34 Se セレン 78.96
非金属 p-block Period 4 Group 16

セレン

Se · Element 34 · Chalcogens

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

20°Cでの状態 固体
原子量 78.96 u
ELECTRON CONFIGURATION [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴

構造

セレン原子

環の上の点を示す図ではありません。占有された各副殻の実際の確率密度|ψ|²をモンテカルロ法でサンプリングしたものです。ドラッグして回転できます。青と紫は波動関数の反対の符号を示しており、それによって結合が可能になります。

軌道雲

測定値

性質一覧

各バーは、その性質についてセレンが118元素の中でどこに位置するかを示しています。

物理的

密度 4.81 g/cm³ 27%
融点 494 K 25%
沸点 958 K 23%
比熱 0.321 J/g·K
熱伝導率 2.04 W/m·K 17%

原子

原子半径 120 pm 14%
共有結合半径 120 pm
ファンデルワールス半径 190 pm

電子

電気陰性度 2.55 90%
イオン化エネルギー 940.7 kJ/mol 83%
電子親和力 194.9 kJ/mol 89%

存在

地殻中の存在度 0.05 mg/kg 40%

同定

元素記号Se
原子番号34
原子量78.96 u
分類非金属
ブロックp
結晶構造六方晶系
酸化数-2, +2, +4, +6
発見年1817
発見者Jons Jacob Berzelius

出典:IUPAC 2021標準原子量 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST。~が付いた値は、測定値ではなく予測値です。

縮尺どおりの大きさ

How big is a セレン atom?

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

熱範囲

Solid, liquid, gas — and when

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

位置

表での位置

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

OTHER 非金属

All 非金属

物語

セレンとは何か、そしてどのように発見されたか

セレンは、酸化による損傷から生命を守りながら、現代のコピー機や太陽光パネルを支える、注目すべき半金属です。この魅力的な元素は、性質がまったく異なる複数の形で存在し、赤い粉末、灰色の金属状固体、黒いガラス状物質になることがあります。月を意味するギリシャ語の「selene」にちなんで名付けられたセレンは、かつては有毒な廃棄物と考えられていましたが、必須栄養素やハイテク材料へと評価が変わりました。 1817年、スウェーデンの化学者Jöns Jacob Berzeliusによって発見されたセレンは、当初、硫酸製造の残留物に含まれるテルルと間違えられていました。Berzeliusは、この残留物を燃やすとラディッシュのような特徴的なにおいがすることに気づき、新しい元素であると判断しました。数十年にわたり、セレンは有益な用途のない純粋な毒物と考えられ、工業毒物として知られていました。 今日、セレンが極めて重要である理由は、その独特な光電的性質にあります。光がセレンに当たると、電気を発生させたり(光起電力効果)、電気伝導性を変化させたり(光伝導効果)します。この発見は技術に革命をもたらし、コピー機、露出計、太陽電池、写真機器へとつながりました。デジタルカメラ以前には、セレン露出計が写真撮影に欠かせませんでした。 しかし、セレンには驚くべき生物学的な側面もあります。セレンは、すべての生命にとって必須の微量元素であることがわかったのです。フリーラジカルによる損傷から細胞を守るグルタチオンペルオキシダーゼなどの抗酸化酵素の重要な構成成分です。セレン欠乏は、心疾患、免疫力の低下、生殖上の問題を引き起こす可能性があります。ブラジルナッツはセレンを非常に豊富に含み、わずか2粒で1日の必要量を満たせます。 セレンには興味深い光学的性質もあります。セレンの形態によって赤、灰色、黒などの色を示し、光にさらされると電気を伝導するようになります。この光伝導性により、セレンは初期のテレビカメラや複写機に不可欠でした。

The discovery of セレン

テルル不純物

Jöns Jakob Berzeliusは、硫酸製造の残留物を調査していた1817年にセレンを発見しました。当初、テルルによる汚染を発見したと考えていましたが、Berzeliusの綿密な分析によって、似た性質を持ちながら明確に異なる特徴を備えた新しい元素であることが明らかになりました。彼はこの元素を、月を意味するギリシャ語の「selene」にちなんで名付けました。

用途

セレンの用途

セレン:光電技術の先駆者

セレン独自の光電的性質は電子工学に革命をもたらし、現在も現代の光起電力技術を可能にしています。また、生物学的にも重要であるため、人間の健康や農業生産性に欠かせません。

