Selen

S Vikipedije, slobodne enciklopedije
Selen
SeBlackRed.jpg
Opšta svojstva
Ime, simbolselen, Se
Izgledcrni, crveni i sivi alotropi
U periodnom sistemu
Vodonik Helijum
Litijum Berilijum Bor Ugljenik Azot Kiseonik Fluor Neon
Natrijum Magnezijum Aluminijum Silicijum Fosfor Sumpor Hlor Argon
Kalijum Kalcijum Skandijum Titanijum Vanadijum Hrom Mangan Gvožđe Kobalt Nikl Bakar Cink Galijum Germanijum Arsen Selen Brom Kripton
Rubidijum Stroncijum Itrijum Cirkonijum Niobijum Molibden Tehnecijum Rutenijum Rodijum Paladijum Srebro Kadmijum Indijum Kalaj Antimon Telur Jod Ksenon
Cezijum Barijum Lantan Cerijum Prazeodijum Neodijum Prometijum Samarijum Evropijum Gadolinijum Terbijum Disprozijum Holmijum Erbijum Tulijum Iterbijum Lutecijum Hafnijum Tantal Volfram Renijum Osmijum Iridijum Platina Zlato Živa Talijum Olovo Bizmut Polonijum Astat Radon
Francijum Radijum Aktinijum Torijum Protaktinijum Uranijum Neptunijum Plutonijum Americijum Kirijum Berklijum Kalifornijum Ajnštajnijum Fermijum Mendeljevijum Nobelijum Lorencijum Raderfordijum Dubnijum Siborgijum Borijum Hasijum Majtnerijum Darmštatijum Rendgenijum Kopernicijum Nihonijum Flerovijum Moskovijum Livermorijum Tenesin Oganeson
S

Se

Te
arsenselenbrom
Atomski broj (Z)34
Grupa, periodagrupa 16 (halkogeni), perioda 4
Blokp-blok
Kategorija  poliatomski nemetal
Rel. at. masa (Ar)78,971(8)[1]
El. konfiguracija[Ar] 3d10 4s2 4p4
po ljuskama
2, 8, 18, 6
Fizička svojstva
Agregatno stanječvrst
Tačka topljenja494 K ​(221 °‍C, ​430 °F)
Tačka ključanja958 K ​(685 °‍C, ​1265 °F)
Gustina pri s.t.siv: 4,81 g/cm3
alfa: 4,39 g/cm3
staklast: 4,28 g/cm3
tečno st., na t.t.3,99 g/cm3
Kritična tačka1766 K, 27,2 MPa
Toplota fuzije: 6,69 kJ/mol
Toplota isparavanja95,48 kJ/mol
Mol. topl. kapacitet25,363 J/(mol·K)
Napon pare
P (Pa) 100 101 102
na T (K) 500 552 617
P (Pa) 103 104 105
na T (K) 704 813 958
Atomska svojstva
Oksidaciona stanja6, 5, 4, 3, 2, 1,* −1, −2
*[2]
(veoma kiseo oksid)
Elektronegativnost2,55
Energije jonizacije1: 941,0 kJ/mol
2: 2045 kJ/mol
3: 2973,7 kJ/mol
Atomski radijus120 pm
Kovalentni radijus120±4 pm
Valsov radijus190 pm
Linije boje u spektralnom rasponu
Spektralne linije
Ostalo
Kristalna strukturaheksagonalna
Heksagonalna kristalna struktura za selen
Brzina zvuka tanak štap3350 m/s (na 20 °‍C)
Topl. širenjeamorfan: 37 µm/(m·K) (na 25 °‍C)
Topl. vodljivost~: 0,519 W/(m·K)
Magnetni rasporeddijamagnetičan[3]
Magnetna susceptibilnost (χmol)−25,0·10−6 cm3/mol (298 K)[4]
Jangov modul10 GPa
Modul smicanja3,7 GPa
Modul stišljivosti8,3 GPa
Poasonov koeficijent0,33
Mosova tvrdoća2,0
Brinelova tvrdoća736 MPa
CAS broj7782-49-2
Istorija
Imenovanjepo Seleni, grčkoj boginji meseca
Otkriće i prva izolacijaJakob Bercelijus i Johan Gotlib Gan (1817)
Glavni izotopi
izotop rasp. pž. (t1/2) TR PR
72Se syn 8,4 d ε 72As
γ
74Se 0,86% stabilni
75Se syn 119,8 d ε 75As
γ
76Se 9,23% stabilni
77Se 7,60% stabilni
78Se 23,69% stabilni
79Se tragovi 3,27×105 y β 79Br
80Se 49,80% stabilni
82Se 8,82% 1,08×1020 y ββ 82Kr
referenceVikipodaci

