34 Se سيلينيوم 78.96
لافلز p-block Period 4 Group 16

سيلينيوم

Se · Element 34 · Chalcogens

The element your eyes need to work and photocopiers needed to exist.

الحالة عند 20°C صلب
الكتلة الذرية 78.96 u
ELECTRON CONFIGURATION [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴
33As All 118 35Br

البنية

ذرة سيلينيوم

ليست رسماً تخطيطياً لنقاط على حلقات — بل عينة مونت كارلو لكثافة الاحتمال الفعلية |ψ|² لكل مستوى فرعي مشغول. اسحب للتدوير. يشير اللونان الأزرق والبنفسجي إلى الإشارتين المتعاكستين للدالة الموجية، وهو ما يجعل الترابط ممكناً.

سحابة المدارات

القيم المقيسة

ورقة الخصائص

يوضح كل شريط موضع سيلينيوم بين العناصر الـ118 جميعها بالنسبة إلى تلك الخاصية.

فيزيائية

الكثافة 4.81 g/cm³ 27%
نقطة الانصهار 494 K 25%
نقطة الغليان 958 K 23%
الحرارة النوعية 0.321 J/g·K
التوصيل الحراري 2.04 W/m·K 17%

ذرية

نصف القطر الذري 120 pm 14%
نصف القطر التساهمي 120 pm
نصف قطر فان دير فالس 190 pm

إلكترونية

السالبية الكهربائية 2.55 90%
طاقة التأين 940.7 kJ/mol 83%
الألفة الإلكترونية 194.9 kJ/mol 89%

الوفرة

الوفرة في القشرة 0.05 mg/kg 40%

الهوية

الرمزSe
العدد الذري34
الكتلة الذرية78.96 u
الفئةلافلز
المستوى الفرعيp
البنية البلوريةسداسي
حالات الأكسدة-2, +2, +4, +6
الاكتشاف1817
اكتشفهJons Jacob Berzelius

المصادر: الأوزان الذرية القياسية لـ IUPAC لعام 2021 · دليل CRC للكيمياء والفيزياء · NIST. القيم المعلّمة بـ ~ متوقعة وليست مقاسة.

الحجم، وفق مقياس

How big is a سيلينيوم atom?

Radius 120 pm — that is 0.12 nm, so about 4167 million of them side by side would span a millimetre.

النطاق الحراري

Solid, liquid, gas — and when

سيلينيوم is liquid over a 464 K window, from 494 K to 958 K.

موضعه

موضعه في الجدول

سيلينيوم sits in period 4, group 16. Everything in group 16 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.

OTHER اللامعادن

1H 6C 7N 8O 15P 16S
All اللامعادن

القصة

ما هو سيلينيوم، وكيف اكتشفناه

سيلينيوم هو شبه الفلز المذهل الذي يحمي الحياة من الضرر التأكسدي، ويمكّن في الوقت نفسه آلات التصوير الحديثة والألواح الشمسية. يوجد هذا العنصر الرائع في أشكال متعددة ذات خصائص مختلفة تماماً؛ فقد يكون مسحوقاً أحمر، أو مادة صلبة رمادية شبيهة بالفلز، أو مادة سوداء زجاجية. سُمّي نسبةً إلى الكلمة اليونانية "selene" التي تعني القمر، وانتقل سيلينيوم من اعتباره نفاية سامة إلى كونه مغذياً أساسياً ومادة عالية التقنية. اكتشفه الكيميائي السويدي Jöns Jacob Berzelius عام 1817، وقد ظُنّ في البداية أنه تيلوريوم موجود في الرواسب الناتجة عن إنتاج حمض الكبريتيك. لاحظ Berzelius أن لهذه الرواسب رائحة مميزة عند حرقها، تشبه رائحة الفجل، وأدرك أنها عنصر جديد. وعلى مدى عقود، اعتُبر سيلينيوم ساماً بحتاً ولا فائدة له، واكتسب سمعة باعتباره سماً صناعياً. ما يجعل سيلينيوم بالغ الأهمية اليوم هو خصائصه الفريدة الكهروضوئية. فعندما يسقط الضوء على سيلينيوم، يولّد الكهرباء (التأثير الكهروضوئي) أو يغيّر موصليته الكهربائية (التأثير الموصل ضوئياً). أحدث هذا الاكتشاف ثورة في التكنولوجيا، إذ أدى إلى ابتكار آلات التصوير، وأجهزة قياس الضوء، والخلايا الشمسية، ومعدات التصوير الفوتوغرافي. وقبل ظهور الكاميرات الرقمية، كانت مقاييس التعريض المصنوعة من سيلينيوم ضرورية للتصوير الفوتوغرافي. لكن المفاجأة البيولوجية المذهلة هي أن سيلينيوم تبيّن أنه عنصر نزر أساسي لكل أشكال الحياة. فهو مكوّن رئيسي في إنزيمات مضادة للأكسدة مثل غلوتاثيون بيروكسيداز، التي تحمي الخلايا من الضرر الناجم عن الجذور الحرة. وقد يسبب نقص سيلينيوم أمراض القلب، وضعف المناعة، ومشكلات تناسلية. وتُعدّ مكسرات البرازيل غنية جداً بسيلينيوم؛ إذ توفر حبتان فقط احتياجك اليومي بالكامل. يمتلك سيلينيوم أيضاً خصائص بصرية رائعة. فقد تكون أشكاله المختلفة حمراء أو رمادية أو سوداء، ويصبح موصلاً للكهرباء عند تعرضه للضوء. جعلت هذه الموصلية الضوئية سيلينيوم عنصراً أساسياً في كاميرات التلفاز وآلات النسخ المبكرة.

