SELENWASSERSTOFF (H2SE): STRUKTUR, EIGENSCHAFTEN UND VERWENDUNG - CHEMIE - 2025

Die Selenhídricosäure oder der Wasserstoffselenid ist eine anorganische Verbindung mit der chemischen Formel H ₂ Se. Es ist von Natur aus kovalent und unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen ein farbloses Gas. aber mit einem starken Geruch, der an seiner geringen Präsenz erkennbar ist. Chemisch gesehen ist es ein Chalkogenid, daher hat Selen eine Wertigkeit von -2 (Se ^2- ).

Von allen Seleniden ist H ₂ Se am giftigsten, da sein Molekül klein ist und sein Selenatom bei der Reaktion weniger sterisch behindert wird. Andererseits ermöglicht sein Geruch denjenigen, die damit arbeiten, ihn sofort zu erkennen, falls ein Leck außerhalb der Laborhaube auftritt.

Selenwasserstoff kann durch direkte Kombination seiner beiden Elemente synthetisiert werden: molekularer Wasserstoff, H ₂ und metallisches Selen. Es kann auch durch Auflösen von selenreichen Verbindungen wie Eisen (II) -selenid, FeSe, in Salzsäure erhalten werden.

Andererseits wird Selenwasserstoff hergestellt, indem Selenwasserstoff in Wasser gelöst wird; das heißt, das erstere wird in Wasser gelöst, während das letztere aus gasförmigen Molekülen besteht.

Seine Hauptanwendung besteht darin, eine Selenquelle in der organischen und anorganischen Synthese zu sein.

Struktur von Selenwasserstoff

Wasserstoffselenidmolekül. Quelle: Ben Mills

Das Bild oben zeigt, dass das H ₂ Se- Molekül eine Winkelgeometrie aufweist, obwohl es aufgrund seines Winkels von 91 ° eher wie ein L als wie ein V aussieht. In diesem Modell von Kugeln und Stäben sind die Wasserstoffatome und das von Selen sind die weißen bzw. gelben Kugeln.

Dieses Molekül ist, wie gezeigt, dasjenige in der Gasphase; das heißt, für Wasserstoffselenid. Wenn es in Wasser gelöst wird, setzt es ein Proton frei und in Lösung haben wir das Paar HSe ^- H ₃ O ⁺ ; Dieses Ionenpaar kommt zu Wasserstoffselenid, das als H ₂ Se (aq) bezeichnet wird, um es von Wasserstoffselenid, H ₂ Se (g), zu unterscheiden.

Daher sind die Strukturen zwischen H ₂ Se (ac) und H ₂ Se (g) sehr unterschiedlich; Die erste ist von einer wässrigen Kugel umgeben und weist Ionenladungen auf, und die zweite besteht aus einem Agglomerat von Molekülen in der Gasphase.

H ₂ Se- Moleküle können durch sehr schwache Dipol-Dipol-Kräfte kaum miteinander interagieren. Obwohl Selen weniger elektronegativ als Schwefel ist, konzentriert es eine höhere Elektronendichte, indem es es den Wasserstoffatomen "wegnimmt".

Selenhydrid-Tabletten

Wenn die H ₂ Se- Moleküle einem außergewöhnlichen Druck ausgesetzt sind (Hunderte von GPa), müssen sie sich theoretisch durch Bildung von Se-H-Se-Bindungen verfestigen. Dies sind Bindungen von drei Zentren und zwei Elektronen (3c-2e), an denen Wasserstoff beteiligt ist. Daher beginnen die Moleküle, polymere Strukturen zu bilden, die einen Feststoff definieren.

Unter diesen Bedingungen kann der Feststoff mit mehr Wasserstoff angereichert werden, wodurch die resultierenden Strukturen vollständig modifiziert werden. Weiterhin wird die Zusammensetzung vom Typ H _n Se, wobei n von 3 bis 6 variiert. Somit haben die durch diese Drücke komprimierten Selenhydride und in Gegenwart von Wasserstoff chemische Formeln H ₃ Se bis H ₆ Se.

