HYDRO SELENUA (H2SE): CẤU TRÚC, ĐẶC TÍNH VÀ CÔNG DỤNG - HÓA HỌC - 2025

Các axit selenhídrico hoặc hydro selenua là một hợp chất vô cơ với công thức hóa học H ₂ Se. Nó có bản chất là cộng hóa trị, và ở điều kiện nhiệt độ và áp suất thông thường, nó là một chất khí không màu; nhưng với một mùi mạnh có thể nhận biết được với sự hiện diện nhỏ của nó. Về mặt hóa học, nó là một chalcogenide, vì vậy selen có hóa trị -2 (Se ^2- ).

Trong tất cả các selen, H ₂ Se là chất độc nhất vì phân tử của nó nhỏ và nguyên tử selen của nó ít bị cản trở khi phản ứng. Mặt khác, mùi của nó cho phép những người làm việc với nó phát hiện ra ngay lập tức trong trường hợp rò rỉ bên ngoài tủ hút phòng thí nghiệm.

Hydro selenua có thể được tổng hợp bằng cách kết hợp trực tiếp hai nguyên tố của nó: hydro phân tử, H ₂ và selen kim loại. Nó cũng có thể thu được bằng cách hòa tan các hợp chất giàu selen, chẳng hạn như sắt (II) selenua, FeSe, trong axit clohydric.

Mặt khác, hydro selenua được điều chế bằng cách hòa tan hydro selenua trong nước; nghĩa là, chất trước được hòa tan trong nước, còn chất sau bao gồm các phân tử ở thể khí.

Công dụng chính của nó là trở thành nguồn cung cấp selen trong tổng hợp hữu cơ và vô cơ.

Cấu trúc của hydro selenua

Phân tử hydro selenua. Nguồn: Ben Mills

Hình ảnh trên cho thấy phân tử H ₂ Se có dạng hình học góc, mặc dù góc 91 ° của nó làm cho nó giống chữ L hơn là chữ V. Trong mô hình hình cầu và thanh này, các nguyên tử hydro và của selen lần lượt là các quả cầu màu trắng và vàng.

Phân tử này, như được hiển thị, là phân tử trong pha khí; nghĩa là đối với hydro selenua. Khi tan vào nước, nó giải phóng một proton và trong dung dịch ta có cặp HSe ^- H ₃ O ⁺ ; Cặp ion này đến với hydro selenua, được ký hiệu là H ₂ Se (aq) để phân biệt nó với hydro selenua, H ₂ Se (g).

Do đó, cấu trúc giữa H ₂ Se (ac) và H ₂ Se (g) rất khác nhau; khối thứ nhất được bao quanh bởi một quả cầu nước và có các điện tích ion, và khối thứ hai bao gồm sự kết tụ của các phân tử trong pha khí.

Các phân tử H ₂ Se hầu như không thể tương tác với nhau bằng lực lưỡng cực-lưỡng cực rất yếu. Selen, mặc dù nó có độ âm điện thấp hơn lưu huỳnh, nhưng lại tập trung mật độ điện tử cao hơn bằng cách "lấy nó đi" khỏi các nguyên tử hydro.

Selenium hydrides viên nén

Nếu các phân tử H ₂ Se phải chịu áp suất bất thường (hàng trăm GPa), về mặt lý thuyết, chúng buộc phải đông đặc lại thông qua việc hình thành các liên kết Se-H-Se; Đây là những liên kết của ba tâm và hai electron (3c-2e) nơi hydro tham gia. Do đó, các phân tử bắt đầu hình thành các cấu trúc cao phân tử xác định một chất rắn.

Trong những điều kiện này, chất rắn có thể được làm giàu bằng nhiều hydro hơn, điều này làm thay đổi hoàn toàn cấu trúc tạo thành. Hơn nữa, thành phần trở thành loại H _n Se, trong đó n thay đổi từ 3 đến 6. Do đó, các hyđrua selen bị nén bởi các áp suất này, và với sự có mặt của hydro, có công thức hóa học từ H ₃ Se đến H ₆ Se.

Những hyđrua selen được làm giàu hydro này được cho là có đặc tính siêu dẫn.

Tính chất

Ngoại hình

Khí không màu, ở nhiệt độ thấp có mùi giống như củ cải thối và trứng thối nếu nồng độ của nó tăng lên. Mùi của nó tệ hơn và nồng hơn mùi của hydrogen sulfide (vốn đã khá khó chịu). Tuy nhiên, đây là một điều tốt, vì nó giúp phát hiện dễ dàng và giảm rủi ro khi tiếp xúc hoặc hít phải lâu dài.

Khi cháy, nó phát ra ngọn lửa hơi xanh được tạo ra bởi các tương tác điện tử trong các nguyên tử selen.

