Seleen (se), hapniku rühma keemiline element (perioodilise tabeli rühm 16 [VIa]), mis on keemiliste ja füüsikaliste omaduste poolest tihedalt seotud väävli ja telluuriumi elementidega. Seleen on haruldane ja moodustab umbes 90 osa miljardist maakoorest. Aeg-ajalt leitakse, et see on ühendamata loodusliku väävliga, kuid sagedamini leidub seda mõnedes mineraalides koos raskmetallidega (vask, elavhõbe, plii või hõbe). Peamine seleeni kaubanduslik allikas on vase rafineerimise kõrvalsaadus; selle peamised kasutusalad on elektroonikaseadmete, pigmentide ja klaasi valmistamisel. Seleen on metalloid (metallide ja mittemetallide omaduste vaheühend). Elemendi hall metalliline vorm on tavalistes tingimustes kõige stabiilsem; sellel vormil on ebatavaline omadus - suureneda elektrijuhtivus valgusega kokkupuutel. Seleeniühendid on loomadele mürgised; seleniidsetes muldades kasvatatud taimed võivad elemendi kontsentreerida ja muutuda mürgiseks.
hapnikurühma element: looduslik esinemine ja kasutusalad
Elemendi seleen (sümbol Se) on palju harvem kui hapnik või väävel, sisaldades umbes 90 osa miljardist koorikust
.Elemendi omadused
| aatomnumber | 34 |
|---|---|
| aatommass | 78,96 |
| stabiilsete isotoopide massid | 74, 76, 77, 78, 80, 82 |
| sulamispunkt | |
| amorfne | 50 ° C (122 ° F) |
| hall | 217 ° C (423 ° F) |
| keemispunkt | 685 ° C (1 265 ° F) |
| tihedus | |
| amorfne | 4,28 grammi / cm 3 |
| hall | 4,79 grammi / cm 3 |
| oksüdatsiooniseisundid | −2, +4, +6 |
| elektronide konfiguratsioon | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 4 |
Ajalugu
Rootsi keemik Jöns Jacob Berzelius märkis 1817. aastal Rootsi Faluni kaevanduste väävelmaakidest saadud punast ainet. Kui seda punast materjali järgmisel aastal uuriti, osutus see elemendiks ja sai nime Kuu või Kuujumalanna Selene järgi. Ebatavaliselt kõrge seleenisisaldusega maagi avastas Berzelius alles mõni päev enne seda, kui ta seleeni kohta maailma teadusseltsidele aruande esitas. Tema huumorimeel on ilmne nimes, mille ta andis maakile, eukariidile, tähendades “just õigel ajal”.
Esinemine ja kasutusviisid
Osakaal seleeni maakoorekihtide on umbes 10 -5 kuni 10 -6 protsenti. Seda saadakse peamiselt anoodi jääkidest (anoodi ladestused ja jääkmaterjalid) vase ja nikli elektrolüütilisel rafineerimisel. Muud allikad on vase ja plii tootmisel tekkivad suitsutolmud ning püriitide röstimisel tekkivad gaasid. Selle metalli rafineerimisel kaasneb seleeniga vask: umbes 40 protsenti algses maagis sisalduvast seleenist võib kontsentreeruda elektrolüütiliste protsesside käigus ladestunud vasesse. Tonni sulatatud vasest võib saada umbes 1,5 kilogrammi seleeni.
Kui seleen on klaasidesse lisatud väikestes kogustes, toimib see värvainena; suuremates kogustes annab see klaasile selge punase värvi, mis on kasulik signaaltuledes. Seda elementi kasutatakse ka punaste emailide valmistamiseks keraamikale ja terasele, samuti kummi vulkaniseerimisel, et suurendada kulumiskindlust.
Seleeni rafineerimine on kõige suurem Saksamaal, Jaapanis, Belgias ja Venemaal.
Allotroopia
Seleeni allotroopia ei ole nii ulatuslik kui väävli omand, ja allotrooope pole nii põhjalikult uuritud. Ainult kaks kristallilist sortide seleeni koosnevad tsükliliste Se 8 molekulide: määratud α ja β, nii eksisteerida punase monokliinne kristallid. Hallide metalliliste omadustega allotroob moodustub kõigi muude vormide hoidmisel temperatuuril 200–220 ° C ja on tavalistes tingimustes kõige stabiilsem.
