovový prvek s důležitými fotoelektickými vlastnostmi.  Tvoří několik alotropických modifikací. Získává se ze zbytků po spalování síry nebo po zpracování sirných rud. V přírodě se vyskytuje v nízkých koncentracích v sirných rudách.

Atomové číslo34Počet stabilních izotopů6
Atomová hmotnost78,96Elektronová konfigurace[Ar] 3d10 4s2 4p4
Teplota tání [°C]217Teplota varu [°C]685
Hustota4,19-4,39  

Využití

Hlavní využití selenu je ve sklářském průmyslu, kde se využívá k potlačení zeleného odstínu skla způsobeného železem a v tabulovém skle pro snížení propustnosti tepla. Důležitá je jeho fotovodivost, díky které nachází významné využití v xerografii, tzn. hlavně v kopírkách a laserových tiskárnách. Amorfní selen se využívá jako polovodivá vrstva na otočném válci. Během kopírování se tato vrstva nabije vysokým napětím a pak je na ni promítán obraz, který se má kopírovat. Na neosvětlených místech válce se náboj udrží, na osvětlených nikoliv. V druhém kroku je na válec nanesen práškový toner, který přilne pouze k nabitým místům a poté se přenese na papír, do kterého se zapeče. Válec se pak vybije a je připraven na další kopii. Dále nacházíme amorfní selen v polovodičových detektorech pro RTG zařízení, zejména v lékařství.

Alotropie

Selen se vyskytuje v několika alotropních formách.

Termodynamicky nejstabilnějším alotropem je šedý selen, který je tvořen paralelními šroubovicemi. Má kovové vlastnosti a vykazuje fotovodivost.

Krystalický, červený selen je tvořen molekulami Se8, které jsou analogické cyklooktasíře. Tvoří tři modifikace

  • α-Se8 vzniká pomalým odpařením roztoku černého selenu v CS2.
  • β-Se8 vzniká rychlým odpařením roztoku černého selenu v CS2.
  • γ-Se8 vzniká solvolýzou roztoku dipiperidinotetraselenu v CS2:
    • 8 Se4(NC5H10)2 + 16 CS2 → 3 Se8 + 8 Se(S2CNC5H10)2

Červený amorfní selen vzniká kondenzací par selenu.

Černý selen je tvořen polymerními kruhy.

Černý a červený selen. Zdroj: W. Oelen/Commons

Chemické vlastnosti

Selen tvoří sloučeniny v oxidačních číslech -II, II, IV a VI.

Hydridy

Selan, SeH2, je bezbarvý, hořlavý a toxický plyn. Vzniká hydrolýzou selenidů, nebo reakcí z prvků:

Al2Se3 + 6 H2O → 3 H2Se + 2 Al(OH)3
FeSe + 2 HCl → H2Se + FeCl2
Se + H2 → H2Se

Vytváří vodné roztoky, které jsou kyselejší než roztoky sulfanu.

Selenidy

Selenidy jsou binární sloučeniny selenu s dalším kovem, selen zde vyskytuje jako anion Se2-. Můžeme je považovat za soli kyseliny selenovodíkové (SeH2).

Selenidy alkalických kovů a kovů alkalických zemin se připravují přímou reakcí z prvků za zvýšené teploty a nepřítomnosti vzduchu. Příp. se získávají z roztoků kovů v kapalném amoniaku.

Oxidy a kyseliny

Reakcí s kyslíkem vzniká oxid seleničitý (SeO2), který je velmi toxický a s vodou reaguje za vzniku kyseliny seleničité (H2SeO3). Používá se jako oxidační činidlo v organické syntéze.[4] Oxid selenový (SeO3) je termodynamicky nestabilní a při teplotách nad 185 °C se rozkládá. Připravuje se reakcí bezvodého selenanu draselného s oxidu sírového.[5]

2 SeO3 → 2 SeO2 + O2
K2SeO4 + SO3 → K2SO4 + SeO3

Kyselinu selenovou (H2SeO4) lze připravit oxidací oxidu seleničitého peroxidem vodíku.

SeO2 + H2O2 → H2SeO4

Podobně jako kyselina sírová, je velmi dobře rozpustná ve vodě a jde o silnou kyselinu. Je silnější oxidační činidlo než kyselina sírová. Do prvního stupně je disociovaná zcela, pKa druhého stupně je 1,92. Při teplotách nad 200 °C se rozkládá na kyselinu seleničitou a kyslík.

Kyselina seleničitá (H2SeO3) vzniká rozpouštěním oxidu seleničitého ve vodě, využívá se v organické syntéze pro přípravu 1,2-diketonů.[6] Používá se také na tzv. studené černění oceli, které se provádí roztokem síranu měďnatého s kyselinou seleničitou v ethanolu.

NMR

V NMR se využívá pouze izotop 77Se, který má spin 1/2 a zastoupení přes 7,5 %. Jeho citlivost je nízká, poskytuje úzké linie v širokém rozsahu chemických posunů. Standardem je dimethylselan Me2Se.

 77Se
Spin1/2
Zastoupení v přírodě [%]7,63
Citlivost vzhledem k 1H5,37.10-4
Citlivost vzhledem k 13C3,15
Rezonanční frekvence v poli 1 T8,1571
Rozsah chemických posunů-1000 až +2000 ppm
Jaderný magnetický moment+0,53506

Chemické posuny

Se4+1900-900H2SeO31300
Se6+800-600Sulfidy selenu750-250
Diarylselenany600-300Alkyl-arylselenany400-250
Dialkyldiselenany500-200R2SeCl2600-500
Se=CX2700-200Me2P=Se240
RSeH270-(-320)R3Se+370-220

Odkazy

  1. Selen na české wikipedii
  2. Selen na anglické wikipedii
  3. 77Se NMR
  4. Oxidation with Selenium Dioxide
  5. Selenium trioxide
  6. Glyoxal bisulfite
  7. Elemental Se: fundamentals and its optoelectronic applications

Navigace

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

3 Replies to “Selen”

Leave a Reply

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..