ซีลีเนียม (Se)องค์ประกอบทางเคมีในกลุ่มออกซิเจน (กลุ่มที่ 16 [VIa] ของตารางธาตุ) มีลักษณะคล้ายกันมากในคุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพด้วยองค์ประกอบกำมะถันและเทลเลียม ซีลีเนียมหายากโดยประมาณ 90 ส่วนต่อล้านเปลือกโลก บางครั้งพบว่าไม่มีการรวมตัวกันรวมถึงกำมะถันพื้นเมือง แต่พบได้บ่อยกว่าเมื่อรวมกับโลหะหนัก (ทองแดงปรอทตะกั่วหรือเงิน) ในแร่ธาตุบางชนิด แหล่งการค้าที่สำคัญของซีลีเนียมนั้นเป็นผลพลอยได้จากการกลั่นทองแดง การใช้งานที่สำคัญคือในการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในเม็ดสีและในการทำแก้ว ซีลีเนียมเป็นโลหะ (องค์ประกอบกลางในคุณสมบัติระหว่างโลหะและอโลหะ) สีเทาเมทัลลิกขององค์ประกอบนั้นเสถียรที่สุดภายใต้สภาวะปกติ แบบฟอร์มนี้มีคุณสมบัติที่ผิดปกติของการนำไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อสัมผัสกับแสง สารประกอบซีลีเนียมเป็นพิษต่อสัตว์ พืชที่ปลูกในดิน seleniferous อาจให้ความสนใจกับองค์ประกอบและกลายเป็นพิษ
องค์ประกอบกลุ่มออกซิเจน: การเกิดขึ้นตามธรรมชาติและการใช้งาน
ธาตุซีลีเนียม (สัญลักษณ์ Se) นั้นหายากกว่าออกซิเจนหรือกำมะถันซึ่งประกอบไปด้วยเปลือกโลกประมาณ 90 ส่วนต่อพันล้านส่วน
.คุณสมบัติองค์ประกอบ
| เลขอะตอม | 34 |
|---|---|
| น้ำหนักปรมาณู | 78.96 |
| ไอโซโทปเสถียร | 74, 76, 77, 78, 80, 82 |
| จุดหลอมเหลว | |
| ไม่มีรูปร่าง | 50 ° C (122 ° F) |
| สีเทา | 217 ° C (423 ° F) |
| จุดเดือด | 685 ° C (1,265 ° F) |
| ความหนาแน่น | |
| ไม่มีรูปร่าง | 4.28 กรัม / ซม. 3 |
| สีเทา | 4.79 กรัม / ซม. 3 |
| สถานะออกซิเดชัน | −2, +4, +6 |
| การกำหนดค่าอิเล็กตรอน | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 4 |
ประวัติศาสตร์
ในปี 1817 นักเคมีชาวสวีเดนJöns Jacob Berzelius ได้สังเกตเห็นสารสีแดงที่เกิดจากแร่ซัลไฟด์จากเหมืองของ Falun ประเทศสวีเดน เมื่อวัสดุสีแดงนี้ถูกตรวจสอบในปีต่อไปมันก็พิสูจน์แล้วว่าเป็นองค์ประกอบและได้รับการตั้งชื่อตามดวงจันทร์หรือเทพธิดาแห่งเซลีน Berzelius ได้ค้นพบแร่ซีลีเนียมที่มีปริมาณสูงผิดปกติเพียงไม่กี่วันก่อนที่เขาจะรายงานเรื่องนี้ต่อสมาคมวิทยาศาสตร์ของโลกเกี่ยวกับซีลีเนียม อารมณ์ขันของเขาปรากฏชัดในชื่อที่เขาให้แร่ยูคาอีไลท์แปลว่า“ ทันเวลา”
การเกิดและการใช้งาน
สัดส่วนของซีลีเนียมในเปลือกโลกอยู่ที่ประมาณ 10 - 5 - 10 - 6เปอร์เซ็นต์ มันได้รับส่วนใหญ่มาจากขั้วบวก Slimes (เงินฝากและวัสดุที่เหลือจากขั้วบวก) ในการกลั่นด้วยไฟฟ้าของทองแดงและนิกเกิล แหล่งที่มาอื่น ๆ คือฝุ่นปล่องควันในทองแดงและการผลิตตะกั่วและก๊าซที่เกิดขึ้นในการเผา pyrites ซีลีเนียมประกอบกับทองแดงในการกลั่นโลหะนั้นประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ของซีลีเนียมที่มีอยู่ในแร่ดั้งเดิมอาจมีสมาธิในทองแดงที่สะสมในกระบวนการอิเล็กโทรไลติก ซีลีเนียมประมาณ 1.5 กิโลกรัมสามารถหาได้จากทองแดงถลุงตัน
