سيلينيد الهيدروجين (H2SE): الهيكل والخصائص والاستخدامات - كيمياء - 2025

و حمض selenhídrico أو الهيدروجين سلينيد هو مركب غير عضوي له الصيغة الكيميائية H ₂ سي. إنه تساهمي بطبيعته ، وفي ظل الظروف العادية لدرجة الحرارة والضغط يكون غازًا عديم اللون ؛ ولكن برائحة نفاذة يمكن تمييز وجودها البسيط. كيميائيًا ، هو كالكوجينيد ، لذا فإن السيلينيوم له تكافؤ -2 (Se ^2-).

من بين جميع مركبات السلينيدات ، يعتبر H ₂ Se الأكثر سمية لأن جزيئه صغير وذرة السيلينيوم أقل إعاقة من الناحية التعقيمية عند التفاعل. من ناحية أخرى ، تسمح رائحته لمن يعمل معه باكتشافه فورًا في حالة حدوث تسرب خارج غطاء المختبر.

يمكن تصنيع سيلينيد الهيدروجين عن طريق الجمع المباشر بين عنصريه: الهيدروجين الجزيئي ، H ₂ ، والسيلينيوم المعدني. يمكن الحصول عليه أيضًا عن طريق إذابة المركبات الغنية بالسيلينيوم ، مثل سيلينيد الحديد (II) ، FeSe ، في حمض الهيدروكلوريك.

من ناحية أخرى ، يتم تحضير سيلينيد الهيدروجين عن طريق إذابة سيلينيد الهيدروجين في الماء ؛ أي ، يذوب الأول في الماء ، بينما يتكون الأخير من جزيئات غازية.

استخدامه الرئيسي هو أن يكون مصدرًا للسيلينيوم في التوليف العضوي وغير العضوي.

هيكل سيلينيد الهيدروجين

جزيء سيلينيد الهيدروجين. المصدر: بن ميلز

توضح الصورة أعلاه أن جزيء H ₂ Se له هندسة زاويّة ، على الرغم من أن زاويته البالغة 91 درجة تجعله يبدو مثل L أكثر من V. في هذا النموذج من الكرات والقضبان ، ذرات الهيدروجين و أن السيلينيوم هي المجالات البيضاء والصفراء ، على التوالي.

هذا الجزيء ، كما هو موضح ، هو الموجود في الطور الغازي ؛ هذا هو ، لسيلينيد الهيدروجين. عندما يذوب في الماء ، فإنه يطلق بروتون وفي المحلول لدينا الزوج HSe ^- H ₃ O ⁺ ؛ يأتي هذا الزوج من الأيونات إلى سيلينيد الهيدروجين ، ويُشار إليه بـ H ₂ Se (aq) لتمييزه عن سيلينيد الهيدروجين ، H ₂ Se (g).

لذلك ، فإن التراكيب بين H ₂ Se (ac) و H ₂ Se (g) مختلفة تمامًا ؛ الأول محاط بكرة مائية وله شحنات أيونية ، والثاني يتكون من تكتل من الجزيئات في الطور الغازي.

يمكن لجزيئات H ₂ Se أن تتفاعل بالكاد مع بعضها البعض بواسطة قوى ثنائية القطب ضعيفة جدًا. السيلينيوم ، على الرغم من أنه أقل كهربيًا من الكبريت ، إلا أنه يركز كثافة إلكترون أعلى عن طريق "إزالته" من ذرات الهيدروجين.

أقراص هيدريد السيلينيوم

إذا تعرضت جزيئات H ₂ Se لضغط غير عادي (مئات GPa) ، فإنها من الناحية النظرية مجبرة على التصلب من خلال تكوين روابط Se-H-Se ؛ هذه روابط من ثلاثة مراكز وإلكترونين (3c-2e) حيث يشارك الهيدروجين. لذلك ، تبدأ الجزيئات في تكوين هياكل بوليمرية تحدد المادة الصلبة.

في ظل هذه الظروف ، يمكن إثراء المادة الصلبة بمزيد من الهيدروجين ، مما يؤدي إلى تعديل الهياكل الناتجة تمامًا. علاوة على ذلك ، يصبح التركيب من النوع H _n Se ، حيث يختلف n من 3 إلى 6. وهكذا ، فإن هيدرات السيلينيوم المضغوطة بواسطة هذه الضغوط ، وفي وجود الهيدروجين ، لها صيغ كيميائية من H ₃ Se إلى H ₆ Se.

ويعتقد أن هيدرات السيلينيوم المخصب بالهيدروجين لها خصائص فائقة التوصيل.

الخصائص

مظهر جسماني

غاز عديم اللون تنبعث منه رائحة الفجل والبيض الفاسد في درجات الحرارة المنخفضة إذا زاد تركيزه. رائحته أسوأ وأكثر كثافة من رائحة كبريتيد الهيدروجين (وهو بالفعل غير سارة للغاية). ومع ذلك ، فهذا شيء جيد لأنه يساعد في سهولة اكتشافه ويقلل من مخاطر الاتصال أو الاستنشاق لفترة طويلة.

عندما تحترق ، فإنها تطلق لهبًا مزرقًا ناتجًا عن التفاعلات الإلكترونية في ذرات السيلينيوم.

