SELENID VODÍKU (H2SE): STRUKTURA, VLASTNOSTI A POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Kyselina selenhídrico selenid nebo vodíku je anorganická sloučenina s chemickým vzorcem H ₂ Se. V přírodě je kovalentní a za běžných podmínek teploty a tlaku je to bezbarvý plyn; ale se silnou vůní rozpoznatelnou pro jeho menší přítomnost. Chemicky je to chalkogenid, takže selen má valenci -2 (Se ^2-).

Ze všech selenidů, H ₂ Se je velmi toxická, protože její molekuly jsou menší a atom selenu je méně stericky bráněné při reakci. Na druhé straně jeho zápach umožňuje těm, kteří s ním pracují, jej okamžitě detekovat v případě úniku mimo laboratorní kapotu.

Selan mohou být syntetizovány v přímé kombinaci svých dvou prvků: molekulárního vodíku, H ₂, a kovový selen. Může se také získat rozpuštěním sloučenin bohatých na selen, jako je selenid železitý, FeSe, v kyselině chlorovodíkové.

Na druhé straně se selenid vodíku připravuje rozpuštěním selenidu vodíku ve vodě; to znamená, že první je rozpuštěn ve vodě, zatímco druhý je tvořen plynnými molekulami.

Jeho hlavní použití je být zdrojem selenu v organické a anorganické syntéze.

Struktura selenidu vodíku

Molekula selenidu vodíku. Zdroj: Ben Mills

Obrázek výše ukazuje, že H ₂ Se molekula má úhlovou geometrii, i když jeho 91 ° úhel dělá to vypadat jako L, než V. V tomto modelu kuliček a tyčí, atomů vodíku a u selenu jsou bílé a žluté koule.

Tato molekula, jak je ukázáno, je molekula v plynné fázi; to znamená, pro selenid vodíku. Po rozpuštění ve vodě, uvolní proton a v roztoku máme pár HSE ^- H ₃ O ⁺; Tato dvojice ionty přichází do selan, označený H ₂ Se (aq) pro odlišení od vodíku selenidu, H _2, se (g).

Proto konstrukce mezi H ₂ Se (AC) a H _2, se (g) jsou velmi odlišné; první je obklopen vodnou koulí a má iontové náboje a druhý sestává z aglomerátu molekul v plynné fázi.

Molekuly H ₂ Se mohou sotva interagovat navzájem velmi slabými dipól-dipólními silami. Selen, i když je méně elektronegativní než síra, koncentruje vyšší elektronovou hustotu „odebráním“ z atomů vodíku.

Tablety hydridu selenu

V případě, že H ₂ Se molekuly jsou vystaveny mimořádnému tlaku (stovky GPa), teoreticky jsou nuceny ztuhnout prostřednictvím tvorby Se-H-Se vazbami; Jedná se o svazky tří center a dvou elektronů (3c-2e), na nichž se podílí vodík. Molekuly proto začínají vytvářet polymerní struktury, které definují pevnou látku.

Za těchto podmínek může být pevná látka obohacena o více vodíku, což zcela modifikuje výsledné struktury. Kromě toho, kompozice se stává ze skupin H _n Se typu, kde n znamená číslo od 3 do 6. To znamená, že selen hydridy komprimovaná těchto tlaků, a v přítomnosti vodíku, mají chemické vzorce H ₃ se to H ₆ Se.

Předpokládá se, že tyto hydridy selenu obohacené vodíkem mají supravodivé vlastnosti.

Vlastnosti

Fyzický vzhled

Bezbarvý plyn, který při nízkých teplotách voní jako shnilá ředkvička a shnilá vejce, pokud se jeho koncentrace zvýší. Jeho vůně je horší a intenzivnější než vůně sirovodíku (což je již docela nepříjemné). Je to však dobrá věc, protože pomáhá při její snadné detekci a snižuje riziko dlouhodobého kontaktu nebo vdechování.

Když hoří, vydává namodralý plamen produkovaný elektronickými interakcemi v atomech selenu.

