סלניד מימן (H2SE): מבנה, תכונות ושימושים - כִּימִיָה - 2025

חומצה selenhídrico selenide או מימן הוא תרכובת אורגנית עם הנוסחה הכימית H ₂ Se. הוא קוולנטי באופיו, ובתנאים רגילים של טמפרטורה ולחץ זהו גז חסר צבע; אך עם ריח חזק הניתן לזיהוי בנוכחותו הקטין. מבחינה כימית מדובר בכלקוגניד, כך שלסלניום יש ערך של -2 (Se ^2- ).

מבין כל הסלנידים, H ₂ Se הוא הרעיל ביותר מכיוון שהמולקולה שלו קטנה ואטום הסלניום שלו מונע פחות בצורה סטרלית בעת התגובה. מצד שני, ריחו מאפשר למי שעובד איתו לגלות אותו מייד במקרה של נזילה מחוץ למכסה המעבדה.

ניתן לסנתז את סלניום מימן על ידי השילוב הישיר של שני היסודות שלו: מימן מולקולרי, H ₂ , וסלניום מתכתי. ניתן להשיג אותו גם על ידי המסת תרכובות עשירות סלניום, כגון ברזל (II) סלניד, FeSe, בחומצה הידרוכלורית.

לעומת זאת מכינים סלניום מימן על ידי המסת סלניום במימן; כלומר, הראשון מומס במים, בעוד שהאחרון מורכב ממולקולות גזים.

השימוש העיקרי בו הוא להיות מקור סלניום בסינתזה אורגנית ואורגנית.

מבנה סלניום מימן

מולקולת סלניום מימן. מקור: בן מילס

בתמונה למעלה נראה כי מולקולת H ₂ Se בעלת גיאומטריה זוויתית, אם כי הזווית שלה של 91 מעלות היא נראית כמו L יותר מאשר V. בדגם זה של כדורים ומוטות, אטומי המימן ו אלו של הסלניום הם התחומים הלבנים והצהובים, בהתאמה.

מולקולה זו, כפי שמוצג, היא זו הנמצאת בשלב הגז; כלומר לסילנין מימן. כאשר מומסים במים, הוא משחרר פרוטון ובתמיסה יש לנו את הזוג HSe ^- H ₃ O ⁺ ; זוג היונים הזה מגיע למימן סלניד, הנקרא H ₂ Se (aq) כדי להבדיל אותו מהסלניום מימן, H ₂ Se (g).

לכן המבנים בין H ₂ Se (ac) ל- H ₂ Se (g) שונים מאוד; הראשון מוקף בכדור מימי ובעל מטענים יוניים, והשני מורכב מאגר מולקולות בשלב הגז.

מולקולות H ₂ Se בקושי יכולות לתקשר זו עם זו על ידי כוחות דיפול-דיפול חלשים מאוד. סלניום, למרות שהוא פחות אלקטרוניטיבי מגופרית, מרכז את צפיפות האלקטרונים הגבוהה יותר על ידי "הסרתו" מאטומי המימן.

טבליות סלניום הידריד

אם מולקולות ה- H ₂ Se נתונות בלחץ יוצא דופן (מאות GPa), באופן תיאורטי הן נאלצות להתמצק באמצעות היווצרות של קשרי Se-H-Se; אלה הם קשרים של שלושה מרכזים ושני אלקטרונים (3c-2e) שבהם משתתף מימן. לכן המולקולות מתחילות ליצור מבנים פולימריים המגדירים מוצק.

בתנאים אלה ניתן להעשיר את המוצק במימן רב יותר, מה שמשנה לחלוטין את המבנים המתקבלים. יתר על כן, ההרכב הופך להיות מסוג H _n Se, כאשר n משתנה בין 3 ל 6. לפיכך, לסלניום הידרידים שנדחסו על ידי לחצים אלה, ובנוכחות מימן, יש נוסחאות כימיות H ₃ Se עד H ₆ Se.

מאמינים כי סלניום הידרידים מועשרים במימן הם בעלי תכונות מוליכות-על.

נכסים

מראה חיצוני

גז חסר צבע שבטמפרטורות נמוכות מריח כמו צנון רקוב וביצים רקובות אם ריכוזו עולה. הריח שלו גרוע ועז יותר מזה של מימן גופרתי (שכבר די לא נעים). עם זאת, הדבר טוב שכן הוא מסייע בזיהויו הקל ומפחית את הסיכונים למגע ממושך או לשאיפה.

כשהוא נשרף הוא משחרר להבה כחלחלה המיוצר על ידי אינטראקציות אלקטרוניות באטומי הסלניום.