เมื่อรวมกันในปริมาณเล็กน้อยลงในแก้วซีลีเนียมจะทำหน้าที่เป็น decolourizer ในปริมาณที่มากขึ้นจะทำให้กระจกมีสีแดงใสซึ่งมีประโยชน์ในสัญญาณไฟ องค์ประกอบยังใช้ในการทำเคลือบสีแดงสำหรับเซรามิกและเครื่องเหล็กเช่นเดียวกับการหลอมโลหะของยางเพื่อเพิ่มความต้านทานต่อการขูดขีด
ความพยายามในการปรับแต่งซีลีเนียมนั้นยิ่งใหญ่ที่สุดในเยอรมนีญี่ปุ่นเบลเยียมและรัสเซีย
อัญรูป
ซีลีเนียมที่ได้รับการจัดสรรนั้นไม่ได้มีขนาดกว้างขวางเท่ากับซัลเฟอร์และไม่ได้ทำการศึกษาอย่างละเอียดถี่ถ้วน มีเพียงซีลีเนียมเพียงสองสายพันธุ์เท่านั้นที่ประกอบไปด้วยไซคลิกซี8โมเลกุล: กำหนดαและβทั้งคู่มีสถานะเป็นผลึกโมโนโคลนสีแดง Allotrope สีเทาที่มีคุณสมบัติเป็นโลหะเกิดขึ้นจากการรักษารูปแบบอื่น ๆ ที่อุณหภูมิ 200–220 ° C และเสถียรที่สุดภายใต้สภาวะปกติ
อะมอร์ฟัส (noncrystalline), สีแดง, รูปแบบเป็นผงของซีลีเนียมเป็นผลมาจากการแก้ปัญหาของกรด selenious หรือเกลือหนึ่งในนั้นได้รับการรักษาด้วยซัลเฟอร์ไดออกไซด์ หากสารละลายเจือจางมากอนุภาคที่ละเอียดมากของสายพันธุ์นี้จะให้การแขวนลอยคอลลอยด์สีแดงที่โปร่งใส แก้วสีแดงใสเป็นผลมาจากกระบวนการที่คล้ายกันซึ่งเกิดขึ้นเมื่อแก้วหลอมเหลวที่มีซีลีเนียมถูกบำบัดด้วยคาร์บอน ซีลีเนียมที่มีลักษณะเป็นแก้วสีดำเกือบดำเกิดขึ้นจากการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วของการดัดแปลงอื่น ๆ จากอุณหภูมิที่สูงกว่า 200 ° C การเปลี่ยนรูปแบบคล้ายแก้วนี้ไปเป็นสีแดงผลึก allotropes เกิดขึ้นเมื่อความร้อนสูงกว่า 90 ° C หรือเมื่อสัมผัสกับตัวทำละลายอินทรีย์เช่นคลอโรฟอร์มเอทานอลหรือเบนซิน
การจัดเตรียม
ซีลีเนียมบริสุทธิ์นั้นได้มาจาก Slimes และกากตะกอนที่เกิดขึ้นในการผลิตกรดซัลฟูริก ซีลีเนียมสีแดงที่ไม่บริสุทธิ์จะถูกละลายในกรดซัลฟิวริกต่อหน้าตัวแทนออกซิไดซ์เช่นโพแทสเซียมไนเตรตหรือสารประกอบแมงกานีสบางชนิด ทั้งกรด selenious, H 2 SEO 3และกรด selenic, H 2 SEO 4จะเกิดขึ้นและสามารถชะล้างจากวัสดุที่ไม่ละลายน้ำที่เหลือ ใช้วิธีการอื่น ๆ ออกซิเดชันทางอากาศ (ย่าง) และเครื่องทำความร้อนด้วยโซเดียมคาร์บอเนตเพื่อให้ยิบโซเดียมละลายนา2 SEO 3 · 5H 2 O และโซเดียม selenate นา2 SEO 4 คลอรีนอาจถูกนำไปใช้ด้วย: การกระทำของมันบนโลหะเซเลไนด์ผลิตสารประกอบที่ระเหยได้รวมทั้งซีลีเนียมไดคลอไรด์, SeCl 2; ซีลีเนียมเตตระคลอไรด์ SeCl 4; diselenium dichloride, Se 2 Cl 2; และ oxychloride ซีลีเนียม SeOCl 2 ในขั้นตอนเดียวสารประกอบซีลีเนียมเหล่านี้จะถูกแปลงด้วยน้ำเป็นกรดซีลีเนียม ในที่สุดซีลีเนียมก็จะถูกกู้คืนโดยการรักษากรดซีลีเนียมด้วยซัลเฟอร์ไดออกไซด์
