SELENOWODÓR (H2SE): BUDOWA, WŁAŚCIWOŚCI I ZASTOSOWANIE - CHEMIA - 2026

Kwas selenhídrico selenku lub wodór jest nieorganiczny związek o wzorze chemicznym H ₂ Se. Ma charakter kowalencyjny iw zwykłych warunkach temperatury i ciśnienia jest gazem bezbarwnym; ale z silnym zapachem rozpoznawalnym po jego niewielkiej obecności. Pod względem chemicznym jest chalkogenkiem, więc selen ma wartościowość -2 (Se ^2- ).

Spośród wszystkich selenków, H ₂ Se jest najbardziej toksyczny, ponieważ jego cząsteczka jest mała, a jego atom selenu jest mniej zawadzony sterycznie podczas reakcji. Z drugiej strony jego zapach pozwala osobom pracującym z nim na natychmiastowe wykrycie go w przypadku wycieku poza okap laboratoryjny.

Selenowodór można syntetyzować przez bezpośrednie połączenie jego dwóch pierwiastków: wodoru cząsteczkowego, H ₂ i selenu metalicznego. Można go również otrzymać rozpuszczając w kwasie solnym związki bogate w selen, takie jak selenek żelaza (II), FeSe.

Z drugiej strony selenowodór wytwarza się przez rozpuszczenie selenowodoru w wodzie; to znaczy, pierwsza jest rozpuszczona w wodzie, podczas gdy druga składa się z cząsteczek gazowych.

Jego głównym zastosowaniem jest bycie źródłem selenu w syntezie organicznej i nieorganicznej.

Struktura selenowodoru

Cząsteczka selenku wodoru. Źródło: Ben Mills

Powyższy obrazek pokazuje, że cząsteczka H ₂ Se ma geometrię kątową, chociaż jej kąt 91 ° sprawia, że ​​wygląda bardziej jak L niż V. W tym modelu sfer i prętów, atomy wodoru i selenu to odpowiednio białe i żółte kule.

Ta cząsteczka, jak pokazano, jest tą w fazie gazowej; to znaczy dla selenowodoru. Rozpuszczony w wodzie uwalnia proton, aw roztworze mamy parę HSe ^- H ₃ O ⁺ ; Ta para jonów dochodzi do selenowodoru, oznaczonego jako H ₂ Se (aq), aby odróżnić go od selenowodoru, H ₂ Se (g).

Dlatego struktury między H ₂ Se (ac) i H ₂ Se (g) są bardzo różne; pierwsza jest otoczona wodną kulą i ma ładunki jonowe, a druga składa się z aglomeratu cząsteczek w fazie gazowej.

H ₂ Se cząsteczki ledwo oddziałują ze sobą przy bardzo słabych sił dipol-dipol. Selen, chociaż jest mniej elektroujemny niż siarka, skupia wyższą gęstość elektronów poprzez „odbieranie” atomom wodoru.

Tabletki wodorków selenu

Jeśli cząsteczki H ₂ Se zostaną poddane nadzwyczajnemu ciśnieniu (setki GPa), teoretycznie są zmuszone do zestalenia poprzez tworzenie wiązań Se-H-Se; Są to wiązania trzech centrów i dwóch elektronów (3c-2e), w których uczestniczy wodór. Dlatego cząsteczki zaczynają tworzyć struktury polimerowe, które definiują ciało stałe.

W tych warunkach substancję stałą można wzbogacić większą ilością wodoru, co całkowicie modyfikuje powstałe struktury. Ponadto skład staje się typu H _n Se, gdzie n waha się od 3 do 6. Tak więc wodory selenu sprężane pod tym ciśnieniem, w obecności wodoru, mają wzory chemiczne od H ₃ Se do H ₆ Se.

Uważa się, że te wzbogacone w wodór wodorki selenu mają właściwości nadprzewodzące.

Nieruchomości

Wygląd fizyczny

Bezbarwny gaz, który w niskich temperaturach pachnie jak zgniła rzodkiew i zgniłe jaja, jeśli jego stężenie wzrośnie. Jego zapach jest gorszy i intensywniejszy niż siarkowodór (który jest już dość nieprzyjemny). Jest to jednak dobra rzecz, ponieważ pomaga w jego łatwym wykryciu i zmniejsza ryzyko długotrwałego kontaktu lub inhalacji.

Kiedy się pali, wydziela niebieskawy płomień powstały w wyniku interakcji elektronicznych w atomach selenu.

