Селен элемент таблицы менделеева. Селен — описание, полезные свойства и применение, суточная норма, пищевые источники

Cелен открыт в 1817 году Йенсом Якобом Берцелиусом. 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. Мы обнаружили в серной кислоте осадок, частью красный, частью светло-коричневый. ... Любопытство, вызванное надеждой обнаружить в этом коричневом осадке новый редкий металл, заставило меня исследовать осадок. ... Я нашел, что 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 selhnh (луна), так как теллур назван по имени Tellus - нашей планеты ".

Нахождение в природе, получение:

Содержание селена в земной коре около 500 мг/т. Селен образует 37 минералов, среди которых в первую очередь должны быть отмечены ашавалит FeSe, клаусталит PbSe, тиманнит HgSe, гуанахуатит Bi 2 (Se,S) 3 , хастит CoSe 2 , платинит PbBi 2 (S,Se) 3 . 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.
Селен получают из отходов сернокислотного, целлюлозно-бумажного производства, а также значительные количества получают из шлама медно-электролитных производств, в котором селен присутствует в виде селенида серебра. Применяют несколько способов получения селена из шлама: окислительный обжиг с возгонкой SeO 2 ; окислительное спекание с содой, конверсия полученной смеси соединений селена до соединений Se(IV) и их восстановление до элементарного селена действием SO 2 .

Физические свойства:

Разнообразие молекулярного строения обусловливает существование селена в разных аллотропных модификациях: аморфной (порошкообразный, коллоидный, стекловидный) и кристаллической (моноклинный, a - и b -формы и гексагональный g -форма). Аморфный (красный) порошкообразный и коллоидный селен получают при восстановлении из раствора селенистой кислоты, быстрым охлаждением паров селена. Стекловидный (черный) селен получают при нагревании любой модификации селена выше 220°С с последующим быстрым охлаждением. Он обладает стеклянным блеском, хрупок. Термодинамически наиболее устойчив гексагональный (серый) селен. Он получается из других форм селена нагреванием до плавления с медленным охлаждением до 180-210°С и выдержкой при этой температуре. Решетка его построена из расположенных параллельно спиральных цепочек атомов.

Химические свойства:

При обычной температуре селен устойчив к действию кислорода, воды и разбавленных кислот. При нагревании селен взаимодействует со всеми металлами, образуя селениды. В кислороде при дополнительном нагревании он медленно горит синим пламенем, превращаясь в диоксид SeO 2 .
С галогенами, за исключением йода, он реагирует при комнатной температуре с образованием соединений SeF 6 , SeF 4 , SeCl 4 , Se 2 Cl 2 , SeBr 4 , и др. C хлорной или бромной водой селен реагирует по уравнению:
Se + 3Br 2 + 4H 2 O = H 2 SeO 4 + 6 HBr
Водород взаимодействует с селеном при t >200°С, давая H 2 Se.
В конц. H 2 SO 4 на холоду селен растворяется, давая зеленый р-р, содержащий полимерные катионы Se 8 2+ .
С водой при нагревании и в конц. растворах щелочей селен диспропорционирует:
3Se + 3H 2 O = 2H 2 Se + H 2 SeO 3 и 3Se + 6KOH = K 2 SeO 3 + 2K 2 Se + 3H 2 O
образуя соединения селена(-2) и селена(+4).
Аналогично сере селен растворяется при нагревании в растворах Na 2 SO 3 или KCN, образуя соответственно Na 2 SSeO 3 (аналог тиосульфата) или KCNSe (аналог роданида).

Важнейшие соединения:

