Селенът е химичен елемент с атомен номер 34, който се намира в периодичната таблица под група 16, известна като група на хелидите, и е свързан с елементи като кислород, сяра и телур.
| Селен | |
 | |
| Информационна таблица | |
| Параметър | Информация |
|---|---|
| Име на елемента (български) | Селен |
| Латинско / международно наименование | Selenium |
| Химичен символ | Se |
| Пореден номер (атомно число) | 34 |
| Период и група в таблицата | 4-ти период, 16-та група |
| Блок (s, p, d, f) | p-блок |
| Категория / тип елемент | Неметал |
| Атомна маса | 78.971 u |
| Изотопи | Se-74, Se-76, Se-77, Se-78, Se-80, Se-82 (стабилни) |
| Средна атомна маса | 78.971 |
| Плътност | 4.81 g/cm³ (сив селен) |
| Температура на топене | 221°C |
| Температура на кипене | 685°C |
| Кристална структура | Хексагонална (сив селен), аморфна (червен селен) |
| Цвят / външен вид | Сив, червен или черен в зависимост от алотропната форма |
| Агрегатно състояние при 20°C | Твърдо |
| Откривател / година на откриване | Йонс Якоб Берцелиус, 1817 г. |
| Място на откриване | Швеция |
| Етимология на името | От гръцки „selene“ – Луна, поради прилика с телура (земя) |
| Химическа формула | Se |
| Окислителни степени | −2, +2, +4, +6 |
| Електронна конфигурация | [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴ |
| Електроотрицателност | 2.55 (по Полинг) |
| Йонизационна енергия | 941 kJ/mol |
| Ковалентен радиус | 120 pm |
| Атомен радиус | 116 pm |
| Топлопроводимост | 0.52 W/(m·K) |
| Електрическа проводимост | Полупроводникова; нараства при осветяване |
| Магнитни свойства | Диамагнитен |
| Състояние на електрони при възбуждане | 4s¹4p⁵ |
| Спектрален цвят / линии | Сини и зелени линии в спектъра |
| Честота в земната кора | 0.05 ppm (рядък елемент) |
| Наличие във Вселената | Среща се в звезди и вулканични изпарения |
| Основни минерали и съединения | Селениди на мед, сребро, олово, цинк и желязо |
| Разпространение в природата | Среща се в сулфидни руди като страничен продукт от пречистване на мед |
| Начини за получаване / добив | Извличане от аноден шлам при електролиза на мед |
| Основни производители в света | Канада, Русия, Япония, Германия, Китай |
| Основни приложения | Фотоволтаици, електроника, стъкларство, пигменти, хранителни добавки |
| Участие в сплави / съединения | SeO₂ (диоксид), H₂Se (водороден селенид), Na₂Se (натриев селенид) |
| Биологично значение | Есенциален микроелемент; необходим за ензима глутатион пероксидаза |
| Токсичност и безопасност | Полезен в микродози, но токсичен в по-големи количества |
| Пределно допустима концентрация | 0.01 mg/L (в питейна вода, според СЗО) |
| Влияние върху човешкия организъм | Подпомага имунната система и антиоксидантната защита |
| Роля в биохимичните процеси | Участва в антиоксидантни ензими и метаболизма на хормоните на щитовидната жлеза |
| Използване в индустрията | Производство на стъкло, копирни барабани, фотоволтаични клетки |
| Използване в електрониката / енергетиката | Съставка в слънчеви панели (CdSe, CuInSe₂) и фотоклетки |
| Използване в медицината / фармацията | В хранителни добавки и препарати за укрепване на имунитета |
| Ядрени свойства | Стабилен; изотоп Se-79 е радиоактивен с дълъг полуживот (3.27×10⁵ години) |
| Полуживот на радиоактивни изотопи | Se-75 – 120 дни |
| Тип радиоактивен разпад | Гама-разпад |
| Енергия на връзката | 2.25 eV на атом |
| Наличие в атмосферата / океаните | Микроколичества в морска вода и вулканичен прах |
| Влияние върху околната среда | Високи нива могат да са токсични за растения и риби |
| Методи за рециклиране / повторна употреба | Възстановяване от електронни отпадъци и медни шлами |
| Глобално годишно производство | Около 3 000 тона |
| Годишна консумация | 2 800 тона |
| Основни вносители / износители | Китай, Япония, Канада, САЩ |
| Историческо значение | Селенът е помогнал за разбирането на фотопроводимостта и развитието на соларни технологии |
| Научна дисциплина | Химия, биохимия, материалознание |
| Интересни факти | Селенът е химически сроден с сярата и телура; отразява светлината като огледало |
| CAS номер | 7782-49-2 |
| PubChem CID | 6326970 |
| UN номер / код за транспортна безопасност | UN 3077 |
| Периодични тенденции | Неметал с амфотерни свойства; аналог на сярата |
| Спектър на излъчване | Зеленикаво-син при пламъчен тест |
| Енергийно ниво на външния електрон | 4p⁴ |
| Промишлени рискове и мерки за безопасност | Избягване на вдишване на прах и изпарения; добра вентилация при работа |
| Състояние при стандартни условия (STP) | Твърдо, неметал |
| Класификация по IUPAC | Неметал |
| Символика и културно значение | Свързван с Луната и светлината – символ на пречистване и защита |
Той представлява важен микроелемент за живите организми, като играе ключова роля в множество биохимични процеси. Селенът е открит през 1817 година от шведския химик Йохан Готлиб Гейл, който изолиран елемента от минерал, наречен селенит.