الكتلة الجزيئية

80.98 جم / مول.

نقطة الغليان

-41 درجة مئوية.

نقطة الانصهار

-66 درجة مئوية.

ضغط البخار

9.5 ضغط جوي عند 21 درجة مئوية.

كثافة

3.553 جم / لتر.

pK

3.89

الذوبان في الماء

0.70 جم / 100 مل. هذا يؤكد حقيقة أن ذرة السيلينيوم في H ₂ Se لا يمكن أن تشكل روابط هيدروجينية ملحوظة مع جزيئات الماء.

الذوبان في المذيبات الأخرى

- قابل للذوبان في CS ₂ ، وهو أمر لا يثير الدهشة من التشابه الكيميائي بين السيلينيوم والكبريت.

- قابل للذوبان في الفوسجين (في درجات حرارة منخفضة حيث يغلي عند 8 درجات مئوية).

التسمية

كما أوضحنا في الأقسام السابقة ، يختلف اسم هذا المركب اعتمادًا على ما إذا كان H ₂ Se في المرحلة الغازية أو مذاب في الماء. عندما يكون في الماء ، يشار إليه على أنه حمض سيلينهيدريك الهيدروجين ، وهو ليس أكثر من هيدراكيد من الناحية غير العضوية. على عكس الجزيئات الغازية ، فإن طابعها الحمضي أكبر.

ومع ذلك ، سواء كان غازًا أو مذابًا في الماء ، فإن ذرة السيلينيوم تحافظ على نفس الخصائص الإلكترونية ؛ على سبيل المثال ، التكافؤ هو -2 ، إلا إذا خضع لتفاعل أكسدة. هذا التكافؤ -2 هو السبب في أن سيليني يطلق على uro hydrogen selenide لأن الأنيون هو ^2- ؛ التي هي أكثر التفاعلي والحد من S ^2- والكبريت.

إذا كنت تستخدم تسمية منهجية ، فيجب عليك تحديد عدد ذرات الهيدروجين في المركب. وهكذا ، يسمى H ₂: سيلينيد دي الهيدروجين.

سيلينيد أم هيدريد؟

تشير بعض المصادر إليه على أنه هيدريد. إذا كان الأمر كذلك بالفعل ، فسيكون السيلينيوم موجب الشحنة +2 ، والهيدروجين سالب الشحنة -1: SeH ₂ (Se ²⁺ ، H ^-). السيلينيوم هو ذرة كهربية أكثر من الهيدروجين ، وبالتالي ينتهي به الأمر إلى "اكتناز" أعلى كثافة إلكترون في جزيء H ₂ Se.

ومع ذلك ، لا يمكن من الناحية النظرية استبعاد وجود هيدريد السيلينيوم. في الواقع ، مع وجود H ^- الأنيونات ، فإنه من شأنه أن يسهل روابط Se-H-Se ، المسؤولة عن الهياكل الصلبة التي تشكلت عند ضغوط هائلة وفقًا للدراسات الحسابية.

التطبيقات

الأيض

على الرغم من أنه يبدو متناقضًا ، على الرغم من السمية الكبيرة لـ H ₂ Se ، فإنه ينتج في الجسم في المسار الأيضي للسيلينيوم. ومع ذلك ، بمجرد إنتاجه ، تستخدمه الخلايا كوسيط في تخليق بروتينات السيلينيوم ، أو ينتهي به الأمر إلى ميثيلته وإفرازه ؛ ومن اعراض ذلك طعم الثوم في الفم.

صناعي

يستخدم H ₂ بشكل أساسي لإضافة ذرات السيلينيوم إلى الهياكل الصلبة ، مثل مواد أشباه الموصلات ؛ إلى الجزيئات العضوية ، مثل الألكينات والنتريل لتخليق السلينيدات العضوية ؛ أو إلى محلول لترسيب سيلينيدات المعادن.

المراجع

1. ويكيبيديا. (2018). سيلينيد الهيدروجين. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
2. رجفة وأتكينز. (2008). الكيمياء غير العضوية. (طبعة رابعة). ماك جراو هيل.
3. الذرات. (2012). سيلينيد الهيدروجين ، H ₂ Se. تم الاسترجاع من: selenium.atomistry.com
4. تانغ واي & العقيد. (2017). سيلينيد الهيدروجين (H ₂ Se) الغاز المشوب لزرع السيلينيوم. المؤتمر الدولي الحادي والعشرون لتكنولوجيا زرع الأيونات (IIT). تاينان، تايوان.
5. صياغة كيميائية. (2018). سيلينيد الهيدروجين. تم الاسترجاع من: formulacionquimica.com
6. بوبكيم. (2019). سيلينيد الهيدروجين. تم الاسترجاع من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. تشانغ ، س وآخرون. (2015). مخطط الطور والموصلية الفائقة لدرجات الحرارة العالية لهيدرات السيلينيوم المضغوطة. Sci. Rep.5، 15433 ؛ دوى: 10.1038 / srep15433.
8. الأحماض. (2019). حمض السيلينهيدريك: خصائص وتطبيقات هذا الهيدرازيد. تم الاسترجاع من: acidos.info/selenhidrico