HYDROGEN SELENIDE (H2SE): โครงสร้างคุณสมบัติและการใช้งาน - เคมี - 2025

กรดselenhídricoหรือไฮโดรเจน selenide เป็นสารอนินทรีที่มีสูตรทางเคมี H ₂ Se เป็นโควาเลนต์ในธรรมชาติและภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความดันปกติจะเป็นก๊าซไม่มีสี แต่มีกลิ่นแรงซึ่งจำได้ว่ามีอยู่เล็กน้อย ในทางเคมีมันคือชอลโคจิไนด์ดังนั้นซีลีเนียมจึงมีความจุ -2 (Se ^2- )

ในบรรดาซีลีเนียมทั้งหมด H ₂ Se เป็นพิษมากที่สุดเนื่องจากโมเลกุลของมันมีขนาดเล็กและอะตอมของซีลีเนียมจะถูกขัดขวางการฆ่าเชื้อน้อยกว่าเมื่อทำปฏิกิริยา ในทางกลับกันกลิ่นของมันช่วยให้ผู้ที่ทำงานกับมันสามารถตรวจจับได้ทันทีในกรณีที่มีการรั่วไหลออกนอกฝากระโปรงห้องปฏิบัติการ

ไฮโดรเจนซีลีเนียมสามารถสังเคราะห์ได้โดยการรวมกันโดยตรงของธาตุทั้งสอง ได้แก่ ไฮโดรเจนโมเลกุล H ₂และซีลีเนียมโลหะ นอกจากนี้ยังสามารถหาได้โดยการละลายสารประกอบที่อุดมด้วยซีลีเนียมเช่นเหล็ก (II) ซีลีไนด์ FeSe ในกรดไฮโดรคลอริก

ในทางกลับกันไฮโดรเจนซีลีไนด์ถูกเตรียมโดยการละลายไฮโดรเจนซีลีไนด์ในน้ำ นั่นคืออดีตจะละลายในน้ำในขณะที่ส่วนหลังประกอบด้วยโมเลกุลของก๊าซ

การใช้งานหลักคือเป็นแหล่งของซีลีเนียมในการสังเคราะห์อินทรีย์และอนินทรีย์

โครงสร้างของไฮโดรเจนซีลีไนด์

โมเลกุลไฮโดรเจนซีลีไนด์ ที่มา: Ben Mills

ภาพด้านบนแสดงให้เห็นว่าโมเลกุล H ₂ Se มีรูปทรงเรขาคณิตเชิงมุมแม้ว่ามุม 91 °จะทำให้ดูเหมือน L มากกว่า V ในแบบจำลองของทรงกลมและแท่งนี้อะตอมของไฮโดรเจนและ ซีลีเนียมเป็นทรงกลมสีขาวและสีเหลืองตามลำดับ

ดังที่แสดงโมเลกุลนี้เป็นโมเลกุลที่อยู่ในเฟสของก๊าซ นั่นคือสำหรับไฮโดรเจนซีลีไนด์ เมื่อละลายในน้ำมันออกโปรตอนและในการแก้ปัญหาเรามีคู่ HSE ^- H ₃ O ⁺ ; ไอออนคู่นี้มาพร้อมกับไฮโดรเจนซีลีไนด์ซึ่งแสดงถึง H ₂ Se (aq) เพื่อแยกความแตกต่างจากไฮโดรเจนซีลีไนด์ H ₂ Se (g)

ดังนั้นโครงสร้างระหว่าง H ₂ Se (ac) และ H ₂ Se (g) จึงแตกต่างกันมาก อันแรกล้อมรอบด้วยทรงกลมในน้ำและมีประจุไอออนิกและอันที่สองประกอบด้วยโมเลกุลรวมกันในเฟสของก๊าซ

โมเลกุลของ H ₂ Se แทบจะไม่สามารถโต้ตอบกันได้ด้วยแรงไดโพล - ไดโพลที่อ่อนแอมาก ซีลีเนียมแม้ว่าจะมีอิเล็กโทรเนกาติวิตีน้อยกว่ากำมะถัน แต่ก็มีความเข้มข้นของอิเล็กตรอนที่สูงกว่าโดย "นำมันออกไป" จากอะตอมของไฮโดรเจน