Для селена наиболее характерны степени окисления -2, +4, +6.
Оксид селена(IV) SeO 2 - белые блестящие кристаллы с полимерной молекулой (SeOsub>2)sub>n , tпл. 350°С. Пары имеют желтовато-зеленый цвет и обладают запахом гнилой редьки Легко растворяется в воде с образованием H 2 SeO 3 .
Селенистая кислота, H 2 SeO 3 - белые ромбические кристаллы.Обладает большой гигроскопичностью. Хорошо растворима в воде. Неустойчива, при нагревании выше 70°С распадается на воду и оксид селена(IV). Соли - селениты.
Селенит натрия, Na 2 SeO 3 – бесцветные кристаллы, tпл. 711°С. Гигроскопичен, хорошо растворим в воде. При нагревании в инертной атмосфере разлагается на оксиды. При нагревании на воздухе окисляется до селената: 2Na 2 SeO 3 + O 2 = 2Na 2 SeO 4
Оксид селена(VI) SeO 3 - - бесцветные кристаллы, tпл. 121°С. Гигроскопичен, с водой реагирует с большим тепловыделением и образованием H 2 SeO 4 . Сильный окислитель, бурно реагирует с органическими веществами
Селеновая кислота, H 2 SeO 4 - бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Ядовита, гигроскопична, является сильным окислителем. Селеновая кислота - одно из немногих соединений, при нагревании растворяющих золото, образуя красно-желтый раствор селената золота(III).
2Au + 6H 2 SeO 4 = Au 2 (SeO 4) 3 + 3H 2 SeO 3 + 3H 2 O
Селенаты - соли селеновой кислоты. Селенат натрия Na 2 SeO 4 - кристаллы ромбической сингонии; tпл. 730 °С. Получают нейтрализацией кислоты оксидом, гидроксидом или карбонатом натрия или окислением селенита натрия. Мало растворим в воде, ниже 32 °С кристаллизуется из водных растворов в виде декагидрата Na 2 SeO 4 ·10H 2 O
Селеноводород, H 2 Se - бесцветный горючий газ с неприятным запахом. Самое токсичное соединение селена. На воздухе легко окисляется при обычной температуре до свободного селена. Также до свободного селена окисляется хлором, бромом и иодом. При горении в воздухе или кислороде образуется оксид селена(IV) и вода. Более сильная кислота, чем H 2 S.
Селениды - соединения селена с металлами. Кристаллические вещества, часто с металлическим блеском. Существуют моноселениды состава М 2 Se, MSe; полиселениды М 2 Sе n (кроме Li), где n = 2-6; гидроселениды MHSe. Кислородом воздуха окисляются до селена: 2Na 2 Se n + O 2 + 2H 2 O = 2n Se + 4NaOH

Применение:

Селен используется в выпрямительных полупроводниковых диодах, а также для фотоэлектрических приборов, электрофотографических копировальных устройств, в качестве люминофоров в телевидении, оптических и сигнальных приборах, терморезисторах и т. п. Селен широко применяется для обесцвечивания зеленого стекла и получения рубиновых стекол; в металлургии - для придания стали мелкозернистой структуры, улучшения их механических свойств; в химической промышленности - в качестве катализатора.
Стабильный изотоп селен-74 позволил на своей основе создать плазменный лазер с колоссальным усилением в ультрафиолетовой области (около миллиарда раз).
Радиоактивный изотоп селен-75 используется в качестве мощного источника гамма-излучения для дефектоскопии.

Биологическая роль и токсичность:

Селен ходит в состав активных центров некоторых белков в форме аминокислоты селеноцистеина. Он обладает антиоксидантными свойствами, повышает восприятие света сетчаткой глаза, влияет на многие ферментативные реакции. Потребность человека и животных в селене не превышает 50-100 мкг/кг рациона.

Полковников А.А.
ХФ ТюмГУ, 581 группа. 2011 г.

Селен

СЕЛЕ́Н -а; м. [от греч. Selēnē - Луна] Химический элемент (Sе), серо-чёрное ядовитое вещество, полупроводник, обладающий фотоэлектрическими свойствами (применяется в технике и стекольной промышленности).

◁ Селе́новый, -ая, -ое. С. фотоэлемент. С-ая кислота. С-ое стекло.

(лат. Selenium), химический элемент VI группы периодической системы. Название от греческого selēnē - Луна. Образует несколько модификаций. Наиболее устойчив серый селен - кристаллы, плотность 4,807 г/см 3 , t пл 221°C. В природе рассеян, сопутствует сере, добывают из отходов (шламов) при электролитической очистке меди. Полупроводник, обладающий фотоэлектрическими свойствами. Селеновые фотоэлементы применяют в различных устройствах, например фотоэлектрических экспонометрах. Все соединения селена ядовиты.

