HIDROGEN SELENIDE (H2SE): STRUKTUR, SIFAT DAN KEGUNAANNYA - KIMIA - 2025

The asid selenhídrico atau hidrogen selenide adalah sebatian organik dengan formula kimia H ₂ Se. Ia bersifat kovalen, dan dalam keadaan suhu dan tekanan biasa ia adalah gas yang tidak berwarna; tetapi dengan bau yang kuat dikenali dengan kehadirannya yang kecil. Secara kimia, ia adalah kalsogenida, jadi selenium mempunyai valensi -2 (Se ^2- ).

Dari semua selenida, H ₂ Se adalah yang paling beracun kerana molekulnya kecil dan atom seleniumnya kurang terhalang secara sterik ketika bertindak balas. Sebaliknya, baunya membolehkan mereka yang bekerja dengannya dapat mengesannya dengan segera sekiranya berlaku kebocoran di luar tudung makmal.

Hidrogen selenide boleh disintesis oleh gabungan langsung dua unsur-unsur: hidrogen molekul, H ₂ , dan selenium logam. Ia juga dapat diperoleh dengan melarutkan sebatian kaya selenium, seperti selenida besi (II), FeSe, dalam asid hidroklorik.

Sebaliknya, hidrogen selenida disediakan dengan melarutkan hidrogen selenida di dalam air; iaitu, yang pertama dilarutkan dalam air, sementara yang kedua terdiri dari molekul gas.

Penggunaan utamanya adalah menjadi sumber selenium dalam sintesis organik dan bukan organik.

Struktur hidrogen selenida

Molekul selenida hidrogen. Sumber: Ben Mills

Gambar di atas menunjukkan bahawa molekul H ₂ Se mempunyai geometri sudut, walaupun sudut 91 ° menjadikannya lebih mirip L daripada V. Dalam model sfera dan rod ini, atom hidrogen dan selenium adalah sfera putih dan kuning, masing-masing.

Molekul ini, seperti yang ditunjukkan, adalah satu dalam fasa gas; iaitu untuk hidrogen selenide. Apabila dilarutkan dalam air, ia melepaskan proton dan dalam larutan kita mempunyai pasangan HSe ^- H ₃ O ⁺ ; Ini pasangan ion datang kepada hidrogen selenide, ditandakan H ₂ Se (aq) untuk membezakannya dengan selenide hidrogen, H ₂ Se (g).

Oleh itu, struktur antara H ₂ Se (ac) dan H ₂ Se (g) sangat berbeza; yang pertama dikelilingi oleh sfera berair dan mempunyai muatan ion, dan yang kedua terdiri daripada kumpulan molekul dalam fasa gas.

Molekul H ₂ Se hampir tidak dapat saling berinteraksi dengan daya dipol-dipol yang sangat lemah. Selenium, walaupun kurang elektronegatif daripada sulfur, menumpukan kepadatan elektron yang lebih tinggi dengan "mengambilnya" dari atom hidrogen.

Tablet selenium hidrida

Sekiranya molekul H ₂ Se mengalami tekanan luar biasa (beratus-ratus GPa), secara teorinya mereka dipaksa untuk memantapkan melalui pembentukan ikatan Se-H-Se; Ini adalah ikatan tiga pusat dan dua elektron (3c-2e) di mana hidrogen mengambil bahagian. Oleh itu, molekul mula membentuk struktur polimer yang menentukan pepejal.

Dalam keadaan ini, pepejal dapat diperkaya dengan lebih banyak hidrogen, yang mengubah struktur yang dihasilkan sepenuhnya. Selanjutnya, komposisi menjadi jenis H _n Se, di mana n bervariasi dari 3 hingga 6. Oleh itu, selenium hidrida yang dimampatkan oleh tekanan ini, dan dengan adanya hidrogen, mempunyai formula kimia H ₃ Se hingga H ₆ Se.

Selenium hidrida yang diperkaya hidrogen ini dipercayai mempunyai sifat superkonduktor.

Hartanah

Penampilan fizikal

Gas tidak berwarna yang pada suhu rendah berbau seperti lobak busuk dan telur busuk jika kepekatannya meningkat. Baunya lebih buruk dan lebih kuat daripada hidrogen sulfida (yang sudah cukup tidak menyenangkan). Walau bagaimanapun, ini adalah perkara yang baik, kerana ia membantu pengesanannya dengan mudah dan mengurangkan risiko kontak atau penyedutan yang berpanjangan.