เม็ดซีลีเนียมไฮไดรด์

หากโมเลกุลของ H ₂ Se อยู่ภายใต้ความกดดันที่ไม่ธรรมดา (หลายร้อย GPa) ในทางทฤษฎีพวกมันจะถูกบังคับให้แข็งตัวผ่านการสร้างพันธะ Se-H-Se สิ่งเหล่านี้คือพันธะของสามศูนย์และสองอิเล็กตรอน (3c-2e) ที่ไฮโดรเจนมีส่วนร่วม ดังนั้นโมเลกุลจึงเริ่มสร้างโครงสร้างพอลิเมอร์ที่กำหนดของแข็ง

ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ของแข็งสามารถเสริมด้วยไฮโดรเจนได้มากขึ้นซึ่งจะปรับเปลี่ยนโครงสร้างผลลัพธ์ได้อย่างสมบูรณ์ นอกจากนี้องค์ประกอบยังกลายเป็นประเภท H _n Se โดยที่ n แตกต่างกันไปตั้งแต่ 3 ถึง 6 ดังนั้นซีลีเนียมไฮไดรด์ที่ถูกบีบอัดโดยแรงกดดันเหล่านี้และในที่มีไฮโดรเจนจะมีสูตรทางเคมี H ₃ Se ถึง H ₆ Se

เชื่อกันว่าซีลีเนียมไฮไดรด์ที่เติมไฮโดรเจนเหล่านี้มีคุณสมบัติเป็นตัวนำยิ่งยวด

คุณสมบัติ

ลักษณะทางกายภาพ

ก๊าซไม่มีสีที่อุณหภูมิต่ำจะมีกลิ่นเหมือนหัวไชเท้าเน่าและไข่เน่าหากความเข้มข้นเพิ่มขึ้น กลิ่นของมันแย่กว่าและรุนแรงกว่าของไฮโดรเจนซัลไฟด์ (ซึ่งค่อนข้างไม่เป็นที่พอใจ) อย่างไรก็ตามนี่เป็นสิ่งที่ดีเนื่องจากช่วยในการตรวจจับได้ง่ายและลดความเสี่ยงจากการสัมผัสหรือสูดดมเป็นเวลานาน

เมื่อเผาไหม้จะให้เปลวไฟสีน้ำเงินที่เกิดจากปฏิสัมพันธ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ในอะตอมของซีลีเนียม

มวลโมเลกุล

80.98 ก. / โมล.

จุดเดือด

-41 องศาเซลเซียส

จุดหลอมเหลว

-66 องศาเซลเซียส

ความดันไอ

9.5 atm ที่ 21 ° C

ความหนาแน่น

3.553 ก. / ล.

เภสัชจลนศาสตร์

3.89

ความสามารถในการละลายน้ำ

0.70 ก. / 100 มล. สิ่งนี้ยืนยันความจริงที่ว่าอะตอมของซีลีเนียมใน H ₂ Se ไม่สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนกับโมเลกุลของน้ำได้

ความสามารถในการละลายในตัวทำละลายอื่น ๆ

- ละลายได้ใน CS ₂ซึ่งไม่น่าแปลกใจจากการเปรียบเทียบทางเคมีระหว่างซีลีเนียมและกำมะถัน

- ละลายในฟอสจีน (ที่อุณหภูมิต่ำเนื่องจากเดือดที่ 8 ° C)

ศัพท์เฉพาะ

ดังที่ได้อธิบายไปแล้วในส่วนก่อนหน้านี้ชื่อของสารประกอบนี้แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับว่า H ₂ Se อยู่ในเฟสของก๊าซหรือละลายในน้ำ เมื่ออยู่ในน้ำจะเรียกว่ากรดไฮโดรเจนเซเลนไฮดริกซึ่งไม่มีอะไรมากไปกว่าไฮโดรซิดในอนินทรีย์ ซึ่งแตกต่างจากโมเลกุลของก๊าซลักษณะของกรดจะมากกว่า