Seleenhappe amorfne (mittekristalne), pulbriline pulber moodustab seleenhappe või selle ühe soola lahuse vääveldioksiidiga töötlemise. Kui lahused on väga lahjad, annavad selle sordi eriti peened osakesed läbipaistva punase kolloidsuspensiooni. Selge punane klaas saadakse sarnase protsessi käigus, mis toimub seleniite sisaldava sulaklaasi töötlemisel süsinikuga. Klaasjas, peaaegu must valik seleeni moodustub muude modifikatsioonide kiire jahutamisel temperatuurist üle 200 ° C. Selle klaaskehavormi muundamine punaseks kristalliliseks allotroopiks toimub selle kuumutamisel temperatuuril üle 90 ° C või kokkupuutel orgaaniliste lahustitega, nagu kloroform, etanool või benseen.
Ettevalmistus
Puhast seleeni saadakse väävelhappe tootmisel moodustunud sadest ja settest. Ebapuhas punane seleen lahustatakse väävelhappes oksüdeeriva aine, näiteks kaaliumnitraadi või teatud mangaaniühendite juuresolekul. Mõlemad seleeni happe H 2 SEO 3 ja seleenhape, H 2 SEO 4, moodustuvad ja saab leostunud järelejäänud lahustumatu aine. Muid meetodeid kasutada oksüdatsiooni õhk (röstimist) ja kuumutamist naatriumkarbonaadi saades lahustuva naatriumseleniidi, Na 2 SEO 3 · 5H 2 O ja naatriumselenaadi, Na 2 SEO 4. Kloor võib kasutada ka: selle toimest metallist seleniidide toodab lenduvate ühendite sealhulgas seleeni dikloriidi, SECL 2; Seleeni tetrakloriid, SECL 4; diselenium dikloriidi, Se 2 Cl 2; ja seleen oksükloriidi SeOCl 2. Ühes protsessis muundatakse need seleeniühendid vee abil selensiivseks happeks. Seleen eraldatakse lõpuks seleenhappe töötlemisel vääveldioksiidiga.
Seleen on maakide tavaline komponent, mida hinnatakse hõbeda või vase sisalduse järgi; see kontsentreerub metallide elektrolüütilise puhastamise käigus ladestunud limadesse. Välja on töötatud meetodid seleeni eraldamiseks nendest limadest, mis sisaldavad ka pisut hõbedat ja vaske. Sulatades lima vormid hõbeda hõbegalliumseleniid, Ag 2 Se ja vask (I) hõbegalliumseleniid, Cu 2 Se. Nende seleniidide töötlemisel hüpokloorhappega (HOCl) saadakse lahustuvad seleniidid ja selenaadid, mida saab redutseerida vääveldioksiidiga. Seleeni lõplik puhastamine viiakse läbi korduva destilleerimisega.
Füüsikalis-elektrilised omadused
Kristalse seleeni silmapaistvaim füüsikaline omadus on selle fotojuhtivus: valgustuse korral suureneb elektrijuhtivus üle 1000 korra. See nähtus tuleneb suhteliselt lõdvalt hoitud elektronide valguse poolt kõrgemate energiaseisundite (nn juhtivuse taseme) edendamisest või ergastamisest, võimaldades elektronide migratsiooni ja seega ka elektrijuhtivust. Seevastu tüüpiliste metallide elektronid on juba juhtivuse tasemetes või ribades, mis on võimelised elektromotoorjõu mõjul voolama.
Seleeni elektritakistus varieerub tohutul hulgal, sõltudes sellistest muutujatest nagu allotropi olemus, lisandid, rafineerimismeetod, temperatuur ja rõhk. Enamik metalle ei lahustu seleenis ja mittemetallilisandid suurendavad vastupidavust.
Kristalse seleeni valgustamine 0,001 sekundi jooksul suurendab selle juhtivust 10-15 korda. Punane tuli on efektiivsem kui lühema lainepikkusega valgus.
Neid seleeni fotoelektrilisi ja valgustundlikke omadusi kasutatakse ära mitmesuguste seadmete ehitamisel, mis võimaldavad valguse intensiivsuse muutusi muuta elektrivooluks ja seejärel visuaalseteks, magnetilisteks või mehaanilisteks efektideks. Häireseadmed, mehaanilised avamis- ja sulgemisseadmed, turvasüsteemid, televiisor, helifilmid ja kserograafia sõltuvad seleeni pooljuhtivatest omadustest ja valgustundlikkusest. Vahelduva elektrivoolu muutmine (alalisvooluks muundamine) on aastaid toimunud seleeniga juhitavate seadmete abil. Paljud seleeni kasutavad fotoelementide rakendused on asendatud teiste seadmetega, mis kasutavad tundlikumaid, kergemini kättesaadavaid ja hõlpsamini valmistatud materjale kui seleen.
![Põrnikas Kaasani filmis Rohi [1961]](https://images.thetopknowledge.com/img/entertainment-pop-culture/0/splendor-grass-film-kazan-1961.jpg "Põrnikas Kaasani filmis Rohi [1961]")