The discovery of سيلينيوم

شوائب التيلوريوم

اكتشف Jöns Jakob Berzelius سيلينيوم عام 1817 أثناء دراسته للرواسب الناتجة عن إنتاج حمض الكبريتيك. وقد اعتقد Berzelius في البداية أنه اكتشف تلوثاً بالتيلوريوم، لكن تحليله الدقيق كشف عن عنصر جديد ذي خصائص مشابهة وسمات مميزة، فأطلق عليه اسم سيلينيوم من الكلمة اليونانية "selene" التي تعني القمر.

الاستخدامات

فيما يُستخدم سيلينيوم

سيلينيوم: رائد التأثير الكهروضوئي

أحدثت الخصائص الكهروضوئية الفريدة لسيلينيوم ثورة في الإلكترونيات، ولا تزال تتيح تقنيات الخلايا الكهروضوئية الحديثة، في حين تجعل أهميته البيولوجية منه عنصراً أساسياً لصحة الإنسان والإنتاجية الزراعية.

التطبيقات الكهروضوئية

تُحقق الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة من سيلينيد النحاس والإنديوم والغاليوم (CIGS) كفاءات تتجاوز 23% بفضل خصائص فجوة الطاقة المثلى لسيلينيوم في تحويل الطاقة الشمسية. وتتيح هذه الخلايا الشمسية المرنة دمج الخلايا الكهروضوئية في المباني، إضافةً إلى التطبيقات الفضائية التي تكون فيها ألواح السيليكون التقليدية غير عملية.

تصنيع الزجاج

تزيل إزالة اللون باستخدام سيلينيوم الصبغات الخضراء من الزجاج التي تسببها شوائب الحديد، فتنتج زجاجاً بصرياً فائق الصفاء للعدسات والنوافذ والأدوات الزجاجية المختبرية. ويستخدم إنتاج الزجاج الياقوتي سيلينيوم لإضفاء ألوان حمراء زاهية تحظى بتقدير في التطبيقات الزخرفية والفنية.

المكونات الإلكترونية

تستخدم أسطوانات الموصل الضوئي في طابعات الليزر وآلات التصوير خصائص سيلينيوم الحساسة للضوء لإنشاء صور كهروستاتيكية كامنة. وقد استخدمت ثنائيات التقويم تاريخياً خصائص سيلينيوم شبه الموصلة قبل هيمنة السيليكون، رغم أن مقومات سيلينيوم المتخصصة لا تزال تخدم تطبيقات متخصصة.

سيلينيوم: عنصر أساسي خفي

  • أنظمة الطاقة الشمسية
    • ألواح شمسية ذات أغشية رقيقة للاستخدام السكني والتجاري
    • أنظمة كهروضوئية مدمجة في المباني
    • خلايا شمسية مرنة للأسطح المنحنية
    • ألواح شمسية بمواصفات فضائية للأقمار الصناعية
  • الصحة والتغذية
    • المكملات الغذائية ومتعددات الفيتامينات
    • مكملات أعلاف الحيوانات (الماشية والدواجن)
    • أطعمة ومشروبات معززة بسيلينيوم
    • محسنات التربة الزراعية
  • التصنيع والصناعة
    • عمليات إزالة لون الزجاج وتلوينه
    • فلكنة المطاط وإضافات البلاستيك
    • إنتاج السبائك الفلزية ومعالجتها
    • تطبيقات المحفزات الكيميائية
  • الإلكترونيات والطباعة
    • أسطوانات طابعات الليزر وآلات التصوير
    • معدات التصوير الفوتوغرافي وعملياته
    • المقومات والمفاتيح الإلكترونية
    • الأجهزة والمستشعرات الحساسة للضوء