光起電力用途

銅・インジウム・ガリウム・セレン化合物(CIGS)薄膜太陽電池は、太陽エネルギー変換に適したセレンのバンドギャップ特性により、23%を超える効率を達成しています。これらの柔軟な太陽電池によって、建材一体型太陽光発電や、従来のケイ素パネルが実用的でない宇宙用途が可能になります。

ガラス製造

セレンによる脱色は、鉄不純物によって生じるガラスの緑色の色合いを取り除き、レンズ、窓、ラボ用ガラス器具向けの透明度の高い光学ガラスを作ります。ルビーガラスの製造では、セレンを使って、装飾や芸術用途で重宝される鮮やかな赤色を生み出します。

電子部品

レーザープリンターやコピー機の感光体ドラムは、セレンの感光性を利用して静電潜像を作ります。整流ダイオードは、かつてケイ素が主流になる前にセレンの半導体特性を利用していましたが、現在も特殊なセレン整流器がニッチな用途で使われています。

セレン:隠れた必須元素

  • 太陽エネルギーシステム
    • 住宅用および商業用の薄膜太陽光パネル
    • 建材一体型光起電力システム
    • 曲面向けの柔軟な太陽電池
    • 衛星向けの宇宙用太陽光パネル
  • 健康と栄養
    • 栄養補助食品とマルチビタミン
    • 動物用飼料サプリメント(家畜と家禽)
    • セレン強化食品と飲料
    • 農業用土壌改良材
  • 製造と産業
    • ガラスの脱色および着色工程
    • ゴムの加硫およびプラスチック添加剤
    • 金属合金の製造と加工
    • 化学触媒用途
  • 電子機器と印刷
    • レーザープリンターとコピー機のドラム
    • 写真機器と写真処理
    • 電子整流器とスイッチ
    • 光感応デバイスとセンサー

由来

天然での存在

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

セレン:希少だが広く分布

セレンは恒星の核で中性子捕獲過程によって形成され、その存在度は核結合エネルギーにおける鉄ピークでの元素の位置を反映しています。地球上のセレンは、原始的な凝縮と、その後の上層大気における宇宙線相互作用の両方に由来します。

地球上での分布

地殻には約0.09 ppmのセレンが含まれており、安定元素の中でも比較的希少なものです。セレンは独立した鉱物を形成することが少なく、硫黄を含む鉱物中の微量置換元素や、貴金属鉱床中のセレン化物の状態として存在します。

工業的回収

商業用セレンの大部分は銅精錬の副産物として得られます。電解による銅精製の際、セレンはアノードスライムに濃縮されます。これらのスライムには5-25%のセレンが含まれ、焙焼、酸浸出、化学還元の工程によって回収されます。

生物濃縮

特定の植物、特にAstragalusやStanleyaなどのセレン蓄積植物種は、土壌からセレンを濃縮し、ときには有毒な濃度に達します。こうした「セレン指標植物」は、セレンに富む地質構造の位置を特定するのに役立ち、放牧家畜にセレン中毒を引き起こすことがあります。

取り扱い

安全性

セレンの安全性:必須だが有毒

セレンは、必須栄養と毒性の間の許容範囲が狭い元素です。人間の健康に必要である一方、過剰なセレンへの曝露は、脱毛、爪のもろさ、神経症状を伴うセレン中毒を引き起こします。

職業上の許容限界

  • OSHA PEL:セレン化合物について0.2 mg/m³(8時間TWA)
  • NIOSH REL:0.2 mg/m³(10時間TWA)
  • セレン化水素:0.05 ppm(極めて有毒な気体)

安全対策

呼吸用保護具と局所排気換気により、セレンの粉じんや蒸気への曝露を防ぎます。セレン化水素は極めて毒性が高いため、セレン処理施設ではセレン化水素の気体検知システムが不可欠です。

簡単な回答

セレン:よくある質問

What is セレン?

セレン (symbol Se) is element 34 on the periodic table, a 非金属 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 セレン?

セレン'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 セレン?

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

What is the atomic mass of セレン?

The standard atomic weight of セレン 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 セレン?

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

What is the electronegativity of セレン?

セレン 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 セレン, and when?

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

How common is セレン on Earth?

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