Khối lượng phân tử

80,98 g / mol.

Điểm sôi

-41 ° C.

Độ nóng chảy

-66 ° C.

Áp suất hơi

9,5 atm ở 21 ° C.

Tỉ trọng

3,553 g / L.

pK

3,89.

Khả năng hòa tan trong nước

0,70 g / 100 mL. Điều này chứng thực thực tế là nguyên tử selen trong H ₂ Se không thể tạo liên kết hydro đáng kể với các phân tử nước.

Khả năng hòa tan trong các dung môi khác

- Hòa tan trong CS ₂ , không có gì đáng ngạc nhiên từ sự tương tự hóa học giữa selen và lưu huỳnh.

- Hòa tan trong phosgene (ở nhiệt độ thấp, vì nó sôi ở 8 ° C).

Danh pháp

Như đã giải thích trong các phần trước, tên của hợp chất này thay đổi tùy thuộc vào việc H ₂ Se ở thể khí hay hòa tan trong nước. Khi nó ở trong nước, nó nói đến hydro selenua, không gì khác hơn là một hydracid về mặt vô cơ. Không giống như các phân tử ở thể khí, đặc tính axit của nó lớn hơn.

Tuy nhiên, dù ở dạng khí hay hòa tan trong nước, nguyên tử selen vẫn duy trì các đặc tính điện tử giống nhau; ví dụ, hóa trị của nó là -2, trừ khi nó trải qua phản ứng oxy hóa. Hóa trị -2 này là lý do tại sao Seleni gọi uro hydro selenua vì anion là ^2- ; chất nào dễ phản ứng và có tính khử hơn S ^2- , lưu huỳnh.

Nếu bạn sử dụng danh pháp hệ thống, bạn phải xác định số nguyên tử hydro trong hợp chất. Do đó, H ₂ được gọi là: selenua di hydro.

Selen hay hiđrua?

Một số nguồn gọi nó như một hydrua. Nếu thực sự là như vậy, selen sẽ mang điện tích dương +2, và hydro tích điện âm -1: SeH ₂ (Se ²⁺ , H ^- ). Selenium là một nguyên tử có độ âm điện lớn hơn hydro, và do đó kết thúc bằng việc “tích trữ” mật độ electron cao nhất trong phân tử H ₂ Se.

Tuy nhiên, về mặt lý thuyết không thể loại trừ sự tồn tại của selen hydrua. Trong thực tế, với sự có mặt của H ^- anion, nó sẽ tạo điều kiện cho các trái phiếu Sê-H-Se, chịu trách nhiệm về các cấu trúc rắn được hình thành ở áp suất khổng lồ theo nghiên cứu tính toán.

Các ứng dụng

Trao đổi chất

Mặc dù có vẻ mâu thuẫn nhưng mặc dù độc tính lớn của H ₂ Se, nó được tạo ra trong cơ thể theo con đường chuyển hóa của selen. Tuy nhiên, ngay sau khi nó được sản xuất, các tế bào sử dụng nó như một chất trung gian trong quá trình tổng hợp các protein selen, hoặc nó sẽ bị methyl hóa và đào thải ra ngoài; một trong những triệu chứng của điều này là có vị của tỏi trong miệng.

Công nghiệp

H ₂ được sử dụng chủ yếu để thêm nguyên tử selen vào các cấu trúc rắn, chẳng hạn như vật liệu bán dẫn; đến các phân tử hữu cơ, chẳng hạn như anken và nitril để tổng hợp selen hữu cơ; hoặc vào một dung dịch để kết tủa selenua kim loại.

Người giới thiệu

1. Wikipedia. (2018). Hyđro selenua. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
2. Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa học vô cơ. (Tái bản lần thứ tư). Đồi Mc Graw.
3. Nguyên tử học. (2012). Hiđro Selenide, H ₂ Se. Khôi phục từ: selenium.atomistry.com
4. Tang Y. & col. (2017). Khí Dopant Hydrogen Selenide (H ₂ Se) để cấy ghép Selen. Hội nghị quốc tế lần thứ 21 về công nghệ cấy ion (IIT). Đài Nam, Đài Loan.
5. Công thức hóa học. (2018). Hyđro selenua. Phục hồi từ: formulacionquimica.com
6. PubChem. (2019). Hyđro selenua. Được khôi phục từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Zhang, S. và cộng sự. (2015). Sơ đồ pha và tính siêu dẫn nhiệt độ cao của hyđrua Selenium nén. Khoa học viễn tưởng phiên bản 5, 15433; doi: 10.1038 / srep15433.
8. Axit.Info. (2019). Axit Selenhydric: tính chất và ứng dụng của loại hydracid này. Đã khôi phục từ: acidos.info/selenhidrico