ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                             სელენი

                                           

შავი, რუხი და წითელი სელენი ალოტროპები

ლენი (სელენიუმი)

34 Se

78,96

[Ar] 3d10 4s2 4p4

სელენი ან სელენიუმი — დიმიტრი მენდელეევის პერიოდული სისტემის მე-4 პერიოდის მე-16 ჯგუფის (ძველი კლასიფიკაციით VI ჯგუფის), მთავარი ქვეჯგუფის ქიმიური ელემენტი, რომლის ატომური ნომერია 34, აღინიშნება სიმბოლოთი Se (ლათ. Selenium), შავი ფერის მყიფე გარდატეხვაზე ბზინვარე არალითონი (მდგრადი ალოტროპიული ფორმა, არამდგრადი ფორმა — კინოვალ-წითელი ფერის).

ელემენტი აღმოჩენილია იენს იაკობ ბერცელიუსის მიერ 1817 წ.

შემორჩა თვითონ ბერცელიუსის მონათხრობი იმის შესახებ, თუ როგორ მოხდა ეს აღმოჩენა:

მე გოტლიბ განთან ერთად ვიკვლევდი მეთოდს, რომელსაც გამოიყენებენ გოგირდმჟავის წარმოებისათვის გრიპსხოლმში. ჩვენ აღმოვაჩინეთ გოგირდმჟავაში ნალექი, ნაწილობრივ წითელი, ნაწილობრივ ღია-ყავისფერი. ეს ნალექი, გასინჯული სარჩილავი მილით, გამოსცემდა სუსტ სუნს. ჰენრიხ მარტინ კლაპროტის თანახმად, ასეთი სუნი მიანიშნებს ტელურის არსებობაზე. განმა შეამჩნია, რომ ფალუნის საბადოში, სადაც გროვდებოდა გოგირდი, ამ მჟავის წარმოებისათვის იყო მსგავსი სუნი, რაც მიუთითებდა ტელურზე. ცნობისმოყვარეობამ, გამოწვეული იმედით, რომ აღმოგვეჩინა ახალი იშვიათი ლითონი ამ ნალექში, მაიძულა გამოგვეკვლია ნალექი. და მიზნად დავისახეთ გამოგვეყო ტელური, თუმცა მე ვერ შევძელი ვერავითარი ტელურის გამოყოფა. მაშინ მე შევაგროვე რაც კი წარმოიქმნებოდა გოგირდმჟავის მიღებისას, ფალუნის გოგირდის წვის გზით რამდენიმე თვის განმავლობაში, და დიდი რაოდენობით აღებულ ნალექზე ჩავატარე კვლევა. მე აღმოვაჩინე რომ მასა (ანუ ნალექი) შეიცავდა აქამდე უცნობ რაღაც ლითონს, რომელიც ძალიან წააგავდა თავისი თვისებებით ტელურს. ამ ანალოგიის შესაბამისად, მე ამ სხეულს უწოდე სელენი (Selenium) ბერძნული σελήνη (მთვარე), რადგანაც, ტელური შერქმეულია სახელისაგან Tellus — ჩვენი პლანეტები

იხ. ვიდეო

 

სახელწოდება მოდის ბერძ. σελήνη — მთვარედან. ელემენტზე ეს სახელი დარქმეულია იმიტომ რომ ბუნებაში ის წარმოადგენს მსგავსი თვისებების ლითონის ტელურის თანამგზავრს (რომელზეც შერქმეულა ეს სახელი დედამიწის პატივსაცემად).

                                                                   

ნატურალური სელენი

სელენის შემცველობა დედამიწის ქერქში მიახლოებით 500 მგრ/ტ. სელენის გეოქიმიის ძირითადი თვისებები დედამიწის ქერქში განისაზღვრება მისი იონების რადიუსის სიახლოვით გოგირდის იონების რადიუსთან. სელენი წარმოქმნის 37 მინერალს, რომელთა შორის, უპირველეს ყოვლისა, აღსანიშნავია აშავალიტი FeSe, კლაუსტალიტი PbSe, ტიმანიტი HgSe, გუანახუატიტი Bi₂(Se, S)₃, ხასტიტი CoSe₂, პლატინიტი PbBi₂(S, Se)₃, რომლებიც ასოცირდებიან სხვადასხვა სულფიდებთან, ზოგჯერ კასიტერიტთან. იშვიათად გვხვდება თვითნაბადი სელენიც. მთავარი სამრეწველო მნიშვნელობა სელენზე აქვს სულფიდურ საბადოებს. სელენის შემცველობა სულფიდებში მერყეობს 7-დან 110 გ/ტ. სელენის კონცენტრაცია ზღვის წყალში არის 4×10⁻⁴ მგ/ლ.

სელენის მნიშვნელოვან რაოდენობას იღებენ სპილენძ-ელექტროლიტური წარმოების წიდისაგან, სადაც სელენი იმყოფება ვერცხლის სელენიდის სახით. გამოიყენებენ მიღების რამდენიმე მეთოდს: SeO₂ ჟანგვითი მოწვის მეთოდი სუბლიმაციით; წიდის გახურებით კონცენტრირებულ გოგირდმჟავასთან ერთად, სელენის ნაერთების ჟანგვა SeO₂-მდე მისი შემდგომი სუბლიმაციით; ჟანგვითი ცხობა სოდასთან ერთად, მიღებული სელენის ნაერთების ნარევის კონვერსია Se(IV)-ის ნაერთებამდე და მათი აღდგენა ელემენტარულ სელენამდე SO₂-ის ქმედებით.

