Словарь научных терминов
Селен

СЕЛЕН (от греч. selene-Луна; лат. Selenium), Se, хим. элемент VI гр. периодич. системы, относится к халькогенам; ат. н. 34, ат. м. 78,96. Природный С. состоит из шести изотопов: 74Se (0,87%), 76Se (9,02%), 77Se (7,58%), 78Se (23,52%), 80Se (49,82%) и 82Se(9,19%). Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов для прир. смеси 12,3·10-28 м2. Конфигурация внеш. электронной оболочки атома 4s24р4; степени окисления —2, +4 и +6, редко +2; энергии ионизации при последоват. переходе от Se0 к Sе6+ равны 9,752, 21,2, 32,0, 42,9, 68,3, 81,7 эВ; сродство к электрону 2,020 эВ; электроотрицательность по Полингу 2,40; атомный радиус 0,160 нм, ионные радиусы (нм, в скобках даны координац. числа) Se2- 0,184 (6), Se4+ 0,064 (6), Se6+ 0,042 (4), 0,056 (6).

Среднее содержание в Земной коре 1,4·10-5% по массе, в воде морей и океанов 4·10-3мг/л. Известно более 50 минералов С., напр. берцелианит Cu2Se, науманнит Ag2Se, самородный Se, халькоменит CuSeO3 · 2 Н2О. Содержание С. в пирите, галените, висмутине и др. сульфидах, а также в вулканич. сере до неск. %. Извлекают его в осн. из медных, пиритных, свинцовых, никелевых и др. руд, где он находится в рассеянном состоянии.

Свойства. При атм. давлении существует ряд модификаций С. Наиб. стабилен серый С. (g-Se, "металлический" С.) с гексагон. кристаллич. решеткой, а = 0,436388 нм, с = 0,495935 нм, z = 3, пространств. группа C312. Его получают из др. форм при их длит. нагревании, медленном охлаждении расплава, конденсацией паров и т. д. Структура серого Se состоит из параллельных спиральных цепей. Из р-ров в CS2 получены три моноклинные модификации красного С.: a-Se - оранжево-красный, а = 0,9054 нм, b = 0,9083 нм, с = 1,1601 нм, b = 90,81 °, z = 32, пространств. группа Р21/п, т.пл. 170°С, плотн. 4,46 г/см3; b-Se-тем-но-красный, а = 1,285 нм, b = 0,807 нм, с = 0,931 нм, b = = 93,13°, z = 32, пространств. группа Р21/а, т.пл. 180 °С, плотн. 4,50 г/см3; для красного g-Se-a = 1,5018 нм, b = 1,4713 нм, с = 0,8789 нм, b = 93,61°, z = 64, пространств. группа Р21, плотн. 4,33 г/см3. Эти три формы содержат кольцевые молекулы Se8 в форме короны.

Быстрым охлаждением расплава получают стекловидный черный С.-хрупкое в-во со стеклянным блеском от красно-коричневого до голубовато-черного цвета, плотн. 4,28 г/см3. Содержит в осн., как и жидкий С., плоские зигзагообразные цепочечные молекулы. Аморфный красный С. может быть получен, напр., восстановлением H2SeO3 на холоду. Это тонкий порошок, плотн. 4,26 г/см3, от ярко-красного до красновато-черного цвета. Имеет цепочечную структуру.

При давлении 27 МПа получена кубич. модификация С., а = 0,2982 нм. Моноклинный и аморфный С. при 1012 МПа образуют метастабильную гексагон. металлич. фазу.

Для серого g-Sе:т. пл. 221 °С, т. кип. 685 °С; плотн. 4,807 г/см3, плотн. жидкого 4,06 г/см3 (221 °С); http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/8/1/9/12819.jpeg25,4 Дж/(моль·К);http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/8/2/0/12820.jpeg6,20 кДж/моль,29http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/8/2/1/12821.jpeg кДж/моль;http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/8/2/2/12822.jpeg 42,1 ДжДмоль·К); ур-ния температурной зависимости давления пара: над твердым С. lgp (гПа) = 13,7029-7644/T, над жидким lgp(гПа) = 8,2354-5011/T, теплопроводность 0,5 Вт/(м·К); температурный коэф. линейного расширения 25,5·10-6 К-1 (273 К); r8,0·102 Ом·м, температурный коэф. r0,6·10-3 К-1 (298-398 К); полупроводник с дырочной проводимостью, ширина запрещенной зоны 1,8 эВ; диамагнитен, магн. восприимчивость — 0,469·10-9. Для стекловидного С. r 1010 Ом·м. Твердость по Моосу серого С. 2,0, по Бринеллю ~750 МПа, модуль нормальной упругости 10,2 ГПа. С. хрупок, выше 60 °С становится пластичным.