Физични и химични свойства на селена
Селенът е неметал, който може да съществува в различни модификации, включително черен, сив и червен. Черният селен е аморфна форма, докато сивият селен, който е най-стабилната форма, има кристална структура и е най-разпространената форма в природата.
Температурата на топене на сивия селен е около 221 °C, а точката на кипене е 685 °C. Този елемент е полупроводник и проявява интересни електрични свойства, които го правят полезен в електронните устройства.
Химически селенът е активен и образува съединения с много елементи, включително метали и неметали. Той може да образува селениди с метали, а също така е в състояние да образува киселини и соли. Селенът е известен със своите антикорозионни свойства и се използва в различни индустриални приложения, включително производството на стъкла, пигменти и в електронната индустрия.
Произход и история на селена
Историята на селена започва с откритията на Гейл, който, изучавайки минералите на сулфур, забелязал, че един от съставните елементи притежава уникални свойства, различаващи се от тези на познатите му елементи.
Името "селен" произлиза от гръцката дума "selene", което означава "лунна светлина", и е свързано с цвета на минералите, от които е изолиран. След откритията на Гейл, изследванията на селена продължават, като през 19-ти и 20-ти век учените започват да разбират по-добре неговите свойства и приложения.
През 1930-те години, с развитието на биохимията, учените откриват, че селенът е есенциален микроелемент за животните и хората. Първите проучвания показват, че дефицитът на селен води до сериозни здравословни проблеми, включително сърдечни заболявания и намалена имунна функция.
През 1970-те години, селенът става обект на интензивно изследване в контекста на храненето и здравето, а откритията относно неговата роля в антиоксидантната защита и метаболизма на клетките предизвикват голям интерес в научната общност.
Биологични функции и значение на селена
Селенът играе важна роля в много биологични процеси. Той участва в синтеза на селенопротеини, които са важни за антиоксидантната защита на клетките. Един от най-важните селенопротеини е глутатион пероксидаза, който спомага за защита на клетките от оксидативен стрес, причинен от свободните радикали.
В допълнение, селенът е важен за нормалната функция на имунната система и метаболизма на тиреоидните хормони. Недостатъчното количество селен в организма може да доведе до различни здравословни проблеми.
Например, дефицитът на селен е свързан с Кашин-Бек болест, която е форма на остеоартрит, проявяваща се предимно в определени региони на Китай, където почвата е бедна на селен. Също така, дефицитът на селен е свързан с повишен риск от сърдечно-съдови заболявания и рак.
От друга страна, излишъкът от селен също може да бъде вреден. Хиперселенозата, състояние, предизвикано от прекомерно количество селен, може да доведе до симптоми като загуба на коса, умора, стомашно-чревни разстройства и дори токсичност на нервната система.
Ето защо, поддържането на оптимални нива на селен в организма е от съществено значение за здравето.
Източници на селен
Селенът е широко разпространен в природата, но количеството му варира в зависимост от географските и климатичните условия. Най-добрите хранителни източници на селен включват ядки, особено бразилските ядки, риба, месо, яйца и зърнени храни.
Важно е да се отбележи, че нивата на селен в земеделските култури зависят от съдържанието на селен в почвата, в която те растат. В някои региони, където почвата е бедна на селен, добавките с селен могат да бъдат необходими, за да се осигури достатъчно количество от този важен микроелемент.
Въпреки това, приемът на добавки трябва да бъде внимателно регулиран, за да се избегнат потенциални негативни ефекти от предозиране.
Приложение на селена в индустрията и медицината
Селенът не само че е важен за здравето на хората, но също така има множество приложения в индустриалната и медицинската сфера. В електронната индустрия селенът се използва за производството на фоточувствителни елементи и в соларни панели.
Неговите антикорозионни свойства го правят идеален за покрития на различни метали и сплави. В медицината, селенът е предмет на интензивни изследвания, свързани с неговите потенциални противоракови свойства.
Някои проучвания показват, че адекватният прием на селен може да намали риска от определени видове рак, като рак на простатата и рак на белия дроб. Въпреки че резултатите от изследванията не са окончателни, селенът остава важен обект на изследване в контекста на превенцията и лечението на различни заболявания.
Обобщавайки, селенът е изключително важен елемент, който играе съществена роля както в биохимичните процеси на живите организми, така и в индустриалната и медицинската сфера. Разбирането на неговите свойства, функции и източници е от съществено значение за поддържането на добро здраве и оптимално функциониране на организма.