Selen ili selenijum (Se, lat. sellenium) metaloid je VIA grupe i atomskim brojem 34.[5] Poznato je nekoliko njegovih izotopa čije se atomske mase nalaze između 65—91. Mnogi izvori svrstavaju ovaj element u nemetale. Njegove osobine su između susednih halkogenih elemenata: sumpora i telura. U prirodi se retko nalazi u elementarnom stanju ili kao neko čisto jedinjenje. Selen je 1817. godine otkrio Jens Jakob Bercelijus, koji je zapazio sličnost novog elementa sa ranije poznatim telurom (čije ime znači Zemlja). Ime je dobio po grčkoj reči selene koja označava Mesec (zato što se uvek javljao uz telur, lat. tellusZemlja).

Selen je pronađen u sulfidnim metalnim rudama bakra u nečistom stanju, gde delimično zamenjuje sumpor. Komercijalno, selen se proizvodi kao nusproizvod u procesu rafiniranja tih ruda. Poznati su i minerali koji su čisti selenidi ili selenati, ali su oni retki. Najčešća komercijalna upotreba selena danas je u proizvodnji stakla i u pigmentima. Selen je poluprovodnik i koristi se u fotoćelijama. Takođe se koristi u elektronici, gde je nekad bio vrlo važan, ali su ga danas većinom potisnuli poluprovodnički uređaji od silicijuma. Danas se selen koristi u nekoliko uređaja za zaštitu od previsokog napona kod naizmenične struje i jedne vrste fluorescentne kvantne tačke (nanokristal).

U velikim količinama, soli selena su otrovne, međutim selen u veoma malim količinama je neophodan za ćelijsku funkciju kod mnogih živih bića, uključujući sve životinje, te je sastojak mnogi multivitaminskih preparata i drugih dijetetskih proizvoda, uključujući i dečije kaše. Selen je sastojak i antioksidantskih enzima glutation peroksidaze i tioredoksin reduktaze (indirektno redukuju određene oksidovane molekule u životinjskom organizmu i nekim biljkama). Takođe je prisutan u tri tipa enzima dejodinaze, kojima se jedan tiroidni hormon pretvara u drugi. Potrebe za selenom u biljkama različite su od vrste do vrste, pa tako neke biljke zahtevaju relativno velike količine selena dok druge gotovo nikako.[6]

Istorija[uredi | uredi izvor]

Selen (grč. σελήνη - selen što znači „Mesec”) je otkriven 1817. godine. Otkrili su ga hemičari Jakob Bercelijus i Johan Gotlib Gan.[7] Oba hemičara su bila vlasnici hemijske firme u blizini Gripšolma, Švedska, proizvodeći sumpornu kiselinu u procesu olovnih komora. Iza pirita iz velikog rudnika bakra Falun, preostajao je crveni talog u olovnoj komori za koji se mislilo da je neko jedinjenje arsena, pa je korištenje pirita za proizvodnju kiseline prestalo.

Bercelijus i Gan su hteli da koriste pirit, a isto tako su opazili da taj crveni talog pri sagorevanju ima miris rena. Taj miris nije svojstven arsenu, ali se sličan miris javlja kod jedinjenja telura. Stoga je u prvom pismu upućenom Mersetu, Bercelijus naveo da se radi o jedinjenja telura. Međutim nedostatak jedinjenja telura u mineralima iz rudnika Falun naveo je Bercelijusa da preispita crveni talog, te je 1818. napisao drugo pismo Marsetu opisujući novootkriveni element sličan sumporu i teluru. Zbog svoje sličnosti sa telurom, koji je nazvan po planeti Zemlji, Bercelijus je novi element nazvao po Mesecu.[8][9]

Vilobi Smit je 1873. otkrio da električni otpor sivog selena zavisi od svetlosti. Ovo je dovelo do njegove upotrebe kao ćelija za svetlosne senzore. Prvi komercijalni proizvodi koji su koristili selen razvio je sredinom 1870-ih Verner fon Simens. Aleksander Grejam Bel je 1879. koristio selenove ćelije u svom fotofonu. Selen propušta električnu struju proporcionalno količini svetlosti koja pada na njegovu površinu. Taj fenomen je iskorišten za dizajn svetlometara i sličnih uređaja. Poluprovodničke osobine selena iskorišćene su u brojnim drugim aplikacijama u elektronici.[10][11][12] Razvoj selenskih ispravljača (transformatora) počeo je početkom 1930-ih zamenivši ispravljače na bazi bakar-oksida, jer su bili daleko efikasniji.[13][14][15] Njihova komercijalna upotreba trajala je do 1970-ih, nakon čega su zamenjeni jeftinijim i još efikasnijim silicijumskim ispravljačima.