С., особенно аморфный и мелкодисперсный, активен химически. При нагр. на воздухе горит (цвет пламени-голубой) с образованием SeO2 (см. Селена оксиды). С F2, C12 и Вr2 реагирует при комнатной т-ре. Сплавляется с I2, но иодиды при этом не образуются. Выше 200°С реагирует с Н2, давая H2Se. При нагр. образует соед. со всеми металлами (см. Селениды). С водой реагирует при нагр.: 3Se + 3H2Ohttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/8/2/3/12823.jpeg2H2Se + H2SeO3. Соляная и разб. серная к-ты с С. не взаимодействуют. В конц. H2SO4 С. раств. на холоду, давая зеленый р-р, содержащий полимерные катионыhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/8/2/4/12824.jpeg, к-рый при хранении переходит в желтый р-р с катионами http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/8/2/5/12825.jpeg . В HNO3 при нагревании С. окисляется до H2SeO3, в конц. р-рах щелочей раств. с образованием селенида и селената(IV), в присут. О2 получаются красно-коричневые р-ры, содержащие полиселениды вплоть до Na2Se4. С. раств. в р-рах сульфидов и полисульфидов щелочных металлов с образованием тиоселенидов. При нагр. в р-ре Na2SO3 или KCN образует соотв. Na2SSeO3 или KCNSe. Сильные окислители окисляют С. до Se(VI). С. реагирует с алюминиевым порошком в щелочной среде:

12Se + 2Аl + 8NaOH : 3Na2Se4 + 2NaAlO2 + 4H2O

Гидрид С. (селеноводород) Н2Sе-бесцв. газ с неприятным запахом; т. кип. —41,35 °С, т. пл. —65,72 °С; плотн. жидкого 2,12 г/см3; в сухом воздухе при комнатной т-ре устойчив, во влажном постепенно окисляется до Se; при нагр. на воздухе горит с образованием SeO2; мало раств. в воде (0,096 М при 15°С), р-р имеет слабокислую р-цию; сильный восстановитель; получают из Se и Н2 при ~500 °С; используют для получения С. высокой чистоты, селенидов и селенорганических соединений.

Гексафторид SеF6-бесцв. газ; т.пл. — 34,6°С, т. возг. —46,6 °С; очень мало раств. в воде, не гидролизуется. Тетрафторид SеF4-бесцв. жидкость; т. пл. -9,5°С, т. кип. 101 °С; плотн. 2,75 г/см3; бурно реагирует с водой, разъедает стекло. Получают фториды фторированием С.

Тетрахлорид SеС14-бесцв. или светло-желтые кристаллы; т. пл. 305 °С, т. возг. 196°С; плотн. 2,7 г/см3; водой гидролизуется, в конц. соляной к-те образует гексахлоро-селенистую к-ту H2SeCl6; получают хлорированием С.; используют для получения чистого С. и его соединений, как хлорирующий агент. Диселендихлорид (монохлорид С.) Se2Cl2-маслянистая коричневая или темно-красная жидкость; т. пл. — 85 °С, т. кип. 127°С (с разл.); плотн. 2,77 г/см3; водой гидролизуется, этанолом и диэтиловым эфиром разлагается; получают взаимод. Se с SeCl4; про-межут. продукт в нек-рых способах получения и очистки С., реагент для синтеза селенорг. соединений. Оксохлорид (селенилхлорид) SeOCl2-желтоватая жидкость; т. пл. 10,9 °С, т. кип. 179,6°С; плотн. 2,445 г/см3; дымит во влажном воздухе, легко гидролизуется; смешивается с ССl4, CS2, СНСl3, бензолом; растворяет S, Se, I2, хлориды мн. металлов; получают взаимод. SeO2 с SeCl4 при: 200 °С; используют для получения чистого С., как хлорирующий агент, р-ритель, пластификатор для полимеров.

Получение. Осн. источники С.-шламы сернокислотного произ-ва (содержат своб. Se) и медеэлектролитные шламы (содержат селениды тяжелых металлов). При небольшом содержании С. в шламах первого типа их обогащают флотацией или экстракцией расплавл. S. Для извлечения С. шлам или концентрат выщелачивают р-ром Na2S (из р-ра С. осаждается при продувании воздуха) или Na2SO3 (с послед. действием H2SO4). Применяют также окислит. обжиг с улавливанием возгона водой и послед. осаждением С. действием NaHSO3 в соляной к-те или окислит. спекание шлама с Na2CO3. После водного выщелачивания р-р подкисляется НС1, осадок ТеО2 отфильтровывают, после чего С. осаждают действием FeSO4 [для восстановления Se(VI)] и SO2.

