Селен (Selenium) Sе

История открытия селена, его распространение в природе. В Периодической системе Д.И. Менделеева элемент 4-го периода, порядковый номер 34, атомная масса 78,96 ± 0,03. Элемент назван в честь Луны, так как всегда встречается с в рудах с открытым ранее теллуром, названным в честь Земли, название Selenium происходит от греческого σεληυη – луна. Селен Sе был открыт в 1817 году в шламе (продукт, содержащий обычно благородные металлы, отделяющиеся в виде осадка при электролизе меди, свинца, цинка и др. металлов) свинцовых камер (продукционных башен) сернокислотного завода Я. Берцелиусом.

Селен мало распространен в природе; редко входит в состав минералов (науманит Ag2Sе, клаусталит PbSe, тиманит HgSe и др.), также описан самородный Sе. Он содержится в небольших количествах в самородной сере и сульфидных рудах (PbS, FeS2 и др.). В земной коре содержание селена составляет 6*10-5 % от массы, в воде океанов – 10-8 %, в биосфере – 10-6 %. Селен представлен шестью стабильными изотопами: 74Se (0,87%), 76Se (9,02%), 77Se (7,58%), 78Se (23,52%), 80Se (49,82%) и 82Se (9,19%). Искусственно получены многие радиоактивные изотопы.

Физиологическое действие селена. Все соединения селена ядовиты.

Физические свойства селена. Элемент имеет несколько аллотропных модификаций, из которых наиболее известны: серый (металлический) селен и красный (аморфный) селен. Серый селен – хрупкое вещество серого цвета с металлическим блеском, имеющее гексагональную кристаллическую решетку, не растворимое в СS2. Серая форма элемента обладает очень интересным свойством: её электрическое сопротивление резко (в »1000 раз) снижается на свету (по сравнению с электрическим сопротивлением в темноте). На границе селена с металлическим проводником образуется запорный слой – участок цепи, способный пропускать ток только в одном направлении. Ширина запрещенной зоны ~ 15 эв. Эта особенность используется в селеновых фотоэлементах. Расплав серого селена легко образует стеклообразный селен. Красный селен – неметаллический красно-бурый порошок, растворимый в СS2 с образованием желтого раствора. Серый селен является устойчивой формой, а красная модификация – термодинамически неустойчива, при нагревании переходит в серую форму. Серый Sе переходит в красный при растворении в горячей концентрированной серной кислоте и выливании полученного зеленого раствора в большой объем воды.

Химические свойства селена. При обычной температуре Sе устойчив к действию кислорода, воды и разбавленных кислот, растворяется он в щелочах, концентрированной азотной кислоте и смеси HCl и HNO3. При нагревании селен довольно энергично соединяется со многими элементами. Селен на воздухе сгорает голубым пламенем, распространяя характерный запах гнилой редьки. В результате образуется твердый белый SеО2:

Sе + О2 ® SеО2

В парах Sе имеют место равновесия, аналогичные равновесиям в парах серы.

Получение селена. При обжиге FeS2 селен накапливается в пылеочистительных камерах сернокислотных заводов. Эта пыль служит источником получения селена. Также Sе можно выделять из анодного шлама медеэлектролитических установок. С этой целью шлам обрабатывают раствором гидроксида натрия и диоксидом серы:

SеО32- + 2SО2 + 2ОН- ® 2SО42- + Sе + Н2О

Твердый селен отделяют и очищают дистилляцией, затем высушивают.

Применение селена. Наиболее важен искусственный изотоп 75Sе (Т1/2 = 121 день). Селен применяется в полупроводниковой технике для изготовления выпрямителей электрического тока и фотоэлементов с запорным слоем, в стекольной промышленности как краситель, в металлургии – для создания мелкозернистой структуры стали, для вулканизации резины, как катализатор в процессах гидрогенизации-дегидрогенизации, он используется также для синтеза селенидов – полупроводников, применяемых в термоэлементах, фотосопротивлениях и в качестве катодолюминофоров (люминесцентных элементов).

Другое по теме

Нанотехнологии, наноматериалы, наноустройства
Краткая справка об авторе: профессор факультета вычислительной математики и кибернетики Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова, ведущий научный сотрудник Института прикладной математики им. М.В.Келдыша РАН. Если уж стальной кубик или кристаллик соли, сложенный из одинаковых атомов, может обнаруж ...

Рефракторы XIX столетия
Потребовалось около века, чтобы убедиться в ошибочности утверждения Ньютона о том, что создать ахроматический объектив невозможно. В 1729 г. был изготовлен объектив из двух линз разного стекла, позволивший уменьшить хроматическую аберрацию. А в 1747 г. великий математик Леонард Эйлер рассчитал объектив, состоящий из двух ст ...

© Copyright 2013 -2014 Все права защищены.

www.guidetechnology.ru