მყარ სელენს გააჩნია რამდენიმე ალოტროპიული სახესხვაობა. ყველაზე მდგრად მოდიფიკაციას წარმოადგენს რუხი სელენი. წითელი სელენი წარმოადგენს შედარებით ნაკლებად მდგრად ამორულ მოდიფიკაციას.

რუხი სელენის გახურებისას იქმნება რუხი შენადნობი, ხოლო შემდგომი გახურებისას ორთქლდება ყავისფერი ორთქლის წარმოქმნით. ორთქლის მკვეთრი გაცივებისას სელენი კონდენსირდება წითელი ალოტროპიული მოდიფიკაციის სახით.

სელენი — არის გოგირდის ანალოგი და ავლენს შემდეგ დაჟანგვის ხარისხს −2 (H₂Se), +4 (SeO₂) და +6 (H₂SeO₄). თუმცა, გოგირდისაგან განსხვავებით, სელენის ნაერთები დაჟანგვის ხარისხით +6 — ძლიერი მჟანგავები არიან, ხოლო სელენ (-2)-ის ნაერთები — უფრო ძლიერი აღმდგენებია, ვიდრე გოგირდის შესაბამისი ნაერთები.

მარტივი ნივთიერება — სელენი გაცილებით ნაკლებად აქტიურია ქიმიურად, ვიდრე გოგირდი. გოგირდთან განსხვავებით, სელენს არ შეუძლია ჰაერზე დამოუკიდებლად წვა. სელენის დაჟანგვა ხერხდება მხოლოდ დამატებითი გახურებისას, რომლის დროსაც ის ნელა იწვის ლურჯი ალით, და გარდაიქმნება SeO₂ ორჟანგად. ტუტე ლითონებთან სელენი რეაგირებს მეტად აქტიურად მხოლოდ გამდნარ მდგომარეობაში.

SO₂-საგან განსხვავებით, SeO₂ — არა აირია, არამედ კრისტალური ნივთიერება, რომელიც კარგად იხსნება წყალში. სელენიან მჟავის მიღება (SeO₂ + H₂O → H₂SeO₃) არ არის რთული ისევე როგორც გოგირდოვანი მჟავისა. ხოლო მასზე ძლიერი დამჟანგავის ზემოქმედებით (მაგალითად, HClO₃), მიიღებენ სელენმჟავას H₂SeO₄, თითქმის ისეთივე ძლიერს, როგორიც გოგირდმჟავაა.

• სელენის მოპოვების და გამოყენების ტექნოლოგიის ერთ-ერთ მნიშვნელოვან მიმართულებას წარმოადგენს ნახევარგამტარების თვისებები როგორც თვითონ სელენისა ისე მისი მრავალრიცხოვანი ნაერთები (სელენიდები), მათი შენადნობები სხვა ელემენტებთან, სადაც სელენი თამაშობს გადამწყვეტ როლს. სელენის ეს როლი თანდათან იზრდება, იზრდება მოთხოვნა და ფასებიც მასზე (ამის გამო არის ამ ელემენტის დეფიციტი).

ნახევარგამტარების თანამედროვე ტექნოლოგიებში გამოიყენება ბევრი ელემენტის სელენიდები, მაგალითად კალას, ტყვიის, ბისმუტის, სტიბიუმის და ლანთანოიდების სელენიდები. განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია თვითონ სელენისა და მისი სელენიდების ფოტოელექტრული და თერმოელექტრული თვისებები.

• სელენ-74-ის სტაბილური იზოტოპის საფუძველზე შესაძლებელი გახდა პლაზმური ლაზერის შექმნა, რომელსაც გააჩნია კოლოსალური გაძლიერებით ულტრაიისფერ დიაპაზონში (მიახლოებით მილიარდჯერ).
• სელენ-75-ის რადიოაქტიური იზოტოპი გამოიყენება გამაგამოსხივების ძლიერ წყაროდ დეფექტოსკოპიისათვის.
• მედიცინაში, ასევე სოფლის მეურნეობაში გამოიყენება სელენის მიკროდანამატები სამკურნალო პრეპარატებში, ვიტამინის პრეპარატებში, ბიოლოგიურად აქტიურ დანამატებში|ბად-ებში, და ა.შ.

კალიუმის სელენიდი ვანადიუმის ხუთჟანგთან ერთად წყალბადისა და ჟანგბადის მიღებისას წყლიდან თერმოქიმიური ხერხით (სელენური ციკლი, ლოურენსის სახ. ლივერმორის ეროვნული ლაბორატორია, ლივერმორი, აშშ).

ბიოლოგიური როლი

შედის ზოგიერთი ცილების აქტიური ცენტრების შემადგენლობაში, ამინომჟავების სელენოცისტეინის ფორმით.

მიკროელემენტი, თუმცა უმრავლესი ნაერთი საშუალო კონცენტრაციითაც კი საკმაოდ ტოქსიკურია (სელენწყალბადი, სელენმჟავა და სელენური მჟავა) .

იზოტოპი

ბუნებაში არსებობს სელენის 6 იზოტოპი (⁷⁴Se, ⁷⁶Se, ⁷⁷Se, ⁷⁸Se, ⁸⁰Se და ⁸²Se), მათ შორის ხუთი, რამდენად ეს ცნობილია, სტაბილურია, ხოლო ერთი (⁸²Se) განიცდის ორმაგი ბეტა-დაშლას ნახევარდაშლის პერიოდით - 9,7×10¹⁹ წ. ამას გარდა, ხელოვნურად შექმნილია კიდევ 24 რადიოაქტიური იზოტოპი (ასევე 9 მეტასტაბილური აღგზნებული მდგომარეობაში) 65-დან 94-მდე დიაპაზონისმასური რიცხვით.