СЕЛЕ́Н (лат. selenium, от греческого Selene - Луна), Se, читается «селен», химический элемент с атомным номером 34, атомная масса 78,96. Природный селен состоит из шести стабильных изотопов: 74 Se (0,87% по массе), 76 Se (9,02%), 77 Se (7,58%), 78 Se (23,52%), 80 Se (49,82%) и 82 Se (9,19%). Радиус атома 0,160 нм. Радиус ионов (координационное число 6) Se 2– - 0,184 нм, Se 4+ - 0,069 нм и Se 6+ - 0,056 нм. Энергии последовательной ионизации 9,752, 21,2, 32,0, 42,9 и 68,3 эВ. Расположен в VIA группе в 4 периоде периодической системы элементов. Хaлькоген (см. ХАЛЬКОГЕНЫ) . Конфигурация внешнего электронного слоя 4s 2 4p 4 . Степени окисления: –2, +2, +4, +6 (валентности II, IV, VI). Электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 2,40.
История открытия
Селен был открыт в 1817 шведским химиком Й. Я. Берцелиусом (см. БЕРЦЕЛИУС Йенс Якоб) в шламах свинцовых камер одного из сернокислотных заводов. По свойствам оказался похож на открытый в 1782 М. Г. Клапротом (см. КЛАПРОТ Мартин Генрих) теллур (см. ТЕЛЛУР) .
Нахождение в природе
Селен редкий, рассеянный элемент. Содержание в земной коре 1,4·10 –5 % по массе. Селениды почти всегда изоморфны соответствующим сульфидам, они обычно находятся в природе как примесь в соответствующих сульфидах (в железном колчедане (см. КОЛЧЕДАНЫ) FeS 2 , халькопирите (см. ХАЛЬКОПИРИТ) CuFeS 2 , цинковой обманке (см. СФАЛЕРИТ) ZnS).
Селеновые минералы очень редки, среди них: берцелианит Cu 2 Se, тиеманит HgSe, науманит Ag 2 Se, халькоменит CuSeO 3 ·2H 2 O. Сaмородный селен в природе встречается редко.
Получение
Основные источники селена - пыль, образующаяся при обжиге селенсодержащих сульфидов и шламы свинцовых камер.
После обработки шламов концентрированной серной кислотой, содержащей нитрат натрия, селен переходит в раствор, образуя селенистую кислоту H 2 SeO 3 и, частично, селеновую кислоту H 2 SeO 4 . Селеновая кислота при нагревании с соляной кислотой восстанавливается до селенистой кислоты. Затем через полученный раствор селенистой кислоты пропускают сернистый газ SO 2
H 2 SeO 3 + 2SO 2 + H 2 O = Se + 2H 2 SO 4
выпадает красный осадок элементарного селена.
Для очистки селен далее сжигают в кислороде, насыщенном парами дымящей азотной кислоты HNO 3 . При этом сублимируется чистый диоксид селена SeO 2 . Из раствора SeO 2 в воде после добавления соляной кислоты селен опять осаждают, пропуская через раствор сернистый газ.
Полученный селен переплавляют, расплав фильтруют через стеклоткань или активированный уголь и подвергают вакуумной дистилляции или ректификации в инертной атмосфере.
Физические и химические свойства
Селен - серый, с металлическим блеском хрупкий неметалл.
При атмосферном давлении существует несколько десятков модификаций селена. Наиболее стабилен серый селен, g-Se, с гексагональной решеткой (a = 0.436388 нм, c = 0.495935 нм). Температура плавления 221°C, кипения 685°C, плотность 4,807 кг/дм 3 . Плотность жидкого селена при 221°C - 4,06 кг/дм 3 . Серый селен получают из других форм длительным нагреванием и медленным охлаждением расплава или паров селена. Его структура состоит из параллельных спиральных цепей.
Из растворов селена в CS 2 выделены три модификации красного кристаллического селена с моноклинной решеткой. a-Se оранжево-красного цвета, a = 0,9054 нм, b = 0,9083 нм, c = 1,1601 нм, угол b = 90,81°, температура плавления 170°C, плотность 4,46 кг/дм 3 .
b-Se темно-красного цвета, a = 1,285 нм, b = 0,807 нм, c = 0,931 нм, угол b = 93,13°, температура плавления 180°C, плотность 4,50 кг/дм 3 .
g-Se красного цвета, a = 1,5018 нм, b = 1,4713 нм, c = 0,8789 нм, угол b = 93,61°, плотность 4.33 кг/дм 3 . Красный селен содержит кольцевые молекулы Se 8 .
При восстановлении селенистой кислоты или быстром охлаждении паров селена образуется аморфный красный селен. От еще одной модификации аморфного стекловидного селена аморфный красный селен отличается только размером составляющих его микрочастиц. Плотность красного селена 4,28 кг/дм 3 .
При 27 МПа получена кубическая модификация селена. Серый g-Se - полупроводник с дырочной проводимостью, ширина запрещенной зоны 1,8 эВ. В темноте проводит электрический ток очень плохо. При освещении электропроводимость возрастает в тысячи раз.
Селен химически активен. При нагревании на воздухе сгорает с образованием бесцветного кристаллического SeO 2:
Se +O 2 = SeO 2 .
Со фтором (см. ФТОР) , хлором (см. ХЛОР) и бромом (см. БРОМ) селен реагирует при комнатной температуре. С иодом (см. ИОД) селен сплавляется, но иодиды не образует. Выше 200°C селен реагирует с водородом (см. ВОДОРОД) с образованием селеноводорода H 2 Se. При нагревании реагирует с металлами, образуя селениды.
С водой также aзаимодействует при нагревании:
3Se + 3H 2 O = 2H 2 Se + H 2 SeO 3 .
С неокисляющими и разбавленными кислотами селен не взаимодействует. С концентрированной серной (см. СЕРНАЯ КИСЛОТА) кислотой селен взаимодействует на холоде (цвет растворов, nодержащих полимерные катионы Se 8 + , зеленый). со временем катионы Se 8 + пaреходят в Se 4 2+ и раствор желтеет.
Селен реагирует при нагревании с азотной кислотой, с образованием селенистой кислоты H 2 SeO 3:
3Se + 4HNO 3 + H 2 O = 3H 2 SeO 3 + 4NO­.
При кипячении в щелочных растворах селен диспропорционирует:
3Se + 6KOH = K 2 SeO 3 + 2K 2 Se + 3H 2 O.
Если селен кипятят в щелочном растворе, через который пропускают воздух или кислород, то образуются красно-коричневые растворы, содержащие полиселениды:
K 2 Se + 3Se = K 2 Se 4
Селен взамодействует с сульфидами и полисульфидами с образованием тиоселенидов. При нагревании селена с растворами Na 2 SO 3 и KCN протекают реакции:
Na 2 SO 3 + Se = Na 2 SSeO 3 ;
KCN + Se = KSeCN.
Сильные окислители (озон (см. ОЗОН) О 3 , фтор (см. ФТОР) F 2) окисляют селен до Se +6:
Se + O 3 = SeO 3 ,
Se + 3F 2 = SeF 6 .
Применение
Аморфный Se входит в состав светочувствительных слоев в ксерографии (см. КСЕРОГРАФИЯ) и лазерных принтерах. Серый Se применяется в изготовлении диодов, фоторезисторов и др. Селен - пигмент для стекол, присадка к стали, добавка к сере при вулканизации, для получения катализаторов, гербицидов, инсектицидов, лекарственных средств.
Физиологическое действие
Микроэлемент (массовая доля в организме 10 –5 –10 –7 %).
В организм человека селен поступает с пищей (55–110 мг в год). Концентрируется в печени и почках. При больших дозах в первую очередь накапливается в ногтях и волосах, основу которых составляют серосодержащие аминокислоты. Атомы селена замещают атомы серы:
R–S–S_–R + 2Se = R–Se–Se_–R + 2S
В малых количествах селен должен содержаться в пище цыплят, телят, ягнят и кроликов. Селен входит в состав активных центров ферментов: формиатдегидрогеназы, глутатионредуктазы и глутатионпероксидазы, в активном центре которой содержится остаток аминокислоты - селеноцистеина:
Селен способен предохранять организм от отравления ртутью (см. ) и кадмием (см. КАДМИЙ) , так как связывает их. Существует взаимосвязь между высоким содержанием селена в рационе и низкой смертностью от рака.
Пары селена ядовиты. ПДК аморфного селена в воздухе 2 мг/м 3 , SeO 2 , Na 2 SeO 3 - 0,1 мг/м 3 . ПДК селена в воде 0,01 мг/м 3 .