อย่างไรก็ตามไม่ว่าจะเป็นก๊าซหรือละลายในน้ำอะตอมของซีลีเนียมยังคงมีลักษณะทางอิเล็กทรอนิกส์เหมือนกัน ตัวอย่างเช่นความจุของมันคือ -2 เว้นแต่จะผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชั่น ความจุของ -2 นี้เป็นสาเหตุที่ Seleni เรียกว่าuro hydrogen selenide เนื่องจากแอนไอออนคือ^2- ; ซึ่งมีปฏิกิริยาและรีดิวซ์มากกว่า S ^2- , กำมะถัน

หากคุณใช้ระบบการตั้งชื่อคุณต้องระบุจำนวนอะตอมของไฮโดรเจนในสารประกอบ ดังนั้น H ₂จึงถูกเรียกว่า: selenide di hydrogen

Selenide หรือ Hydride?

บางแหล่งอ้างว่าเป็นไฮไดรด์ ถ้าเป็นเช่นนั้นจริง ๆ ซีลีเนียมจะมีประจุบวก +2 และไฮโดรเจนมีประจุลบ -1: SeH ₂ (Se ²⁺ , H ^- ) ซีลีเนียมเป็นอะตอมที่มีอิเล็กโทรเนกาติวิตีมากกว่าไฮโดรเจนดังนั้นจึงลงเอยด้วยการ "กักตุน" ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนสูงสุดในโมเลกุล H ₂ Se

อย่างไรก็ตามการมีอยู่ของซีลีเนียมไฮไดรด์ดังกล่าวจึงไม่สามารถตัดออกได้ในทางทฤษฎี ในความเป็นจริงกับการปรากฏตัวของ H ที่^-แอนไอออนก็จะอำนวยความสะดวกในพันธบัตร Se-H-Se รับผิดชอบสำหรับโครงสร้างที่มั่นคงเกิดขึ้นที่แรงกดดันมหาศาลตามการศึกษาการคำนวณ

การประยุกต์ใช้งาน

การเผาผลาญอาหาร

แม้ว่ามันจะดูขัดแย้งกันแม้จะมีความเป็นพิษสูงของ H ₂ Se แต่ก็ถูกผลิตขึ้นในร่างกายในเส้นทางการเผาผลาญของซีลีเนียม อย่างไรก็ตามทันทีที่มีการผลิตเซลล์จะใช้มันเป็นตัวกลางในการสังเคราะห์โปรตีนซีลีเนียมหรือกลายเป็นเมธิลและถูกขับออกมา อาการอย่างหนึ่งของอาการนี้คือรสชาติของกระเทียมในปาก

ด้านอุตสาหกรรม

H ₂ใช้เป็นหลักในการเพิ่มอะตอมของซีลีเนียมให้กับโครงสร้างที่เป็นของแข็งเช่นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ต่อโมเลกุลอินทรีย์เช่นแอลคีนและไนไตรล์สำหรับการสังเคราะห์เซเลไนด์อินทรีย์ หรือสารละลายเพื่อตกตะกอนโลหะเซเลไนด์

อ้างอิง

1. วิกิพีเดีย (2018) ไฮโดรเจนซีลีไนด์ สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
2. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
3. Atomistry (2012) ไฮโดรเจนซีลีไนด์, H ₂ Se. ดึงมาจาก: selenium.atomistry.com
4. รสย. & พ.ช. (2017) Hydrogen Selenide (H ₂ Se) Dopant Gas สำหรับการปลูกถ่ายซีลีเนียม การประชุมนานาชาติครั้งที่ 21 เกี่ยวกับเทคโนโลยีการปลูกถ่ายไอออน (IIT) ไถหนานไต้หวัน
5. สูตรทางเคมี (2018) ไฮโดรเจนซีลีไนด์ ดึงมาจาก: formulacionquimica.com
6. PubChem (2019) ไฮโดรเจนซีลีไนด์ สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
7. Zhang, S. และคณะ (2015) แผนภาพเฟสและตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูงของซีลีเนียมไฮไดรด์ที่บีบอัด วิทย์ Rep. 5, 15433; ดอย: 10.1038 / srep15433.
8. Acids.Info (2019) กรดเซเลนไฮดริก: คุณสมบัติและการใช้งานของไฮดราซิดนี้ ดึงมาจาก: acidos.info/selenhidrico