Из медеэлектролитных шламов сначала удаляют Си обработкой разб. H2SO4 с продувкой воздухом, а затем проводят окислит. обжиг с отгонкой SeO2 или спекание с Na2CO3 в окислит. атмосфере с послед. водным выщелачиванием. Часто окисление ведут без предварит. удаления меди нагреванием с конц. H2SO4, после чего обжигом отгоняют SeO2. Его улавливают водой или содовым р-ром и С. осаждают в кислой среде при действии SO2. Др. путь переработки селенистых р-ров-восстановление металлич. А1 и осаждение С. продувкой воздухом. Для концентрирования селенсодержащих р-ров применяют экстракцию, сорбцию на анионитах из слабощелочных или нейтральных р-ров.

Из хим. методов рафинирования чаще других используют сульфитно-циклич. метод, основанный на обратимой р-ции С. с р-ром Na2SO3. Большинство др. хим. методов включает окисление С. (напр., сжиганием в О2), очистку полученного SeO2 возгонкой, фильтрацией паров, ионным обменом и т.д. и затем восстановление SeO2, напр. SO2 или Н2. С. высокой чистоты получают также очисткой через летучие соед.-Н2Sе, SеОСl2 и др.

После хим. очистки С. переплавляют, расплав фильтруют через стеклоткань или активир. уголь, подвергают вакуумной дистилляции или ректификации в инертной атмосфере.

Определение. Качественно С. обнаруживают по появлению красного осадка или розового окрашивания при восстановлении его соед. действием Na2S2O5, NH2OH, Ph2N2H2 и др. до Se0, желтого окрашивания или коричнево-красного осадка с 3,3'-диаминобензидином, синего или зеленого окрашивания с пирокатехином, пирролом. Количественно С. определяют фотометрическими или флуорометрическими методами с 3,3'-диаминобензидином, о-фенилендиамином и др., а также измерением окраски коллоидных р-ров С., полученных, напр., с N2H4. Используют титриметрич. (тиосульфатный и иодометрич.), полярографич., атомно-адсорбционный методы, редко-гравиметрический.

Применение. Аморфный С. входит в состав светочувствит. слоев в ксерографии. Серый С.-полупроводниковый материал (для диодов, фоторезисторов, мишеней видиконов и др.), пигмент для стекла, присадка к стали, добавка к сере при вулканизации, его используют для получения разл. катализаторов, гербицидов, инсектицидов, лек. препаратов, пигментов и т.д.

Мировое произ-во С. (без СССР) ок. 1700 т/год (1988). Соединения С. очень ядовиты; сам С. менее токсичен, но пары его ядовиты; ПДК аморфного С. в воздухе 2 мг/м3, SeO2, Na2SeO3 0,1 мг/м3, С. в воде 0,01 мг/л. Селен открыт Й. Берцелиусом в 1817.

Лит.: Бэгнал К., Химия селена, теллура и полония, М., 1971; Назарен-ко И. И., Ермаков А. Н., Аналитическая химия селена и теллура, М., 1971; Исакова Р. А., Резняков А. А., СпивакМ.М., Рафинирование селена, А.-А., 1975; Букетов E. А., Угорец М. 3., Гидрохимическое окисление халь-когенов и халькогенидов, А.-А., 1975; Федоров П. И., в кн.: Химия и технология редких и рассеянных элементов, под ред. К. А. Большакова, 2 изд., ч. 3, М., 1976, с. 92-158; Грейвер Т. Н., Зайцева И. Г., Косовер В. М., Селен и теллур. Новая технология получения в рафинирования, М., 1977; Есир-кегенов Г. М., Селен и теллур, А.-А., 1981. П.И. Федоров.


