Ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 34 und dem Zeichen Se ist Selen. Es ist ein Nichtmetall (selten als Halbmetall bezeichnet), das die gleichen Eigenschaften wie Arsen hat und im Periodensystem Eigenschaften zwischen Schwefel und Tellur hat. Es kommt fast nie in der Erdkruste, in elementarer Form oder als reine Erzverbindungen vor. Jöns Jacob Berzelius machte 1817 die Entdeckung des Selens. Ihm fiel die Ähnlichkeit des neuen Elements mit dem zuvor entdeckten Tellur auf, das sich vom griechischen Wort seln (v) für „Mond“ ableitet. (Benannt nach Tellur-Erde).
Metallsulfiderze enthalten Selen, das als partieller Schwefelersatz wirkt. Kommerziell fällt Selen bei der Verarbeitung dieser Erze als Rückstand an. Reine Selenit- oder Selenatmineralien sind bekannt, aber sie sind selten. Glasherstellung und Pigmente sind heute die beiden wichtigsten industriellen Anwendungen von Selen. Selen, ein Halbleiter, wird in Fotozellen verwendet. Einst sehr wichtige elektronische Anwendungen wurden weitgehend durch Silizium-Halbleiterbauelemente ersetzt. Eine Art von fluoreszierenden Quantenpunkten und mehrere verschiedene DC-Überspannungsschutzgeräte verwenden immer noch Selen.
Obwohl viele Arten, einschließlich des Menschen, Spuren von Selen für die Zellfunktion benötigen, sind elementares Selen und (insbesondere) Selensalze selbst in kleinen Dosen toxisch und können zu Selenose führen.
Als Bestandteil von drei Deiodinase-Enzymen sowie den antioxidativen Enzymen Glutathionperoxidase und Thioredoxinreduktase, die indirekt einige oxidierte Moleküle in Tieren und einigen Pflanzen reduzieren, wurde Selen als Inhaltsstoff in vielen Multivitaminen und anderen Nahrungsergänzungsmitteln sowie in aufgeführt Babynahrung. Die Menge an Selen, die von verschiedenen Pflanzenarten benötigt wird, variiert; Einige Arten brauchen relativ hohe Mengen, während andere es überhaupt nicht zu brauchen scheinen.
Physikalische Eigenschaften von Selen
Abhängig von der Geschwindigkeit der Temperaturänderung kann sich Selen in eine Reihe verschiedener Allotrope umwandeln. Die typische Form von Selen nach chemischen Reaktionen ist ein amorphes, ziegelrotes Teilchen. Wenn es schnell geschmolzen wird, nimmt es eine dunkle, glasige Form an, die im Handel oft als Perlen angeboten wird.
Schwarzes Selen hat eine komplexe, asymmetrische Struktur aus polymeren Ringen mit jeweils bis zu 1000 Atomen. Schwarzes Se ist eine harte und glänzende Substanz, die in CS2 leicht löslich ist. Beim Erhitzen erweicht es bei 50 °C und verwandelt sich bei 180 °C in graues Selen; Der Zusatz von Halogenen und Aminen senkt die Umwandlungstemperatur.
Durch Variieren der Verdunstungsrate des Lösungsmittels können aus den Lösungen rote, orange und gelbschwarze Selensorten erzeugt werden. (normalerweise CS2). Wie Schwefel enthalten sie alle nahezu identische eingeschnürte Cyclooctaselenium(Se8)-Ringe in verschiedenen geometrischen Konfigurationen und haben eine niedrige, monokline Kristallsymmetrie (Raumgruppe 14).
Tatsächlich existiert in der monoklinen Form die Hälfte der Ringe in einer Konfiguration (und Spiegelbild) und die andere Hälfte in der anderen, weil die acht Atome, die einen Ring bilden, nicht äquivalent sind (d. h. eines wird von keinem auf das andere abgebildet Symmetrieoperation).
Die Form mit der dichtesten Packung. Der mittlere Se-Se-Abstand und Se-Se-Se-Winkel in den Se8-Ringen beträgt 233,5 pm bzw. 105,7°. Der Se-Se-Abstand variiert je nachdem, wo sich das Atompaar im Ring befindet. Se6- oder Se7-Ringe können in anderen Selen-Allotropen vorhanden sein.
Das chirale hexagonale Kristallgitter von grauem Selen, der stabilsten und dichtesten Form, enthält helikale Polymerketten mit einem Se-Se-Abstand von 237,3 pm und einem Se-Se-Se-Winkel von 103,1°. Ketten müssen um mindestens 343,6 pm getrennt sein. Graues Se wird durch Kondensieren von Se-Gas knapp unter seinem Schmelzpunkt, langsames Abkühlen von geschmolzenem Se oder leichtes Erhitzen anderer Allotrope gebildet. Andere Arten von Selen (Se) sind Isolatoren, aber graues Selen ist ein Halbleiter mit merklicher Photoleitfähigkeit.
Im Gegensatz zu anderen Allotropen ist CS2unlöslich. Es wird nicht durch nicht oxidierende Chemikalien beschädigt und kann der Oxidation an der Luft standhalten. Es produziert Polyselenide, wenn starke Reduktionsmittel verwendet werden. Viskositätsänderungen, die durch langsames Erhitzen von Schwefel verursacht werden, sind bei Selen nicht vorhanden.
Optische Eigenschaften von Selen
Die optischen Eigenschaften von dünnen Schichten aus amorphem Selen (-Se) wurden aufgrund ihrer Verwendung als Photoleiter in Flachbildschirm-Röntgendetektoren ausführlich untersucht.
Isotope von Selen
Selen hat sieben natürlich vorkommende Isotope. Fünf davon – 74Se, 76Se, 77Se, 78Se und 80Se – sind stabil; 80Se hat die höchste natürliche Menge (49,6%). Auch das langlebige primitive Radionuklid 9.21019Se mit einer Halbwertszeit von 82 Jahren kommt in der Natur vor. Als Nebenprodukt der Kernspaltung kann das nicht-primitive Radionuklid 79Se auch in Spurenmengen in Uranerzen gefunden werden. Die stabilsten synthetisierten Selenisotope sind 119,78Se mit einer Halbwertszeit von 75 Tagen und 8,4Se mit einer Halbwertszeit von 72 Tagen. Andere labile synthetische Isotope von Selen reichen von 64Se bis 95Se.
Schwere Isotope unterliegen einem Beta-Minus-Zerfall zu Bromisotopen, während leichtere Isotope einem Beta-Plus-Zerfall hauptsächlich zu Arsenisotopen unterliegen, mit einigen kleinen Neutronenemissionszweigen in den schwersten bekannten Isotopen.
Quelle: Wikipedia
📩 06/04/2023 12:42