Энциклопедический словарь . 2009 .

Смотреть что такое "селен" в других словарях:

- (ново лат.) Металлоид, сродный сере и теллурию. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. СЕЛЕН металлоид, сходный с серой и теллуром, очень распространен; добывается из железного колчедана и обманки, в котор … Словарь иностранных слов русского языка

Селен - Селен, довольно схожий с серой, существует в нескольких разновидностях: а) аморфный селен в виде красноватых хлопьев (селеновый цвет); б) стекловидный селен, плохой проводник тепла и электричества. Он имеет блестящий излом коричневого или… … Официальная терминология

СЕЛЕН, селений муж. простое химическое начало, коего свойства ближе к сере, нежели к металлам. Селеновая кислота. Селенистая медь, содержащая селен. Селенит, гипсовый шпат, ископаемое. Толковый словарь Даля. В.И. Даль. 1863 1866 … Толковый словарь Даля

- (Salen) горнолыжный курорт на юго западе Швеции (см. Швеция). Расположен недалеко от границы с Норвегией (см. Норвегия). Представляет собой протянувшуюся на 30 км горную гряду. Расстояние от Стокгольма 400 км, от Осло 150 км. Лыжный сезон… … Географическая энциклопедия

- (Selenium), Se, химический элемент VI группы периодической системы, атомный номер 34, атомная масса 78,96; относится к халькогенам; неметалл серого или красного цвета, tпл 221шС; полупроводник. Селен используют в фотоэлементах, ксерографии и др.… … Современная энциклопедия

Это металлоид (неметалл), содержание которого в почве зависит от региона. Этот микроэлемент, необходимый для жизненно важных процессов, представлен во всем организме, но наиболее высока его концентрация в почках, печени, селезенке, поджелудочной железе и семенниках.

Полезные свойства селена

Селен действует в составе селенопротеинов. Самые известные из них - глутатион пероксидазы. Эти антиоксидантные ферменты составляют главную линию обороны против атак свободных радикалов. Те в свою очередь непрерывно вырабатываются самим организмом в ходе клеточного дыхания и достигают особенно высоких концентраций при остром стрессе и утомлении. Их избыток чреват преждевременным старением всех тканей, развитием дегенеративных патологий, атеросклероза и рака. Адекватное потребление селена необходимо для предупреждения всех этих неприятностей. Селенопротеины восстанавливают антиоксидантную активность и Е, действуют против свободных радикалов в связке с ними, участвуют в детоксикации организма, защищая его от некоторых тяжелых металлов и ядов, необходимы для регуляции и модуляции воспалительных и иммунных процессов.

