Селеноводород

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Селеноводород
Изображение химической структуры Изображение молекулярной модели
Изображение молекулярной модели
Общие
Систематическое
наименование
селеноводород
Традиционные названия селенистый водород, селенид водорода, гидрид селена
Хим. формула H2Se
Рац. формула H2Se
Физические свойства
Состояние Газ
Молярная масса 80,9758 г/моль
Плотность 3,310 г/л
Энергия ионизации 9,88 ± 0,01 эВ[1]
Термические свойства
Температура
 • плавления −65,73 °C
 • кипения −41,25 °C
Давление пара 9,5 ± 0,1 атм[1]
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты 3,89
Растворимость
 • в воде 0,70 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS 7783-07-5
PubChem
Рег. номер EINECS 231-978-9
SMILES
InChI
RTECS X1050000
ChEBI 16503
ChemSpider
Безопасность
Токсичность чрезвычайно токсичен для человека
Пиктограммы ECB Пиктограмма «T+: Крайне токсично» системы ECBПиктограмма «N: Опасно для окружающей среды» системы ECBПиктограмма «Xi: Раздражитель» системы ECBПиктограмма «F+: Крайне огнеопасно» системы ECB
NFPA 704
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Селеноводоро́д (села́н, селени́д водоро́да, химическая формулаH2Se) — неорганическое бинарное соединение водорода и селена.

При стандартных условиях, селеноводород — это бесцветный тяжёлый газ. Горюч, очень ядовит, имеет резкий отвратительный запах. Самое токсичное соединение селена с опасным периодом воздействия 0,3 ppm в вдыхаемом воздухе за 8 часов.

Структура[править | править код]

Молекула селеноводорода имеет «изогнутую» структуру H—Se—H с валентным углом 91°. Наблюдается три колебательные полосы в инфракрасном спектре: 2358, 2345 и 1034 см−1.

Физические свойства[править | править код]

При нормальных условиях селеноводород является тяжёлым бесцветным газом; плотность 3,310 кг/м3, почти втрое тяжелее воздуха. При повышении давления до 9,5 ± 0,1 атм сжижается при комнатной температуре. При нормальном давлении температура кипения равна −41,25 °C, температура плавления −65,73 °C.

Химические свойства[править | править код]

Химические свойства селеноводорода схожи со свойствами сероводорода, хотя H2Se обладает большей кислотностью (pKa = 3,89 при 25 °C), чем H2S (pKa = 11,0 при 25 °C). Имея более высокую кислотность, селеноводород лучше растворим в воде. Поскольку селеноводородная кислота (раствор селеноводорода в воде) является двухосновной кислотой, она обладает второй константой кислотности, соответствующей полной диссоциации; она равна pKa2 = 15,05 ± 0,02 при 25 °C[2]. Селеноводородная кислота образует с металлами соли — селениды, например селенид натрия Na2Se.

При горении селеноводорода в воздухе или кислороде образуется диоксид селена и вода:

При недостатке кислорода и пониженной температуре окисляется до элементарного селена[3]:

Получение[править | править код]

Для получения селеноводорода могут использоваться реакции взаимодействия селенидов активных металлов с водой или разбавленными кислотами, например гидролиз селенида алюминия Al2Se3, сопровождающийся образованием гидроксида алюминия:

Селеноводород образуется также в результате взаимодействия с кислотой селенида железа(II) FeSe:

Также может быть получен прямым синтезом их элементов при нагреве свыше 400 °С[4]:

Применение[править | править код]

H2Se используется в органическом синтезе для получения селеноуратов из нитрилов в реакциях присоединения по тройной углеродной связи[5]:

Selenourea reaction

Также H2Se применяется в полупроводниковой промышленности для газофазного легирования полупроводников типа III—V (например, арсенида галлия) с целью придания им электронного типа проводимости.

Токсичность[править | править код]

Селеноводород чрезвычайно ядовит и считается наиболее ядовитым соединением селена[6] и намного более токсичен, чем сероводород. Однако он имеет настолько отвратительный запах, что случайно отравиться человеку им невозможно: порог ощущения запаха в воздухе 0,05 объёмных частей на миллион (ppm). При концентрации 0,3 ppm газ начинает раздражающе действовать на органы дыхания, а свыше концентрации 1,5 ppm запах становится совершенно невыносимым. Несмотря на очень высокую токсичность, смертельные случаи отравления им неизвестны.

Воздействие более высоких концентраций менее чем за минуту вызывает поражение органов дыхания с симптомами, сходными с симптомами простуды, продолжающимися несколько дней после однократного воздействия.

Предельно допустимая концентрация селеноводорода в воздухе производственных помещений 0,2 мг/м3[7][8]. Объёмная концентрация 1 ppm в воздухе соответствует массовой концентрации 3,31 мг/м3.

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0336.html
  2. Levy D. E., Myers R. J. Spectroscopic Determination of the Second Dissociation Constant of H2Se and the Activity Coefficients and Spectral Shifts of Its Ions (англ.) // J. Phys. Chem.. — 1990. — Vol. 94, iss. 20. — P. 7842—7847. — doi:10.1021/j100383a020. Архивировано 12 декабря 2021 года.
  3. LA CHIMICA DEL SELENIO (недоступная ссылка). Дата обращения: 24 марта 2013. Архивировано 4 апреля 2013 года.
  4. G. Brauer (Hrsg.), Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 2nd ed., Band 1, Academic Press 1963, S. 418—419.
  5. Cohen V.I. A Convenient Synthesis of Mono-, N,N′-Di-, and Trisubstituted Selenoureas from Methyl Carbamimidothioates (S-Methylpseudothioureas) // Synthesis. — 1980. — Т. 60, вып. 3..
  6. US Environmental Protection Agency, Air Toxins website
  7. Гигиенические требования к копировально-множительному оборудованию и организации работ. Временные санитарные правила. 1997 г.. Дата обращения: 20 октября 2018. Архивировано 9 ноября 2018 года.
  8. The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) / Hydrogen selenide.. Дата обращения: 20 октября 2018. Архивировано 20 октября 2018 года.