Struktur, Eigenschaften und Verwendung von Wasserstoffselenid (H2Se)

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Alexander Pearson
Struktur, Eigenschaften und Verwendung von Wasserstoffselenid (H2Se)

Das Wasserstoffselen oder Wasserstoffselenid ist eine anorganische Verbindung, deren chemische Formel H istzweiIch weiß. Es ist von Natur aus kovalent und unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen ein farbloses Gas. aber mit einem starken Geruch, der an seiner geringeren Präsenz erkennbar ist. Chemisch gesehen ist es ein Chalkogenid, daher hat Selen eine Wertigkeit von -2 (Sezwei-).

Von allen Seleniden ist der H.zweiEs ist am giftigsten, weil sein Molekül klein ist und sein Selenatom bei der Reaktion weniger sterisch behindert ist. Andererseits ermöglicht sein Geruch denjenigen, die damit arbeiten, ihn an Ort und Stelle zu erkennen, falls ein Leck außerhalb der Laborhaube auftritt..

Selenwasserstoff kann durch direkte Kombination seiner beiden Elemente synthetisiert werden: molekularer Wasserstoff, H.zwei, und metallisches Selen. Es kann auch durch Auflösen von selenreichen Verbindungen wie Eisen (II) -selenid, FeSe, in Salzsäure erhalten werden..

Andererseits wird Selenwasserstoff hergestellt, indem Selenwasserstoff in Wasser gelöst wird; Das erste wird in Wasser gelöst, während das zweite aus gasförmigen Molekülen besteht.

Seine Hauptanwendung besteht darin, eine Selenquelle in der organischen und anorganischen Synthese zu sein.

Artikelverzeichnis

  • 1 Struktur von Wasserstoffselenid
  • 2 Eigenschaften
    • 2.1 Aussehen
    • 2.2 Molekularmasse
    • 2.3 Siedepunkt
    • 2.4 Schmelzpunkt
    • 2,5 Dampfdruck
    • 2.6 Dichte
    • 2,7 pKa
    • 2.8 Löslichkeit in Wasser
    • 2.9 Löslichkeit in anderen Lösungsmitteln
  • 3 Nomenklatur
    • 3.1 Selenid oder Hydrid?
  • 4 Verwendungen
    • 4.1 Stoffwechsel
    • 4.2 Industrie
  • 5 Referenzen

Struktur von Selenwasserstoff

Wasserstoffselenidmolekül. Quelle: Ben Mills [gemeinfrei]
 

Im oberen Bild ist zu sehen, dass das Molekül von H.zweiEs hat eine Winkelgeometrie, obwohl sein Winkel von 91 ° es eher wie ein L als wie ein V aussehen lässt. In diesem Modell von Kugeln und Stäben sind die Wasserstoff- und Selenatome die weißen bzw. gelben Kugeln.

Dieses Molekül ist, wie gezeigt, dasjenige in der Gasphase; das heißt, für Wasserstoffselenid. Wenn es in Wasser gelöst wird, setzt es ein Proton frei und in Lösung haben wir das Paar HSe- H.3ODER+;; Dieses Ionenpaar kommt zu Wasserstoffselenid, das als H bezeichnet wirdzweiSe (ac) zur Unterscheidung von Wasserstoffselenid, H.zweiSe (g).

Daher sind die Strukturen zwischen dem H.zweiSe (ac) und H.zweiSe (g) sind sehr unterschiedlich; Die erste ist von einer wässrigen Kugel umgeben und weist Ionenladungen auf, und die zweite besteht aus einem Agglomerat von Molekülen in der Gasphase.

Moleküle von H.zweiSie können durch sehr schwache Dipol-Dipol-Kräfte kaum miteinander interagieren. Obwohl Selen weniger elektronegativ als Schwefel ist, konzentriert es eine höhere Elektronendichte, indem es es den Wasserstoffatomen "wegnimmt"..

Selenhydrid-Tabletten

Wenn die Moleküle von H.zweiSie sind einem außergewöhnlichen Druck ausgesetzt (Hunderte von GPa), theoretisch sind sie gezwungen, sich durch die Bildung von Se-H-Se-Bindungen zu verfestigen; Dies sind Bindungen von drei Zentren und zwei Elektronen (3c-2e), an denen Wasserstoff beteiligt ist. Daher beginnen die Moleküle, polymere Strukturen zu bilden, die einen Feststoff definieren..