Основная польза селена

Особый интерес ученых вызывает роль селена в профилактике злокачественных новообразований. Специалисты из Корнельского и Аризонского университетов в США, наблюдая на протяжении нескольких лет 1300 человек, сделали вывод, что ежедневное потребление 200 мкг этого микроэлемента снижает риск рака предстательной железы на 63%, толстой кишки - на 58, легких - на 46, а в целом всех его неизлечимых видов - на 39%. Потрясенные результатами, ученые, прервав исследование раньше намеченного срока, порекомендовали участникам из группы, получавшей плацебо, заменить его селеновыми добавками. Селен демонстрирует хорошие перспективы и в профилактике других видов рака, но данные на этот счет пока лишь предварительные и требуют подтверждения. Кроме того, стимулируя иммунную систему, он усиливает противовирусную защиту. Это могло бы оказаться полезным при гепатите и некоторых видах рака. Сейчас изучается потенциал в борьбе против вирусов группы герпеса (простого герпеса и опоясывающего лишая) и особенно против ВИЧ.

Дополнительная польза

Как антиоксидант, селен наверняка защищает нас от сердечно-сосудистых заболеваний, поэтому его дефицит особенно опасен для тех, кому уже ставился такой диагноз, а также для курильщиков. В связке с витамином Е он обладает выраженным противовоспалительным действием. Их сочетание рекомендуется при лечении таких хронических болезней, как , псориаз, волчанка и экзема. Наконец, селен помогает предупредить катаракту и дегенерацию желтого пятна сетчатки.

Наши потребности

Рекомендуемая суточная норма селена составляет 75 мкг для мужчин и 60 мкг для женщин (60-80 мкг начиная с 65 лет). Однако для достижения максимальной эффективности может потребоваться терапевтическая доза до 200 мг в день.

Недостаток. Чем беднее селеном почва, тем меньше его в продуктах питания. Дефицит этого микроэлемента, как вытекает из всего сказанного выше, просто повышает риск рака, ишемической болезни сердца, вирусных и воспалительных заболеваний. К числу ранних симптомов дефицита селена относятся мышечная слабость и утомляемость.

Избыток. Если получать селен только из пищи, перебор исключен. Однако, если вы пользуетесь добавками, учтите: дозы выше 900 мкг/сут ведут к интоксикации. К числу ее симптомов относятся нервозность, депрессия, тошнота и рвота, чесночный запах изо рта, выпадение волос и порча ногтей.

Показания и способы применения, пищевые источники селена

Показания к применению селена

Профилактика рака и сердечно-сосудистых заболеваний (в сочетании с ).

Профилактика катаракты и дегенерации желтого пятна сетчатки.

Слабость иммунной системы.

Вирусные инфекции: герпес и опоясывающий лишай; замедляет развитие ВИЧ/СПИДа.

Симптомы волчанки.

Способы применения селена

Дозы

Для долговременного профилактического приема нутриционисты рекомендуют порядка 100-200 мкг/сут.

Как принимать

Если вы относитесь к группе риска ишемической болезни сердца, употребляйте продукты, богатые селеном и витамином Е, которые действуют синергически.

Форма выпуска

Капсулы

Таблетки

Пищевые источники селена

К лучшим пищевым источникам селена относятся американский орех, морепродукты, печень, почки, птица, мясо. Много селена бывает также в цельном зерне, особенно овсе и коричневом рисе, но только если они росли на богатой этим элементом почве.

Селен (selenium), se, химический элемент vi группы периодической системы Менделеева; атомный номер 34, атомная масса 78, 96; преимущественно неметалл. Природный С. представляет собой смесь шести устойчивых изотопов (%) - 74 se (0,87), 76 se (9,02), 77 se (7,58), 78 se (23,52), 80 se (49,82), 82 se (9,19). Из 16 радиоактивных изотопов наибольшее значение имеет 75 se с периодом полураспада 121 сут. Элемент открыт в 1817 И. Берцелиусом (название дано от греч. selene - Луна).

Распространение в природе. С. - очень редкий и рассеянный элемент, его содержание в земной коре (кларк) 5 ? 10 -6 % по массе. История С. в земной коре тесно связана с историей серы. С. обладает способностью к концентрации и, несмотря на низкий кларк, образует 38 самостоятельных минералов - селенидов природных, селенитов, селенатов и др. Характерны изоморфные примеси С. в сульфидах и самородной сере.

В биосфере С. энергично мигрирует. Источником для накопления С. в живых организмах служат изверженные горные породы, вулканические дымы, вулканические термальные воды. Поэтому в районах современного и древнего вулканизма почвы и осадочные породы нередко обогащены С. (в среднем в глинах и сланцах - 6 ? 10 -5 % ) .