B-сультон Сажа Сакагучи реакция Салициловая кислота Салициловый альдегид Саломас Самарий Самовозгорание Самовоспламенение Самоорганизация Санталидол Санталол Сапонины Сапропелиты Саркозиды Сафлоровое масло Сафрол Сахара Сахарин Сахароза Сварка Сверхкислоты Сверхпроводники Сверхтонкие взаимодействия Светеналь Светостабилизаторы Светостойкость Свинец Свинецорганические соединения Свинца азиды Свинца ацетаты Свинца галогениды Свинца оксиды Свинца сплавы Свинца сульфаты Свинца титанат Свинца тринитрорезорцинат Свинца халькогениды Связующие Сгущение Сдвига правило Сдвигающие реагенты Себациновая кислота Сегнетоэлектрики Седативные средства Седиментационный анализ Седиментация Секретин Секстетные перегруппировки Секуринеги Секуринин Селективная очистка Селен Селена оксиды Селенаты Селенйды Селенорганические соединения Селенофен Селитры Семидиновая перегруппировка Семикарбазид Семикарбазоны Семихиноны Сенсибилизация оптическая Сенсоры химические Сепарация воздушная Сера Сераорганические соединения Серебра нитрат Серебра сульфид Серебро Серин Серная кислота Сернистая кислота Сернистые красители Сернистый ангидрид Сернокислотная очистка Серные удобрения Серный ангидрид Серный эфир Сероводород Серотонин Сероуглерод Серы галогениды Серы гексафторид Серы диоксид Серы триоксид Сесквитерпены Сетчатые полимеры Сжимаемость Си Сигматропные перегруппировки Сигнализаторы загорания Сигнальные составы Сиднокарб Сиккативы Сила осциллятора Силаны Силарда-чалмерса эффект Силатраны Силикагель Силикатные краски Силикаты Силиконовые каучуки Силиконы Силилирование Силилфосфиты Силициды Силоксановые каучуки Силоксаны Силумины Сим Симметризация Симметрия молекул Симмонса-смита реакция Симпатолитические средства Син Синдиотактические полимеры Синергисты Синерезис Синильная кислота Синтамиды Синтез-газ Синтетические волокна Синтетические масла Синтон Синхротронное излучение Ситаллы Ситовой анализ Скандий Скатол Сквален Скипидар Склареол Склеивание Скорость реакции Скраупа реакция Слабительные средства Сланцы Сложные реакции Сложные удобрения Сложные эфиры Слоистые пластики Слюды Смазочное действие Смазочные масла Смазочные материалы Смайлса перегруппировка Смачивание Смесевые взрывчатые вещества Смеси полимеров Смешанные удобрения Смешение Смидта реакция Смолы природные Смолы синтетические Смоляные кислоты Снотворные средства Соапсток Согласованные реакции Сода Соевое масло Соединения включения Сокристаллизация Соли Солидолы Сольватация Сольватированный электрон Сольватокомплексы Сольватохромия Сольваты Сольвенты Сольволиз Солюбилизация Соляная кислота Соматолиберин Соматостатин Соматотропин Соммле реакция Сомономеры Соосаждение Сополиконденсация Сополимеризация Сополимеры Сополиэфирные волокна Сопряжение связей Сопряженные реакции Сорбиновая кислота Сорбит Сорбитали Сорбитаны Сорбция Сосновая смола Сотопласты Спазмолитические средства Спекание Спектральный анализ Спектрополяриметрия Спектроскопия Спектроскопия отражения Спектрофотометрия Спилловер Спин Спин-орбитальное взаимодействие Спин-спиновое взаимодействие Спиновая плотность Спинового зонда метод Спинового эха метод Спиновых ловушек метод Спиросоединения Спирт листьев Спирторастворимые красители Спирты Спирты полифторированные Сплавы Сплайсинг Средства для наркоза Сродство к электрону Стабилизаторы Стабилизация полимеров Стандартное состояние Стандартные образцы Стандартный потенциал Старение полимеров Статистическая термодинамика Стафилококковые энтеротоксины Стеариновая кислота Стекло жидкое Стекло кварцевое Стекло неорганическое Стекло органическое Стекло растворимое Стеклования температура Стекловолокниты Стеклообразное состояние Стеклопластики Стеклотекстолиты Стеклянное волокно Стеклянный электрод Степень окисления Стереоизомерия Стереорегулярные полимеры Стереоселективность Стереоселективный катализ Стереоселектйвный синтез Стереоспецифичность Стереохимия Стерины Стерические требования Стероидные алкалоиды Стероидные гормоны Стероиды Стефена реакция Стехиометрия Стивенса перегруппировка Стильбен Стиракс Стиралилацетат Стирол Стирола оксид Стирола сополимеры Стирольные каучуки Столкновений теория Сторка реакция Стрептомицин Стрихнин Стронций Стронция галогениды Стронция карбонат Стронция нитрат Стронция оксид Стронция титанат Строфантин Структура потоков Структурная химия Структурный анализ Структурообразование Студни Сублимация Субстантивные красители Субтилизины Сукцинатдегидрогеназа Сукцинаты Сукцинимид Сулема Сультамы Сультоны Сульфамиды Сульфаминовая кислота Сульфаниламидные препараты Сульфаны Сульфатное мыло Сульфатный щедок Сульфаты неорганические Сульфаты органические Сульфеновые кислоты Сульфиды неорганические Сульфиды органические Сульфиновые кислоты Сульфирование Сульфитный щелок Сульфиты неорганические Сульфиты органические Сульфокислоты Сульфоксиды Сульфолан Сульфолены Сульфонаты Сульфониевые соединения Сульфонилмочевины Сульфоны Сульфосалициловая кислота Сульфоуреид Сульфофталеины Сульфохлориды Сульфураны Сульфурилгалогениды Супероксиддисмутазы Суперфосфаты Сурепное масло Сурьма Сурьмаорганические соединения Сурьмы галогениды Сурьмы оксиды Сурьмы халькогениды Суспензии Суспензионная полимеризация Суспензионный электрод Сушка Сфинголипиды Сфингомиелины Сшивающие агенты Сшитые полимеры Сырой бензол