Es wird angenommen, dass diese mit Wasserstoff angereicherten Selenhydride supraleitende Eigenschaften haben.

Eigenschaften

Aussehen

Farbloses Gas, das bei niedrigen Temperaturen nach faulem Rettich und faulen Eiern riecht, wenn seine Konzentration steigt. Sein Geruch ist schlimmer und intensiver als der von Schwefelwasserstoff (was schon ziemlich unangenehm ist). Dies ist jedoch eine gute Sache, da es bei der einfachen Erkennung hilft und das Risiko eines längeren Kontakts oder Einatmens verringert.

Wenn es brennt, gibt es eine bläuliche Flamme ab, die durch elektronische Wechselwirkungen in den Selenatomen erzeugt wird.

Molekulare Masse

80,98 g / mol.

Siedepunkt

-41 ° C.

Schmelzpunkt

-66 ° C.

Dampfdruck

9,5 atm bei 21 ° C.

Dichte

3,553 g / l

pK

3,89.

Wasserlöslichkeit

0,70 g / 100 ml. Dies bestätigt die Tatsache, dass das Selenatom in H ₂ Se keine nennenswerten Wasserstoffbrücken mit Wassermolekülen bilden kann.

Löslichkeit in anderen Lösungsmitteln

-Löslich in CS ₂ , was aus der chemischen Analogie zwischen Selen und Schwefel nicht überraschend ist.

-Löslich in Phosgen (bei niedrigen Temperaturen, da es bei 8 ° C siedet).

Nomenklatur

Wie bereits in den vorhergehenden Abschnitten erläutert, variiert der Name dieser Verbindung in Abhängigkeit davon, ob sich H ₂ Se in der Gasphase befindet oder in Wasser gelöst ist. Wenn es sich in Wasser befindet, wird es als Wasserstoffselensäure bezeichnet, die in anorganischer Hinsicht nichts anderes als ein Hydracid ist. Im Gegensatz zu gasförmigen Molekülen ist sein saurer Charakter größer.

Ob als Gas oder in Wasser gelöst, das Selenatom behält jedoch die gleichen elektronischen Eigenschaften bei; Beispielsweise beträgt seine Wertigkeit -2, sofern es keine Oxidationsreaktion eingeht. Diese Wertigkeit von -2 ist der Grund, warum Seleni Uro- Wasserstoffselenid nannte, da das Anion ^{2- ist} ; Das ist reaktiver und reduzierender als S ^2- , Schwefel.

Wenn Sie eine systematische Nomenklatur verwenden, müssen Sie die Anzahl der Wasserstoffatome in der Verbindung angeben. Somit wird der H ₂ Elenid: heißt di Wasserstoff.

Selenid oder Hydrid?

Einige Quellen bezeichnen es als Hydrid. Wenn es wirklich so wäre, wäre Selen positiv +2 und Wasserstoff negativ geladen -1: SeH ₂ (Se ²⁺ , H ^- ). Selen ist ein elektronegativeres Atom als Wasserstoff und „hortet“ daher die höchste Elektronendichte im H ₂ Se- Molekül .

Als solches kann jedoch die Existenz von Selenhydrid theoretisch nicht ausgeschlossen werden. In der Tat, mit der Anwesenheit der H ^- Anionen, wäre es , die Se-Se-H - Bindungen, die für die festen Strukturen erleichtert bei enormem Druck gebildet gemäß computational Studien.

Anwendungen

Stoffwechsel

Obwohl es trotz der großen Toxizität von H ₂ Se widersprüchlich erscheint , wird es im Körper im Stoffwechselweg von Selen produziert. Sobald es jedoch produziert wird, verwenden die Zellen es als Zwischenprodukt bei der Synthese von Selenproteinen, oder es wird methyliert und ausgeschieden. Eines der Symptome ist der Geschmack von Knoblauch im Mund.

Industriell

H ₂ wird hauptsächlich verwendet, um festen Strukturen wie Halbleitermaterialien Selenatome hinzuzufügen; zu organischen Molekülen wie Alkenen und Nitrilen zur Synthese organischer Selenide; oder zu einer Lösung, um Metallselenide auszufällen.

Verweise

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