Készítette: Tóth Krisztián. Web: http://krissz.hu

Szelén

34
78.96
-2, 4, 6
Se
4p4
Szelén
Alapadatok
Név, vegyjel, rendszám szelén, Se, 34
Elemi sorozat nemfémek
Csoport, periódus, mező 16, 4, p
Megjelenés szürke, fémes csillogás
Atomtömeg 78,96(3) g/mol
Elektronszerkezet [Ar] 3d10 4s2 4p4
Elektronok héjanként 2, 8, 18, 6
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot szilárd
Sűrűség (szobahőm.) (szürke) 4,81 g/cm³
Sűrűség (szobahőm.) (alfa) 4,39 g/cm³
Sűrűség (szobahőm.) (üveges) 4,28 g/cm³
Sűrűség (folyadék) az o.p.-on 3,99 g/cm³
Olvadáspont 494 K
(221 °C, 430 °F)
Forráspont 958 K
(685 °C, 1265 °F)
Olvadáshő (szürke) 6,69 kJ/mol
Párolgáshő 95,48 kJ/mol
Moláris hőkapacitás (25 °C) 25,363 J/(mol·K)
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet hexagonális
Oxidációs állapotok ±2, 4, 6
(erősen savas oxid)
Elektronegativitás 2,55 (Pauling-skála)
Ionizációs energia 1.: 941,0 kJ/mol
Atomsugár 115 pm
Atomsugár (számított) 103 pm
Kovalens sugár 116 pm
Van der Waals-sugár 190 pm
Egyéb jellemzők
Mágnesség nincs adat
Hővezetési tényező (300 K) (amorf)
0,519 W/(m·K)
Hőtágulási tényező (25 °C) (amorf)
37 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd) (20 °C) 3350 m/s
Young-modulus 10 GPa
Nyírási modulus 3,7 GPa
Bulk modulusz 8,3 GPa
Poisson-arányszám 0,33
Mohs-keménység 2,0
Brinell-keménység 736 HB
CAS-szám 7782-49-2

A Szelén bővebb leírása

A szelén egy nemfémes elem, amelynek a rendszáma 34 és a vegyjele Se, nyelvújításkori neve reteny[1]. Az oxigéncsoport eleme, tulajdonságai a kénéhez és a tellúréhoz hasonlóak. Több allotróp módosulata is ismert. Ezek közül a két legjelentősebb neve vörös szelén és szürke szelén. A vörös szelén a kénre hasonlít, a szürke szelén néhány tulajdonsága már a fémekre emlékeztet. A szürke, fémes jellegű módosulat félvezető tulajdonságú. A szelén nagy mennyiségben mérgező, de kis mennyiségben szüksége van rá a szervezetnek.

Módosulatai

Fekete, szürke és vörös szelén

A szelénnek több allotrop módosulata létezik, ezek közül a két legjelentősebb a vörös szelén és a szürke szelén. Létezik még amorf vörös és fekete szelén is. A vörös szelén tulajdonságai a kénhez hasonlítanak. Vörös színű, molekularácsos, benne a nyolcatomos kénmolekulákhoz hasonló Se8molekulák találhatók. Vörös szelént a fekete szelén szén-diszulfidban való forralásával vagy szelén tartalmú vegyületek termikus bontásával állíthatunk elő. Közönséges körülmények között nem stabil, átalakul sötétszürke színű, fémes kinézetű szürke szelénné. A szürke szelén néhány tulajdonsága már a fémekre hasonlít. Legstabilabb módosulat. A rácsa egydimenziós lánc szerkezetű. Félvezető tulajdonságú, sötétben csak alig vezeti az elektromos áramot, de fény hatására az elektromos vezetőképessége jelentősen megnő, ezért fotocellákban használható. Ez a fémes módosulat hatszöges rendszerű kristályokat alkot. Olvadék lassú hűtésével állítható elő. Ha folyékony szelént öntenek vízbe, akkor a szelén sötétszürke színű, kaucsukszerű, rugalmas módosulata válik ki. Létezik amorf szelén is, ami vörös színű por. A szelén módosulatai közül csak a vörös oldódik szén-diszulfidban, az oldat vörös színű.