Mnogo kasnije, selen je došao u fokus medicine zbog svoje otrovnosti za ljude koji rade u određenim granama industrije. Takođe, zapaženo je da je on važan veterinarski otrov, za koji je primećeno da utiče na životinje koje se hrane biljkama bogatim selenom. Međutim, 1954. je otkriveno da je selen važan za specifične biološke funkcije u mikroorganizmima.[16][17] Tek 1957. otkrivena je njegova nezamenjiva funkcija za sisare.[18][19] Tokom 1970-ih dokazano je da je selen prisutan u dva nezavisna seta enzima. Usledilo je otkriće selenocisteina u belančevinama. Tokom 1980-ih, utvrđeno je da selenocistein kodiran kodonom UGA. Mehanizam zapisivanja je prvo objašnjen kod bakterija a potom i kod sisara (vidi SECIS element).[20]

Zastupljenost i dobijanje[uredi | uredi izvor]

Selen je zastupljen u zemljinoj kori u količini od 0,05 ppm (engl. parts per million), kao pratilac nekih ruda sumpora. U industriji se dobija kao sporedni proizvod prečišćavanja ruda bakra i sumpora.

Selenov oksid (SeO2) se rastvara u azotastoj kiselini (HNO3). Potom se propušta kroz rastvor sumpor dioksida. Slobodan selen se izdvaja kao crveni talog. U laboratorijama selen se dobija redukujući kiselinu selen VI (H2SeO4) pomoću H2N-NH2.

Namirnice najbogatije selenom su: pšenica, neprerađen pirinač, ovas, seme dinje, polumasno mleko, posno meso i riba.

Primena[uredi | uredi izvor]

Selen ima veliku primenu u foto industriji, a najviše se koristi za izradu foto ćelija. sem toga koristi se i kao dodatak staklu i čeliku. Sulfid selena (SeS2) se koristi u šamponima za suzbijanje peruta, a (Na2SeO3) je veoma jak insekticid

Hemijske osobine[uredi | uredi izvor]

Zbog položaja u periodnom sistemu osobine selena podsećaju na osobine sumpora. Kiselina selen VI (H2SeO4), slično kao i sumporna kiselina, je veoma jaka kiselina sa oksidacionim dejstvom.[21]

Joni selena (Se2-) u baznoj sredini lako menjaju oksidacioni broj naviše. Reakcijom hlora sa selenom nastaje braonkasta tečnost Se2Cl2, koja se zagrevanjem raspada na čist selen i bezbojan selen(IV)hlorid (SeCl4).

Alotropske modifikacije[uredi | uredi izvor]

Selen ima 3 alotropske modifikacije.

  • Modifikacija α je srebrnosiv, krh metal. Na vazduhu se polako oksiduje, ne reaguje sa vodom, ali reaguje i sa kiselinama i sa bazama.
  • Modifikacija β je crveni amfoteran prašak. Veoma je reaktivan, na vazduhu se sam od sebe pali, i veoma brzo reaguje sa vodom,
  • Modifikacija γ je staklasto rozesivo čvrsto telo. Ova modifikacija je međumodifikacija između alfe i bete. Ova modifikacija se obično dobija hlađenjem tečnog selena

Jedinjenja[uredi | uredi izvor]

Otrovna jedinjenja selena:

  • dimetil selena,
  • selendioksid,
  • selenhidrid

Biološki značaj[uredi | uredi izvor]

Selen je jedan od mikroelemenata neophodnih za život ljudi, koji se mora unositi ishranom. On je neophodan za pravilan rad enzimskih sistema. Ulazi u sastav aminokiselina selenocistina i selenometionina. Neophodan je za funkcionisanje enzima glutation peroksidaze, koji katališe reakcije „neutralisanja“ reaktivnih kiseoničnih vrsta, kao što su peroksidi. On štiti crvena krvna zrnca i ćelijske membrane.

Takođe je bitan za funkcionisanje odbrambenog sistema i štitne žlezde. Zajedno sa drugim antioksidansima štiti srce, pomaže pri depresiji, premoru i prevelikoj nervozi. Redukuje količinu štetnih jedinjenja koja izazivaju nastanak reumatskih zapaljenja.