مصدره

وجوده الطبيعي

0.05 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 40% of elements

سيلينيوم: نادر لكنه منتشر

يتكوّن سيلينيوم من خلال عمليات التقاط النيوترونات في نوى النجوم، وتعكس وفرته موضع العنصر في قمة الحديد لطاقة الترابط النووي. وينشأ سيلينيوم الأرضي من كل من التكاثف البدائي والتفاعلات اللاحقة للأشعة الكونية في الغلاف الجوي العلوي.

التوزيع الأرضي

تحتوي قشرة الأرض على نحو 0.09 جزءاً في المليون من سيلينيوم، مما يجعله أحد أندر العناصر المستقرة. ونادراً ما يشكل سيلينيوم معادن مستقلة، بل يوجد عادةً كبدائل نزرة في المعادن الحاملة للكبريت، وكحالات سيلينيد في رواسب المعادن النفيسة.

الاستخلاص الصناعي

يأتي معظم سيلينيوم التجاري كناتج ثانوي من تكرير النحاس، حيث يتركز سيلينيوم في رواسب المصعد أثناء التنقية الإلكتروليتية للنحاس. وتحتوي هذه الرواسب على 5-25% من سيلينيوم، الذي يُستخلص من خلال عمليات التحميص، والترشيح الحمضي، والاختزال الكيميائي.

التركيز البيولوجي

تركّز بعض النباتات، ولا سيما الأنواع المراكمة لسيلينيوم مثل Astragalus وStanleya، سيلينيوم من التربة، وقد تصل أحياناً إلى مستويات سامة. وتساعد هذه "النباتات المؤشرة على سيلينيوم" في تحديد التكوينات الجيولوجية الغنية بسيلينيوم، وقد تسبب التسمم بالسيلينيوم في الماشية الراعية.

التعامل

السلامة

سلامة سيلينيوم: أساسي لكنه سام

يتمتع سيلينيوم بهامش ضيق بين التغذية الأساسية والسمية. وعلى الرغم من ضرورته لصحة الإنسان، فإن التعرض المفرط لسيلينيوم يسبب التسمم بالسيلينيوم، مع تساقط الشعر، وهشاشة الأظافر، وأعراض عصبية.

الحدود المهنية

  • OSHA PEL: 0.2 mg/m³ (8-hour TWA) لمركبات سيلينيوم
  • NIOSH REL: 0.2 mg/m³ (10-hour TWA)
  • سيلينيد الهيدروجين: 0.05 ppm (غاز شديد السمية)

تدابير السلامة

تمنع حماية الجهاز التنفسي والتهوية الموضعية للعادم التعرض لغبار سيلينيوم وأبخرته. وتُعدّ أنظمة كشف غاز سيلينيد الهيدروجين ضرورية في مرافق معالجة سيلينيوم بسبب سميته الشديدة.

إجابات سريعة

سيلينيوم: أسئلة شائعة

What is سيلينيوم?

سيلينيوم (symbol Se) is element 34 on the periodic table, a لافلز in period 4, group 16. The element your eyes need to work and photocopiers needed to exist. At room temperature it is a solid.

What is the electron configuration of سيلينيوم?

سيلينيوم's ground-state electron configuration is [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴, giving 4 occupied shells holding 2, 8, 18, 6 electrons respectively. Its outer shell holds 6 electrons, which is what sets its bonding behaviour.

What are the melting and boiling points of سيلينيوم?

سيلينيوم melts at 494 K (220.9 °C) and boils at 958 K (684.9 °C).

What is the atomic mass of سيلينيوم?

The standard atomic weight of سيلينيوم is 78.96 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.

How dense is سيلينيوم?

سيلينيوم has a density of 4.81 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of سيلينيوم is about 4.8× heavier.

What is the electronegativity of سيلينيوم?

سيلينيوم has a Pauling electronegativity of 2.55. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). Values in this middle band tend to form covalent rather than strongly ionic bonds.

Who discovered سيلينيوم, and when?

سيلينيوم was discovered in 1817 by Jons Jacob Berzelius. It is named after greek selene, the Moon.

How common is سيلينيوم on Earth?

سيلينيوم makes up about 0.05 mg/kg of the Earth's crust — genuinely rare, which is why it is expensive.

→ السابق As Arsenic Element 33 · Metalloid التالي ← Br Bromine Element 35 · Halogen