Физические и химические свойства. Конфигурация внешней электронной оболочки атома se 4s 2 4p 4 ; у двух р-электронов спины спарены, а у остальных двух - не спарены, поэтому атомы С. способны образовывать молекулы se 2 или цепочки атомов se n . Цепи атомов С. могут замыкаться в кольцевые молекулы se 8 . Разнообразие молекулярного строения обусловливает существование С. в различных аллотропических модификациях: аморфной (порошкообразный, коллоидный, стекловидный) и кристаллический (моноклинный a -и b -формы и гексагональный g -формы). Аморфный (красный) порошкообразный и коллоидный С. (плотность 4,25 г/см 3 при 25 °С) получают при восстановлении из раствора селенистой кислоты h 2 seo 3 , быстрым охлаждением паров С. и др. способами. Стекловидный (чёрный) С. (плотность 4,28 г/см 3 при 25 °С) получают при нагревании любой модификации С. выше 220 °С с последующим быстрым охлаждением. Стекловидный С. обладает стеклянным блеском, хрупок. Термодинамически наиболее устойчив гексагональный (серый) С. Он получается из других форм С. нагреванием до плавления с медленным охлаждением до 180-210 °С и выдержкой при этой температуре. Решётка его построена из расположенных параллельно спиральных цепочек атомов. Атомы внутри цепей связаны ковалентно. Постоянные решётки а = 4,36 a , с = 4,95 a , атомный радиус 1,6 a , ионные радиусы se 2- 1,98 a и se 4+ 0,69 a , плотность 4,807 г/см 3 при 20 °С, t пл 217 °С, t kип 685 °С. Пары С. желтоватого цвета. В парах в равновесии находятся четыре полимерные формы se 8 u se 6 u se 4 u se 2 . Выше 900 °С доминирует se 2 . Удельная теплоёмкость гексагонального С. 0,19-0,32 кдж/ (кг ? К ) , при -198 - +25 °С и 0,34 кдж/ (кг ? К ) при 217 °С; коэффициент теплопроводности 2,344 вт/ (м ? К ) , температурный коэффициент линейного расширения при 20 °С: гексагонального монокристаллического С. вдоль с -оси 17,88 ? 10 -6 , перпендикулярно с -оси 74,09 ? 10 -6 , поликристаллического 49,27 ? 10 -6 ; изотермическая сжимаемость b 0 =11,3 ? 10 -3 кбар -1 , коэффициент электрического сопротивления в темноте при 20 °С 10 2 - 10 12 ом см. Все модификации С. обладают фотоэлектрическими свойствами. Гексагональный С. вплоть до температуры плавления - примесный полупроводник с дырочной проводимостью. С. - диамагнетик (пары его парамагнитны). На воздухе С. устойчив; кислород, вода, соляная и разбавленная серная кислоты на него не действуют, хорошо растворим в концентрированной азотной кислоте и царской водке, в щелочах растворяется с окислением. С. в соединениях имеет степени окисления -2, +2, +4, +6. Энергия ионизации se 0 ® se 1+ ® se 2+ ® s 3+ соответственно 0,75; 21,5; 32 эв.

С кислородом С. образует ряд окислов: seo, se 2 o 5 , seo 2 , seo 3 . Два последних являются ангидридами селенистой h 2 seo 3 и селеновой h 2 seo 4 к-т (соли - селениты и селенаты). Наиболее устойчив seo 2 . С галогенами С. даёт соединения sef 6 , sef 4 , secl 4 , sebr 4 , se 2 cl 2 и др. Сера и теллур образуют непрерывный ряд твёрдых растворов с С. С азотом С. даёт se 4 n 4 , с углеродом - cse 2 . Известны соединения с фосфором p 2 se 3 , p 4 se 3 , p 2 se 5 . Водород взаимодействует с С. при t ? 200 °С , образуя h 2 se; раствор h 2 se в воде называется селеноводородной кислотой. При взаимодействии с металлами С. образует селениды. Получены многочисленные комплексные соединения С. Все соединения С. ядовиты.

Получение и применение. С. получают из отходов сернокислотного, целлюлозно-бумажного производства и анодных шламов электролитического рафинирования меди. В шламах С. присутствует вместе с серой, теллуром, тяжёлыми и благородными металлами. Для извлечения С. шламы фильтруют и подвергают либо окислительному обжигу (около 700 °С), либо нагреванию с концентрированной серной кислотой. Образующийся летучий seo 2 улавливают в скрубберах и электрофильтрах. Из растворов технический С. осаждают сернистым газом. Применяют также спекание шлама с содой с последующим выщелачиванием селената натрия водой и выделением из раствора С. Для получения С. высокой чистоты, используемого в качестве полупроводникового материала, черновой С. рафинируют методами перегонки в вакууме, перекристаллизации и др.