Apabila terbakar, ia memancarkan api kebiruan yang dihasilkan oleh interaksi elektronik di selenium atom.

Jisim molekul

80.98 g / mol.

Takat didih

-41 ° C.

Takat lebur

-66 ° C

Tekanan wap

9.5 atm pada 21 ° C.

Ketumpatan

3.553 g / L.

pK

3.89.

Keterlarutan air

0.70 g / 100 mL. Ini membuktikan bahawa atom selenium dalam H ₂ Se tidak dapat membentuk ikatan hidrogen yang cukup besar dengan molekul air.

Kelarutan dalam pelarut lain

-Larut dalam CS ₂ , yang tidak menghairankan dari analogi kimia antara selenium dan sulfur.

-Larut dalam phosgene (pada suhu rendah, kerana mendidih pada 8 ° C).

Tatanama

Seperti yang telah dijelaskan di bahagian sebelumnya, nama sebatian ini berbeza bergantung pada sama ada H ₂ Se berada dalam fasa gas atau dilarutkan di dalam air. Apabila berada di dalam air, ia disebut sebagai asam selenhidrat hidrogen, yang tidak lebih dari sekadar hidrid dalam istilah anorganik. Tidak seperti molekul gas, sifat asidnya lebih besar.

Walau bagaimanapun, sama ada sebagai gas atau larut dalam air, atom selenium mengekalkan ciri elektronik yang sama; sebagai contoh, valensinya adalah -2, kecuali jika ia mengalami tindak balas pengoksidaan. Nilai valensi -2 ini adalah sebab mengapa Seleni memanggil uro hidrogen selenide sebagai anion adalah ^2- ; yang lebih reaktif dan pengurangan daripada sulfur S ^2- .

Sekiranya anda menggunakan tatanama sistematik, anda mesti menentukan bilangan atom hidrogen dalam sebatian tersebut. Oleh itu, H ₂ dipanggil: selenide di hidrogen.

Selenide atau hidrida?

Beberapa sumber menyebutnya sebagai hidrida. Sekiranya benar, selenium akan dikenakan positif +2, dan hidrogen dicas negatif -1: SeH ₂ (Se ²⁺ , H ^- ). Selenium adalah atom yang lebih elektronegatif daripada hidrogen, dan oleh itu akhirnya "menimbun" kepadatan elektron tertinggi dalam molekul H ₂ Se.

Namun demikian, keberadaan selenium hidrida tidak dapat dikesampingkan secara teoritis. Malah, dengan kehadiran H ^- ion negatif, ia akan memudahkan bon Se-H-Se, yang bertanggungjawab bagi struktur pepejal terbentuk pada tekanan yang besar mengikut kajian komputer.

Permohonan

Metabolik

Walaupun kelihatan bertentangan, walaupun terdapat ketoksikan H ₂ Se yang besar, ia dihasilkan dalam badan di jalur metabolisme selenium. Bagaimanapun, setelah dihasilkan, sel menggunakannya sebagai perantaraan dalam sintesis protein selenium, atau akhirnya akan dimetilasi dan diekskresikan; salah satu gejala ini adalah rasa bawang putih di mulut.

Perindustrian

H ₂ digunakan terutamanya untuk menambahkan atom selenium pada struktur pepejal, seperti bahan semikonduktor; kepada molekul organik, seperti alkena dan nitril untuk sintesis selenida organik; atau penyelesaian untuk memendapkan selenida logam.

Rujukan

1. Wikipedia. (2018). Hidrogen selenida. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
2. Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi keempat). Bukit Mc Graw.
3. Atomistry. (2012). Hidrogen Selenide, H ₂ Se. Dipulihkan dari: selenium.atomistry.com
4. Tang Y. & col. (2017). Gas Dopant Hidrogen Selenida (H ₂ Se) untuk Implantasi Selenium. Persidangan Antarabangsa ke-21 mengenai Teknologi Implantasi Ion (IIT). Tainan, Taiwan.
5. Formulasi kimia. (2018). Hidrogen selenida. Dipulihkan dari: formulacionquimica.com
6. PubChem. (2019). Hidrogen selenida. Dipulihkan dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Zhang, S. et al. (2015). Diagram Fasa dan Superconduktiviti Suhu Tinggi Selenium Hidrida Mampat. Ulangan 5, 15433; doi: 10.1038 / srep15433.
8. Asid.Info. (2019). Asid selenhidrat: sifat dan aplikasi hidrid ini. Dipulihkan dari: acidos.info/selenhidrico