Masa cząsteczkowa

80,98 g / mol.

Temperatura wrzenia

-41 ° C

Temperatura topnienia

-66 ° C

Ciśnienie pary

9,5 atm przy 21 ° C

Gęstość

3,553 g / l.

pK

3.89.

Rozpuszczalność w wodzie

0,70 g / 100 ml. Potwierdza to fakt, że atom selenu w H ₂ Se nie może tworzyć znaczących wiązań wodorowych z cząsteczkami wody.

Rozpuszczalność w innych rozpuszczalnikach

-Rozpuszczalny w CS ₂ , co nie jest zaskakujące ze względu na chemiczną analogię między selenem i siarką.

-Rozpuszczalny w fosgenie (w niskich temperaturach, ponieważ wrze w 8 ° C).

Nomenklatura

Jak już wyjaśniono w poprzednich rozdziałach, nazwa tego związku różni się w zależności od tego, czy H ₂ Se znajduje się w fazie gazowej, czy jest rozpuszczony w wodzie. Kiedy znajduje się w wodzie, mówi o selenowodorze, który w kategoriach nieorganicznych jest niczym innym jak węglowodorem. W przeciwieństwie do cząsteczek gazowych, jego kwaśny charakter jest większy.

Jednak niezależnie od tego, czy jest gazem, czy rozpuszczonym w wodzie, atom selenu zachowuje te same właściwości elektroniczne; na przykład jego wartościowość wynosi -2, chyba że przechodzi reakcję utleniania. Ta wartościowość -2 jest powodem, dla którego Seleni nazywa selenowodór uro, ponieważ anion ma wartość ^2- ; który jest bardziej reaktywny i redukujący niż S ^2- , siarka.

Jeśli używasz systematycznej nomenklatury, musisz określić liczbę atomów wodoru w związku. Tak więc, H ₂ nazywa się: selenek di wodoru.

Selenek czy wodorek?

Niektóre źródła określają to jako wodorek. Gdyby tak było, selen byłby naładowany dodatnio +2, a wodór ujemnie -1: SeH ₂ (Se ²⁺ , H ^- ). Selen jest atomem bardziej elektroujemnym niż wodór, w związku z czym „gromadzi” najwyższą gęstość elektronów w cząsteczce H ₂ Se.

Jednak jako taki nie można teoretycznie wykluczyć istnienia wodorku selenu. W rzeczywistości obecność anionów H ^- ułatwiłaby tworzenie się wiązań Se-H-Se, odpowiedzialnych za struktury stałe powstające pod ogromnymi ciśnieniami, jak wynika z badań obliczeniowych.

Aplikacje

Metaboliczny

Chociaż wydaje się to sprzeczne, pomimo dużej toksyczności H ₂ Se, jest on wytwarzany w organizmie na drodze metabolicznej selenu. Jednak gdy tylko zostanie wyprodukowany, komórki wykorzystują go jako półprodukt w syntezie białek selenu lub ostatecznie ulega metylacji i wydaleniu; jednym z objawów jest posmak czosnku w ustach.

Przemysłowy

H ₂ jest stosowany do dodawania atomów selenu konstrukcji stałych, takich jak materiały półprzewodnikowe; do cząsteczek organicznych, takich jak alkeny i nitryle do syntezy organicznych selenków; lub do roztworu wytrącającego selenki metali.

Bibliografia

1. Wikipedia. (2018). Selenowodór. Odzyskane z: en.wikipedia.org
2. Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (Czwarta edycja). Mc Graw Hill.
3. Atomistry. (2012). Wodór selenku H ₂ Se. Odzyskany z: selenium.atomistry.com
4. Tang Y. i kol. (2017). Gaz z domieszką selenowodoru (H ₂ Se) do implantacji selenu. XXI Międzynarodowa Konferencja Technologii Implantacji Jonowej (IIT). Tainan, Tajwan.
5. Preparat chemiczny. (2018). Selenowodór. Odzyskany z: formulacionquimica.com
6. PubChem. (2019). Selenowodór. Odzyskany z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Zhang, S. i in. (2015). Diagram fazowy i nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe sprężonych wodorków selenu. Sci. Rep. 5, 15433; doi: 10.1038 / srep15433.
8. Acids.Info. (2019). Kwas selenowodorowy: właściwości i zastosowania tego węglowodoru. Odzyskane z: acidos.info/selenhidrico