Molekulová hmotnost

80,98 g / mol.

Bod varu

-41 ° C

Bod tání

-66 ° C

Tlak páry

9,5 atm při 21 ° C

Hustota

3,553 g / l

pK

3,89.

Rozpustnost ve vodě

0,70 g / 100 ml. To potvrzuje skutečnost, že atom selenu v H ₂ Se nemůže tvořit nezanedbatelné vodíkové vazby s molekulami vody.

Rozpustnost v jiných rozpouštědlech

- Rozpustný v CS ₂, což není překvapivé z chemické analogie mezi selenem a sírou.

- Rozpustný v fosgenu (při nízkých teplotách, protože se vaří při 8 ° C).

Nomenklatura

Jak již bylo uvedeno v předchozích částech, název této sloučeniny se liší v závislosti na tom, zda H ₂ Se je v plynné fázi, nebo rozpustí ve vodě. Když je ve vodě, označuje se jako kyselina vodíková selenhydrová, což není nic jiného než hydracid v anorganickém smyslu. Na rozdíl od plynných molekul je její kyselý charakter větší.

Nicméně, ať už jako plyn nebo rozpuštěný ve vodě, si atom selenu zachovává stejné elektronické vlastnosti; například jeho valence je -2, pokud nepodstoupí oxidační reakci. Tato valence -2 je důvodem, proč Seleni nazýval uro vodík selenid, protože anion je ^2-; který je více reaktivní a snížení než S ^-2-, síry.

Pokud používáte systematickou nomenklaturu, musíte určit počet atomů vodíku ve směsi. To znamená, že H ₂ se nazývá: selenid di vodík.

Selenid nebo hydrid?

Některé zdroje to nazývají hydridem. Pokud se to skutečně bylo, selen by pozitivně nabitý +2, a vodík negativně nabité -1: SeH ₂ (Se ²⁺, H ^-). Selen je více elektronegativní atom než atom vodíku, a proto končí „hromadění“ nejvyšší hustotu elektronů v H ₂ Se molekuly.

Existenci hydridu selenu však nelze teoreticky vyloučit. Ve skutečnosti by za přítomnosti H ^- aniontů usnadnil vazby Se-H-Se, odpovědné za pevné struktury vytvořené při obrovských tlacích podle výpočtových studií.

Aplikace

Metabolické

Ačkoliv se zdá, protichůdné, navzdory velké toxicity H ₂ Se, je produkován v těle v metabolické dráze selenu. Jakmile je však produkována, buňky ji používají jako meziprodukt při syntéze proteinů selenu, nebo je nakonec methylována a vylučována; jedním z příznaků tohoto je chuť česneku v ústech.

Průmyslový

H ₂ se používá hlavně pro přidání atomů selenu na pevné struktury, jako jsou polovodičové materiály; k organickým molekulám, jako jsou alkeny a nitrily, pro syntézu organických selenidů; nebo do roztoku pro vysrážení selenidů kovů.

Reference

1. Wikipedia. (2018). Selenid vodíku. Obnoveno z: en.wikipedia.org
2. Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chemie. (Čtvrté vydání). Mc Graw Hill.
3. Atomie. (2012). Selan, H ₂ Se. Obnoveno z: selenium.atomistry.com
4. Tang Y. & col. (2017). Selan (H ₂ Se) dotující látka Plyn pro Selen implantace. 21. mezinárodní konference o technologii implantace iontů (IIT). Tainan, Tchaj-wan.
5. Chemické složení. (2018). Selenid vodíku. Obnoveno z: formulacionquimica.com
6. PubChem. (2019). Selenid vodíku. Obnoveno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Zhang, S. a kol. (2015). Fázový diagram a vysokoteplotní supravodivost stlačených selenových hydridů. Sci. Rep. 5, 15433; doi: 10,1038 / srep15433.
8. Acids.Info. (2019). Kyselina selenhydrová: vlastnosti a aplikace tohoto hydracidu. Obnoveno z: acidos.info/selenhidrico