Unter diesen Bedingungen kann der Feststoff mit mehr Wasserstoff angereichert werden, wodurch die resultierenden Strukturen vollständig modifiziert werden. Zusätzlich wird die Zusammensetzung Typ H.nSe, wobei n von 3 bis 6 variiert. Somit haben Selenhydride, die durch diese Drücke komprimiert werden und in Gegenwart von Wasserstoff chemische Formeln H haben3Se zu H.6ich weiß.

Es wird geschätzt, dass diese mit Wasserstoff angereicherten Selenhydride supraleitende Eigenschaften haben.

Eigenschaften

Aussehen

Farbloses Gas, das bei niedrigen Temperaturen nach faulem Rettich und faulen Eiern riecht, wenn seine Konzentration steigt. Sein Geruch ist schlimmer und intensiver als der von Schwefelwasserstoff (was schon ziemlich unangenehm ist). Dies ist jedoch eine gute Sache, da es die einfache Erkennung erleichtert und das Risiko eines längeren Kontakts oder Einatmens verringert..

Wenn es brennt, gibt es ein bläuliches Flammenprodukt der elektronischen Wechselwirkungen in den Selenatomen ab.

Molekulare Masse

80,98 g / mol.

Siedepunkt

-41 ° C..

Schmelzpunkt

-66 ° C..

Dampfdruck

9,5 atm bei 21 ° C..

Dichte

3,553 g / l.

pKzu

3,89.

Wasserlöslichkeit

0,70 g / 100 ml. Dies bestätigt die Tatsache, dass das Selenatom von H.zweiKann keine nennenswerten Wasserstoffbrücken mit Wassermolekülen bilden.

Löslichkeit in anderen Lösungsmitteln

-Löslich in CSzwei, was aufgrund der chemischen Analogie zwischen Selen und Schwefel nicht überraschend ist.

-Löslich in Phosgen (bei niedrigen Temperaturen, da es bei 8 ° C siedet).

Nomenklatur

Wie bereits in den vorhergehenden Abschnitten erläutert, variiert der Name dieser Verbindung in Abhängigkeit davon, ob H.zweiEs befindet sich in der Gasphase oder ist in Wasser gelöst. Wenn es sich in Wasser befindet, wird es als Wasserstoffselenid bezeichnet, das in anorganischer Hinsicht nichts anderes als ein Hydracid ist. Im Gegensatz zu gasförmigen Molekülen ist sein saurer Charakter größer.

Ob als Gas oder in Wasser gelöst, das Selenatom behält jedoch die gleichen elektronischen Eigenschaften bei; Beispielsweise beträgt seine Wertigkeit -2, sofern es keine Oxidationsreaktion eingeht. Diese Wertigkeit von -2 ist der Grund, warum es Seleni genannt wirdAuerochsen Wasserstoff, da das Selenidanion Se istzwei-;; das ist reaktiver und reduzierender als S.zwei-, Sulfid.

Bei Verwendung einer systematischen Nomenklatur muss die Anzahl der Wasserstoffatome in der Verbindung angegeben werden. So ist die H.zweiEs heißt: Selenid von gegebenWasserstoff.

Selenid oder Hydrid?

Einige Quellen bezeichnen es als Hydrid. Wenn es wirklich so wäre, hätte Selen eine positive Ladung von +2 und Wasserstoff eine negative Ladung von -1: SeHzwei (Ich weißzwei+, H.-). Selen ist ein elektronegativeres Atom als Wasserstoff und „hortet“ daher die höchste Elektronendichte im H-Molekülzweiich weiß.

Als solches kann jedoch die Existenz von Selenhydrid theoretisch nicht ausgeschlossen werden. In der Tat, mit der Anwesenheit der Anionen H.- Dies würde die Se-H-Se-Bindungen erleichtern, die für die festen Strukturen verantwortlich sind, die laut Computerstudien bei enormen Drücken gebildet werden.

Anwendungen

Stoffwechsel

Obwohl es trotz der großen Toxizität von H widersprüchlich erscheintzweiEs wird im Körper im Stoffwechselweg von Selen produziert. Sobald es jedoch produziert wird, verwenden die Zellen es als Zwischenprodukt bei der Synthese von Selenoproteinen, oder es wird methyliert und ausgeschieden. Eines der Symptome ist der Geschmack von Knoblauch im Mund.

Industriell

Die H.zweiEs wird hauptsächlich verwendet, um festen Strukturen wie Halbleitermaterialien Selenatome hinzuzufügen; zu organischen Molekülen wie Alkenen und Nitrilen zur Synthese organischer Selenide; oder zu einer Lösung, um Metallselenide auszufällen.

Verweise

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