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.
構造
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。
測定値
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。
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
Radius 120 pm — that is 0.12 nm, so about 4167 million of them side by side would span a millimetre.
熱範囲
セレン is liquid over a 464 K window, from 494 K to 958 K.
物語
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。
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。
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。
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。
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。
由来
0.05 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 40% of elements
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。
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。
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
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。
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 (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.
[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.セレン melts at 494 K (220.9 °C) and boils at 958 K (684.9 °C).
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.
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.
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.
セレン was discovered in 1817 by Jons Jacob Berzelius. It is named after greek selene, the Moon.
セレン makes up about 0.05 mg/kg of the Earth's crust — genuinely rare, which is why it is expensive.