Благодаря дешевизне и надёжности С. используется в преобразовательной технике в выпрямительных полупроводниковых диодах, а также для фотоэлектрических приборов (гексагональный), электрофотографических копировальных устройств (аморфный С.), синтеза различных селенидов, в качестве люминофоров в телевидении, оптических и сигнальных приборах, терморезисторах и т. п. С. широко применяется для обесцвечивания зелёного стекла и получения рубиновых стекол; в металлургии - для придания литой стали мелкозернистой структуры, улучшения механических свойств нержавеющих сталей; в химической промышленности - в качестве катализатора; используется С. также в фармацевтической промышленности и других отраслях.

Г. Б. Абдуллаев.

С. в организме. Большинство живых существ содержит в тканях от 0,01 до 1 мг/кг С. Концентрируют его некоторые микроорганизмы, грибы, морские организмы и растения. Известны бобовые (например, астрагал, нептуния, акация), крестоцветные, мареновые, сложноцветные, накапливающие С. до 1000 мг/кг (на сухую массу); для некоторых растений С. - необходимый элемент. В растениях-концентраторах обнаружены различные селеноорганические соединения, главным образом селеновые аналоги серусодержащих аминокислот - селенцистатионин, селенгомоцистеин, метилселенметионин. Важную роль в биогенной миграции С. играют микроорганизмы, восстанавливающие селениты до металлического С. и окисляющие селениды. Существуют биогеохимические провинции С .

Потребность человека и животных в С. не превышает 50-100 мкг/кг рациона. Он обладает антиоксидантными свойствами, повышает восприятие света сетчаткой глаза, влияет на многие ферментативные реакции. При содержании С. в рационе более 2 мг/кг у животных возникают острые и хронические формы отравлений. Высокие концентрации С. ингибируют окислительно-восстановительные ферменты, нарушают синтез метионина и рост опорно-покровных тканей, вызывают анемию. С недостатком С. в кормах связывают появление т. н. беломышечной болезни животных, некротической дегенерации печени, экссудативного диатеза; для предупреждения этих заболеваний используют селенит натрия.

В. В. Ермаков.

Лит.: Синдеева Н. Д., Минералогия, типы месторождений и основные черты геохимии селена и теллура, М., 1959; Кудрявцев А. А., Химия и технология селена и теллура, 2 изд., М., 1968; Чижиков Д. М., Счастливый В. ГГ., Селен и селениды, М., 1964; Абдуллаjeв Ћ . Б., Селендэ вэ селен дузлэндиоичилэ риндз физики просеслэрин тэдгиги, Бакы, 1959; Селен и зрение, Баку, 1972; Абдуллаев Г. Б., Абдинов Д. Ш., Физика селена, Баку, 1975; Букетов Е. А., Малышев В. П., Извлечение селена и теллура из медеэлектролитных шламов, А.-А., 1969; recent advances in selenium physics, oxf. - , ; the physics of selenium and tellurium, oxf. - , ; Ермаков В. В., Ковальский В. В., Биологическое значение селена, М., 1974; rosenfeld i., beath o. a., selenium, n. y. - l., 1964.

cкачать реферат

Собственное имя металл получил в 1817-ом году, — селен. Химический элемент нарекли по-гречески, в переводе значит «Луна». Название же теллура на древнем языке олицетворяло Землю. Так что, даже после официального разделения элементов, они остались в связке.

Как же произошло открытие селена ? Его обнаружили в осадке при изучении серной кислоты, производимой в городке Грисхольм. Красно-коричневую массу подвергли прокаливанию. Запахло редькой. Ее аромат стоял и на пиритовых рудниках – кладези теллура. Ученые думали, что это его запах.

Да только вот выделить теллур из осадка так и не удалось. Химики Йенс Берцелиус и Готлиб Ган поняли, что открыли новый элемент. Чем он пахнет, понятно. А каковы другие свойства металла, есть ли практическое применение?

Химические и физические свойства селена

Селен – элемент 16-ой группы периодической системы. В столбце находятся халькогены, то есть рудообразующие вещества. Таков и селен, занимающий в таблице 34-е место.

В одном ряду с ним находится не только близкий по свойствам теллур, но и сера. С ней селен, так же, не раз путали. Элементы, как правило, встречаются вместе. 34-ый металл – примесь к самородной и сульфидным минералам.

В природе найдено 5 стабильных изотопов селена, то есть, его разновидностей. Ученые именуют их модификациями. Металлическая из них лишь одна – это серый селен . Его кристаллическая решетка гексагональна.

Она состоит из шестигранных призм. Атомы расположены в центре их оснований. Внешне материал напоминает , цвет затемненный, блеск выраженный.

Металл быстро тонет в воде, в отличие от аморфной модификации. Ее представляет порошкообразное состояние. Последнее – это мелкие частицы, взвешенные в однородной среде. Ей-то и становится вода. Порошок способен оставаться на ее поверхности несколько часов, лишь потом медленно оседает.

Если цветовая характеристика селена металлического – «серый», то аморфный элемент чисто красный, или с коричневым, почти черным отливом. Вещество темнеет при нагревании. Чтобы размягчиться достаточно 50-ти градусов Цельсия. В тепле аморфный селен становится клейким и вязким.