Kod muškaraca pola selena koji se nalazi u organizmu je u testisima i u spermi koju oni produkuju.

Preporučljiva količina selena koju dnevno odrasle osobe treba da unesu iznosi 55 mikrograma. Ako se čovek redovno hrani ne može doći do nedostatka selena.

Višak selena je štetan i smatra se da unošenje preko 400 mikrograma dnevno može da izazove trovanje. Jedina oblast na svetu gde dolazi do nedostatka selena u organizmu zbog njegovog manjka u ishrani su neki delovi Kine.

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Meija, J.; et al. (2016). „Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265—291. doi:10.1515/pac-2015-0305. 
  2. ^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (II изд.). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419. 
  3. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds Архивирано на сајту Wayback Machine (12. јануар 2012), in Lide, D. R., ур. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th изд.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5. 
  4. ^ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. стр. E110. ISBN 978-0-8493-0464-4. 
  5. ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. изд.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6. 
  6. ^ Ruyle, George. „Poisonous Plants on Arizona Rangelands” (PDF). The University of Arizona. Архивирано из оригинала (PDF) на датум 15. 7. 2004. Приступљено 5. 1. 2009. 
  7. ^ Berzelius, J. J. (1818) "Lettre de M. Berzelius à M. Berthollet sur deux métaux nouveaux" (Pismo gosp. Berzelius gosp. Bertholletu o dva nova metala), Annales de chimie et de physique, serija 2, vol. 7, str. 199–206.
  8. ^ Elvira, Weeks Mary (1932). „The discovery of the elements. VI. Tellurium and selenium”. Journal of Chemical Education. 9 (3): 474. Bibcode:1932JChEd...9..474W. doi:10.1021/ed009p474. 
  9. ^ Trofast, Jan (2011). „Berzelius' Discovery of Selenium”. Chemistry International. 33 (5): 16—19.  PDF
  10. ^ „Action of light on selenium”. Popular Science. 10 (1): 116. 1876. 
  11. ^ Levinshtein, E. M.; Simin G. S (1. 12. 1992). Earliest semiconductor device. Getting to Know Semiconductors. стр. 77—79. ISBN 978-981-02-3516-1. 
  12. ^ Brian, Winston (29. 5. 1998). Media Technology and Society: A History: From the Telegraph to the Internet. стр. 89. ISBN 978-0-415-14229-8. 
  13. ^ Robin, Morris Peter (1990). A History of the World Semiconductor Industry. стр. 18. ISBN 978-0-86341-227-1. 
  14. ^ Ludwig, Bergmann (1931). „Über eine neue Selen-Sperrschicht-Photozelle”. Physikalische Zeitschrift. 32: 286—288. 
  15. ^ Waitkins G. R.; Bearse A. E.; Shutt R. (1942). „Industrial Utilization of Selenium and Tellurium”. Industrial & Engineering Chemistry. 34 (8): 899. doi:10.1021/ie50392a002. 
  16. ^ Pinsent, Jane (1954). „The need for selenite and molybdate in the formation of formic dehydrogenase by members of the Coli-aerogenes group of bacteria”. Biochem J. 57 (1): 10—16. PMC 1269698Слободан приступ. PMID 13159942. 
  17. ^ Stadtman Thressa C. (2002). „Some Functions of the Essential Trace Element, Selenium”. Trace Elements in Man and Animals 10: 831. ISBN 978-0-306-46378-5. doi:10.1007/0-306-47466-2_267. 
  18. ^ Schwarz Klaus; Foltz Calvin M. (1957). „Selenium as an Integral Part of Factor 3 Against Dietary Necrotic Liver Degeneration”. Journal of the American Chemical Society. 79 (12): 3292—3293. doi:10.1021/ja01569a087. 
  19. ^ Oldfield James E. (2006). „Selenium: A historical perspective”. Selenium: 1. ISBN 978-0-387-33826-2. doi:10.1007/0-387-33827-6_1. 
  20. ^ Hatfield D. L.; Gladyshev V. N. (2002). „How Selenium Has Altered Our Understanding of the Genetic Code”. Molecular and Cellular Biology. 22 (11): 3565—3576. PMC 133838Слободан приступ. PMID 11997494. doi:10.1128/MCB.22.11.3565-3576.2002. 
  21. ^ Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga. 

Спољашње везе[uredi | uredi izvor]