Kémiai tulajdonságai

A szelén kémiai tulajdonságai a kén kémiai tulajdonságaira hasonlítanak. Vegyületet képez alkálifémekkel és alkáliföldfémekkel, ezekben a vegyületekben kétszeresen negatív töltésű anion. Hidrogénnel reagál, szelén-hidrogént (H2Se) képez. A reakció csak magas hőmérsékleten játszódik le.

\mathrm{H_2 + Se \rightarrow H_2Se}\,\!

Oxigén jelenlétében elég, szelén-dioxid (SeO2) keletkezik:

\mathrm{Se + O_2 \rightarrow SeO_2}\,\!

Híg salétromsav a szelénport szelénessav képződése közben oxidálja:[2]

\mathrm{3\ Se + 4\ HNO_3 + H_2O \rightarrow 3\ H_2SeO_3 + 4\ NO}\,\!


Halogénekkel halogenideket képez. A fémekkel szelenideket alkot, a szelenidek tulajdonságai a szulfidokhoz hasonlóak.

Vegyületei

A szelén-hidrogén (H2Se) tulajdonságai a kén-hidrogén tulajdonságaira emlékeztetnek. Gáz halmazállapotú. Redukáló tulajdonságú. Oxigénnel szelén-dioxiddá ég el. A szelén-hidrogén molekulában a H-Se-H kötésszög (90°) jelentősen kisebb mint a H-O-H kötésszög a vízmolekulában (104,5°), a kén-hidrogén 92,5°-os H-S-H kötésszögéhez áll közel.

Kétféle oxidja létezik, a szelén-dioxid és a szelén-trioxid. Ezek a kén oxidjaival analógok. Szilárd halmazállapotú vegyületek. Savanhidrideknek tekinthetők, belőlük oxosavak származtathatók. A nekik megfelelő savak a szelénessav (H2SeO3) illetve a szelénsav (H2SeO4). Ezek a kén-oxosavaknál (H2SO3, H2SO4) instabilabbak.

A szelénsav a kénsavhoz hasonló erősségű sav, de annál erősebb oxidálószer.[2]

Előfordulása a természetben

A természetben megtalálható, mint a kén kísérője. A szelén ásványai a klaustalit (PbSe2). Előfordul a berzelianit (Cu2Se) és az eukairit ((Cu,Ag)2Se) ásványokként is. Az 54. leggyakoribb elem a Földön.

Előállítása

A piritből kiinduló kénsavgyártás melléktermékeként keletkező kamraiszapból vagy a réz elektrolitos finomításakor keletkező anódiszapból állítható elő. A kamraiszapba szelén-dioxid formájában kerül bele. Az iszapból a következőképpen vonható ki: Az iszapot először tömény kénsav és salétromsav keverékével reagáltatják, ekkor a szelén szelénessavvá és szelénsavvá alakul. A szelén vörös színű porként válik ki, ha kén-dioxidot vagy kén-hidrogént vezetnek a keletkezett oldatba.

Felhasználása

A szelén fotoelektromos tulajdonságú, emiatt fotocellák készítésére használható. A szelén sötétben az áramot alig vezeti, de megvilágítás hatására vezetővé válik. Ha a szelén arannyal érintkezik, akkor megvilágítás hatására a fényerősséggel arányos erősségű áramot termel. Ezért megvilágításmérők készítéséhez alkalmazható. Az üveggyártásban a szelén vörös és szürke módosulatát egyrészt az üveg színtelenítésére alkalmazzák, másrészt felhasználják az üveg vörös, rózsaszín vagy narancssárga színűre festéséhez is. Alkalmazzák a gumi vulkanizálásakor és a növények kártevőinek irtására is.