СЕЛЕНИД ВОДОРОДА (H2SE): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ - ХИМИЯ - 2026

Selenhídrico кислоты или водород селенида представляет собой неорганическое соединение с химической формулой Н ₂ Se. Он ковалентен по своей природе и при обычных условиях температуры и давления представляет собой бесцветный газ; но с сильным запахом, узнаваемым по его незначительному присутствию. Химически это халькогенид, поэтому селен имеет валентность -2 (Se ^2- ).

Из всех селенидов H ₂ Se является наиболее токсичным, поскольку его молекула мала, а его атом селена менее стерически затруднен при реакции. С другой стороны, его запах позволяет тем, кто работает с ним, немедленно обнаружить его в случае утечки за пределами лабораторного шкафа.

Селенид водорода можно синтезировать путем прямого объединения двух его элементов: молекулярного водорода, H ₂ и металлического селена. Его также можно получить растворением богатых селеном соединений, таких как селенид железа (II), FeSe, в соляной кислоте.

С другой стороны, селенид водорода получают растворением селенида водорода в воде; то есть первая растворена в воде, а вторая состоит из газообразных молекул.

Его основное применение - источник селена в органическом и неорганическом синтезе.

Структура селенида водорода

Молекула селенида водорода. Источник: Бен Миллс

Изображение выше показывает, что молекула H ₂ Se имеет угловую геометрию, хотя из-за угла 91 ° она больше похожа на L, чем на V. В этой модели сфер и стержней атомы водорода и у селена - белые и желтые сферы соответственно.

Эта молекула, как показано, находится в газовой фазе; то есть для селенида водорода. При растворении в воде он выделяет протон, и в растворе мы имеем пару HSe ^- H ₃ O ⁺ ; Эта пара ионов образует селенид водорода, обозначаемый H ₂ Se (водн.), Чтобы отличить его от селенида водорода, H ₂ Se (г).

Следовательно, структуры между H ₂ Se (ac) и H ₂ Se (g) сильно различаются; первая окружена водной сферой и имеет ионные заряды, а вторая состоит из агломерата молекул в газовой фазе.

Молекулы H ₂ Se практически не могут взаимодействовать друг с другом за счет очень слабых диполь-дипольных сил. Селен, хотя он менее электроотрицателен, чем сера, концентрирует более высокую электронную плотность, «забирая» его у атомов водорода.

Таблетки гидрида селена

Если молекулы H ₂ Se подвергаются чрезвычайному давлению (сотни ГПа), теоретически они вынуждены затвердевать за счет образования связей Se-H-Se; Это связи трех центров и двух электронов (3c-2e), в которых участвует водород. Следовательно, молекулы начинают образовывать полимерные структуры, определяющие твердое тело.

В этих условиях твердое тело может быть обогащено большим количеством водорода, что полностью модифицирует полученные структуры. Кроме того, состав становится типа H _n Se, где n изменяется от 3 до 6. Таким образом, гидриды селена, сжатые этим давлением и в присутствии водорода, имеют химические формулы от H ₃ Se до H ₆ Se.

Считается, что эти обогащенные водородом гидриды селена обладают сверхпроводящими свойствами.

свойства

Внешность

Бесцветный газ, который при низких температурах пахнет тухлым редисом и тухлыми яйцами, если его концентрация увеличивается. Его запах хуже и интенсивнее, чем у сероводорода (который и без того довольно неприятен). Однако это хорошо, так как помогает легко обнаружить и снижает риск длительного контакта или вдыхания.

Когда он горит, он испускает голубоватое пламя, возникающее в результате электронных взаимодействий в атомах селена.

Молекулярная масса

80,98 г / моль.

Точка кипения

-41 ° С.

Температура плавления

-66 ° С.

Давление газа

9,5 атм при 21 ° С.

плотность

3,553 г / л.

рк

3,89.

Растворимость воды

0,70 г / 100 мл. Это подтверждает тот факт, что атом селена в H ₂ Se не может образовывать заметных водородных связей с молекулами воды.

Растворимость в других растворителях

-Растворим в CS ₂ , что неудивительно из химической аналогии между селеном и серой.

-Растворим в фосгене (при низких температурах, так как кипит при 8 ° C).

Номенклатура

Как уже объяснялось в предыдущих разделах, название этого соединения варьируется в зависимости от того, находится ли H ₂ Se в газовой фазе или растворен в воде. Когда он находится в воде, его называют селеноводородной кислотой, которая в неорганическом выражении представляет собой не что иное, как соляную кислоту. В отличие от газообразных молекул, его кислотный характер больше.

Однако атом селена в виде газа или растворенного в воде сохраняет те же электронные характеристики; например, его валентность равна -2, если он не подвергается реакции окисления. Эта валентность -2 является причиной того, что Селени назвал уро- водород селенид, поскольку анион является ^2- ; который является более реактивным и восстанавливающим, чем S ^2- , сера.

Если вы используете систематическую номенклатуру, вы должны указать количество атомов водорода в соединении. Таким образом, H ₂ называется: селенид ди водорода.

Селенид или гидрид?

В некоторых источниках его называют гидридом. Если бы это было действительно так, селен был бы положительно заряжен +2, а водород отрицательно заряжен -1: SeH ₂ (Se ²⁺ , H ^- ). Селен является более электроотрицательным атомом, чем водород, и поэтому в итоге он «накапливает» самую высокую электронную плотность в молекуле H ₂ Se.

Однако теоретически нельзя исключать существование гидрида селена как такового. Фактически, наличие анионов H ^- способствовало бы образованию связей Se-H-Se, ответственных за твердые структуры, образующиеся при огромных давлениях, согласно компьютерным исследованиям.

Приложения

метаболический

Хотя это кажется противоречивым, несмотря на большую токсичность H ₂ Se, он вырабатывается в организме путем метаболизма селена. Однако, как только он вырабатывается, клетки используют его в качестве промежуточного звена в синтезе белков селена, иначе он метилируется и выводится; один из симптомов этого - привкус чеснока во рту.

промышленные

H ₂ используется в основном для добавления атомов селена в твердые структуры, такие как полупроводниковые материалы; к органическим молекулам, таким как алкены и нитрилы, для синтеза органических селенидов; или к раствору для осаждения селенидов металлов.

Ссылки

1. Wikipedia. (2018). Селенид водорода. Получено с: en.wikipedia.org
2. Шивер и Аткинс. (2008). Неорганическая химия. (Четвертое издание). Мак Гроу Хилл.
3. Atomistry. (2012). Селенид водорода, H ₂ Se. Получено с: selenium.atomistry.com
4. Тан Й. и кол. (2017). Селенид водорода (H ₂ Se) легирующий газ для имплантации селена. 21-я Международная конференция по технологии ионной имплантации (IIT). Тайнань, Тайвань.
5. Химический состав. (2018). Селенид водорода. Получено с: formulacionquimica.com
6. PubChem. (2019). Селенид водорода. Получено с: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Zhang, S. et al. (2015). Фазовая диаграмма и высокотемпературная сверхпроводимость сжатых гидридов селена. Sci. Rep. 5, 15433; DOI: 10,1038 / srep15433.
8. Acids.Info. (2019). Селеноводородная кислота: свойства и применение этой соляной кислоты. Получено с: acidos.info/selenhidrico