Хим элемент селен бывает и стекловидным. Те же 50 градусов – показатель уже не размягчения, а напротив, затвердения вещества. Его стеклянный, цвет черный, излом раковистый. Это значит, что углубления, образующиеся при повреждении поверхности, напоминают по форме раковины.

Модификация разжижается, нагреваясь до 100 градусов. В пластичном состоянии стекловидный селен легко вытягивается в тонкие нити, наподобие того, как застывает кондитерская карамель.

4-ый тип элемента – коллоидный. Формула селена позволяет ему растворяться в воде. То есть, модификация не твердая, а представлена раствором. Он красноватый и способен флюоресцировать, то есть самопроизвольно светиться. Для этого нужен постоянный источник лучей, к примеру, исходящих от .

Встречается, так же, кристаллический селен . В виде металла элемент напоминает , самородки. Кристаллическая же модификация ассоциируется с выходами драгоценных камней. Агрегаты моноклинны, то есть, наклонены в одну сторону.

Цвет кристаллов – алый или вишневый. Модификация разрушается при температуре в 120 градусов Цельсия, переходя в гексагональную. Металлическая форма 34-го элемента, вообще, самая динамически устойчивая из 5-ти. К ней стремятся все изотопы.

Электронная форма элемента селена в любой из модификаций одинакова – 4s 2 4p 4 . Это обуславливает типичную степень окисления вещества – 2. Электронная формула атома селена , точнее, его внешнего уровня, делает предсказуемыми и химические взаимодействия 34-го элемента.

Он вступает в реакции со всеми металлами, образуя селениды. Легко совмещается и с галогенами. Взаимодействие проходит при комнатной температуре. В концентрированной серной кислоте 34-ый элемент растворяется даже при минусе. Образуется раствор зеленого цвета.

Применение селена

Хоть раствор селена в серной кислоте и зеленый, но промышленники используют элемент как раз для того, чтобы этот цвет нейтрализовать. Речь о стекольной отрасли и производстве керамики.

Многие эмали имеют зеленоватый отлив из-за присутствия железа. Селен обесцвечивает материалы. Если же добавить к 34-му элементу , получится знаменитое рубиновое .

Селен в таблице Менделеева выделяют и металлурги. Элемент служит лигатурой при отливке сталей. Раньше в них добавляли серу, но ее металлические свойства не столь выражены. Селен же делает мелкокристаллическим, без пор. Исключается возможность дефектов литья, увеличивается текучесть стали.

Электронная формула селена – часть электроники. Элемент можно извлечь, к примеру, из телевизоров. В них 34-ый металл содержится в фотоэлементах и выпрямителях переменного тока. Контролировать его селену позволяет свойственная ему ассиметричная проводимость.

То есть, вещество пропускает ток лишь в определенном направлении. Технология такова: слой селена наносится на пластину из железа, сверху размещают сульфид кадмия. Теперь поток электронов пойдет исключительно от железа к соединению кадмия.

Полупроводниковые свойства 34-го элемента стали причиной того, что больше половины его запасов уходят на нужды технической промышленности. Используют металл и в качестве катализатора в реакциях органического синтеза. Они – часть фотографического дела и копировальной сферы.

«Сердце» всем известных Ксероксов – селеновые барабаны . Под воздействием света они начинают проводить электричество, приобретая положительный заряд. Изображение оригинала отражается и проецируется на барабан. Так и получаются копии.

Применение 34-го элемента ограничено его токсичностью. Так, формула оксида селена пригождается в -ионных батареях. Однако, к коже вещество лучше не подносить, разъест ткани. Хотя, медики приспособили селен для борьбы с раком.

Добыча селена

Поскольку селен примешен к сере, элемент извлекают из сульфата железа. Для этого даже делать особо ничего не надо. 34-ый металл накапливается в пылеочистительных камерах сернокислотных заводов. Забирают селен и из установок электролиза меди.

После него остается анодный шлам. Из него-то и выделяют 34-ый элемент. Достаточно обработать шлам растворами гидроксида и диоксида серы. Полученный селен нужно очистить. Для этого используют метод дистилляции. После, металл подсушивают.

Цена селена

За последние 3 месяца стоимость селена упала с 26 до 22-ух долларов за килограмм. Это данные Лондонской биржи цветных металлов. Эксперты прогнозируют, что спад цены вновь сменится ее ростом. Вне бирж металлом торгуют по стоимости, зависящей от модификации элемента и его формы.

Так, за килограмм серых гранул просят 4 000- 6 000 рублей. Технический, то есть порошкообразный, плохо очищенный селен , можно купить в районе 200 рублей за 1 000 граммов.

Разбег цен зависит и от дальности поставок, заказываемых объемов. Если селен входит в состав лекарственных препаратов, несколько граммов могут стоить, как целый килограмм. Здесь важно уже комплексное действие препарата, а не себестоимость его частей.