מסה מולקולרית

80.98 גרם / מול.

נקודת רתיחה

-41 מעלות צלזיוס

נקודת המסה

-66 מעלות צלזיוס

לחץ אדים

9.5 אטמוספרה ב 21 מעלות צלזיוס.

צְפִיפוּת

3.553 גרם / ל.

pK

3.89.

מסיסות במים

0.70 גרם / 100 מ"ל. זה מאשש את העובדה כי אטום הסלניום ב- H ₂ Se אינו יכול ליצור קשרי מימן ניכרים עם מולקולות מים.

מסיסות בממסים אחרים

-מסיס ב- CS ₂ , שאינו מפתיע מהאנלוגיה הכימית בין סלניום לגופרית.

-מסיס בפוסגן (בטמפרטורות נמוכות, שכן הוא רותח בטמפרטורה של 8 מעלות צלזיוס).

מִנוּחַ

כפי שכבר הוסבר בסעיפים הקודמים, שם תרכובת זו משתנה תלוי אם H ₂ Se נמצא בשלב הגזי או מומס במים. כאשר הוא נמצא במים, מכונה זאת חומצה selenhydric מימן, שהיא לא יותר מחמצן במונחים אורגניים. שלא כמו מולקולות גזים, אופי החומצה שלה גדול יותר.

עם זאת, בין אם כגז ובין שהוא מומס במים, אטום הסלניום שומר על אותם מאפיינים אלקטרוניים; לדוגמה, הערכיות שלו היא -2, אלא אם כן היא עוברת תגובה חמצון. הערכיות הזו של -2 היא הסיבה לכך שסליני כינה אורן מימן סלניד כפי שהאניון הוא ^2- ; שהוא תגובתי ומפחית יותר מ- S ^2- , גופרית.

אם אתה משתמש במינוף שיטתי, עליך לציין את מספר אטומי המימן בתרכובת. לפיכך, H ₂ נקרא: selenide di מימן.

סלניד או הידריד?

מקורות מסוימים מתייחסים אליו כאל הידריד. אם זה היה באמת, סלניום היה טעון חיובי +2, ומימן טעון שלילי -1: SeH ₂ (Se ²⁺ , H ^- ). סלניום הוא אטום אלקטרונגטיבי יותר מאשר מימן, ולכן בסופו של דבר "אוגר" את צפיפות האלקטרונים הגבוהה ביותר במולקולת H ₂ Se.

עם זאת, כככזו לא ניתן לשלול באופן תיאורטי את קיומו של סלניום הידריד. למעשה, עם נוכחות של H ^- אניונים, זה היה להקל על אג"ח Se-H-Se, אחראי מבנים מוצקים נוצרו לחצים עצומים על פי מחקרים חישובית.

יישומים

מטבולי

למרות שזה נראה סותר, למרות הרעילות הרבה של H ₂ Se, הוא מיוצר בגוף במסלול חילוף החומרים של סלניום. עם זאת, ברגע שהוא מיוצר, התאים משתמשים בו כחומר ביניים בסינתזה של חלבוני סלניום, או שהוא בסופו של דבר מתילציה ומופרשת; אחד התסמינים לכך הוא טעם השום בפה.

תַעֲשִׂיָתִי

H ₂ משמש בעיקר להוסיף אטומי סלניום למבנים מוצקים, כמו חומרים מוליכים למחצה; למולקולות אורגניות, כמו אלקנים וחנקות לסינתזה של סלנידים אורגניים; או לפיתרון לזרז סלנידים ממתכת.

הפניות

1. ויקיפדיה. (2018). סלניד מימן. התאושש מ: en.wikipedia.org
2. שיבר ואטקינס. (2008). כימיה אורגנית. (גרסה רביעית). מק גריי היל.
3. אטומיה. (2012). סלניד מימן, H ₂ Se. התאושש מ: selenium.atomistry.com
4. טאנג י. (2017). סלניום מימן (H ₂ Se) דופן נפט להשתלת סלניום. הכנס הבינלאומי ה -21 לטכנולוגיית השתלת יונים (IIT). טאינן, טייוואן.
5. ניסוח כימי. (2018). סלניד מימן. התאושש מ: formulacionquimica.com
6. PubChem. (2019). סלניד מימן. התאושש מ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. ג'אנג, ש 'ואח'. (2015). תרשים שלב ומוליכות על בטמפרטורה גבוהה של הידרידים סלניום דחוסים. מדעי המדע 5, 15433; doi: 10.1038 / srep15433.
8. חומצות. מידע. (2019). חומצה סלנית-הידרלית: תכונות ויישומים של חומצה זו. התאושש מ: acidos.info/selenhidrico