ซีลีเนียมเป็นองค์ประกอบทั่วไปของแร่ที่มีค่าสำหรับเนื้อหาของเงินหรือทองแดง มันจะเข้มข้นใน slimes ที่สะสมในระหว่างการทำให้บริสุทธิ์ด้วยไฟฟ้าของโลหะ วิธีการได้รับการพัฒนาเพื่อแยกซีลีเนียมออกจาก Slimes เหล่านี้ซึ่งยังมีเงินและทองแดงอยู่ด้วย การละลายน้ำเมือกในรูปแบบซิลเวอร์ซีเลไนด์, Ag 2 Se และทองแดง (I) selenide, Cu 2 Se การรักษาเซลิไนด์เหล่านี้ด้วยกรดไฮโปคลอรัส HOCl ให้เซเลไนต์ที่ละลายน้ำได้และซีลีเนตซึ่งสามารถลดลงได้ด้วยซัลเฟอร์ไดออกไซด์ การทำให้บริสุทธิ์ของซีลีเนียมในขั้นสุดท้ายนั้นทำได้โดยการกลั่นซ้ำ
คุณสมบัติทางกายภาพ - ไฟฟ้า
คุณสมบัติทางกายภาพที่โดดเด่นที่สุดของผลึกซีลีเนียมคือ photoconductivity: เมื่อส่องสว่างการนำไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นมากกว่า 1,000 เท่า ปรากฏการณ์นี้เป็นผลมาจากการส่งเสริมหรือการกระตุ้นของอิเล็กตรอนที่ถูกยึดไว้อย่างหลวม ๆ โดยแสงไปสู่สถานะพลังงานที่สูงขึ้น (เรียกว่าระดับการนำความร้อน) อนุญาตให้มีการย้ายอิเล็กตรอนและดังนั้นการนำไฟฟ้า ในทางตรงกันข้ามอิเล็กตรอนของโลหะทั่วไปอยู่ในระดับการนำหรือแถบที่สามารถไหลภายใต้อิทธิพลของแรงเคลื่อนไฟฟ้า
ความต้านทานไฟฟ้าของซีลีเนียมมีความหลากหลายมากขึ้นอยู่กับตัวแปรต่าง ๆ เช่นธรรมชาติของอัลโลทโทรปปนเปื้อนวิธีการกลั่นอุณหภูมิและความดัน โลหะส่วนใหญ่ไม่ละลายในซีลีเนียมและสิ่งสกปรกที่ไม่ใช่โลหะจะเพิ่มความต้านทาน
การส่องสว่างของผลึกซีลีเนียมเป็นเวลา 0.001 วินาทีเพิ่มความนำไฟฟ้าได้ 10 ถึง 15 เท่า แสงสีแดงมีประสิทธิภาพมากกว่าแสงที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่า
ความได้เปรียบถูกนำมาจากคุณสมบัติโฟโตอิเล็กทริกและความไวแสงของซีลีเนียมในการสร้างอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่สามารถแปลงความเข้มของแสงเป็นกระแสไฟฟ้าและจากนั้นไปยังเอฟเฟกต์ทางแม่เหล็กหรือเชิงกล อุปกรณ์เตือนภัย, อุปกรณ์เปิดและปิดกลไก, ระบบความปลอดภัย, โทรทัศน์, ภาพยนตร์เสียงและการถ่ายภาพรังสีขึ้นอยู่กับคุณสมบัติเซมิคอนดักเตอร์และความไวแสงของซีลีเนียม การแปลงกระแสไฟฟ้ากระแสสลับ (การแปลงเป็นกระแสตรง) ได้ถูกใช้เป็นเวลาหลายปีโดยอุปกรณ์ที่ควบคุมซีลีเนียม แอปพลิเคชันตาแมวจำนวนมากที่ใช้ซีลีเนียมถูกแทนที่ด้วยอุปกรณ์อื่น ๆ โดยใช้วัสดุที่มีความอ่อนไหวมากขึ้นพร้อมใช้งานมากขึ้นและประดิษฐ์ได้ง่ายกว่าซีลีเนียม
