8.11.4: Química del Selenio (Z=34)

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El elemento número 34, selenio, fue descubierto por el químico sueco Jons Jacob Berzelius en 1817. El selenio es un no metal y puede compararse químicamente con sus otras contrapartes no metálicas que se encuentran en el Grupo 16: La Familia del Oxígeno, como el azufre y el teluro.

Propiedades

Símbolo químico:	Se
Número atómico:	34
Peso atómico:	78.96
Configuración de electrones:	[Ar] 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁴
Punto de fusión:	493.65 K
Punto de ebullición:	958 K
Electronegatividad:	2.55 (Pauling)
Estados de oxidación:	Se ^-2, Se ⁺⁶, Se ⁺⁴
Energías de ionización:	Primero: 941 kJ/mol
	Segundo: 2045 kJ/mol
	Tercero: 2973.7 kJ/mol

Historia

El selenio fue descubierto por Berzelius en 1818. Lleva el nombre del griego por “luna”, selene. El descubrimiento del selenio fue un hallazgo importante, pero al mismo tiempo aparentemente accidental. El compañero científico Martin Klaproth, descubrió una contaminación de ácido sulfúrico creando un producto de color rojo que creía que se debía al elemento teluro. Sin embargo, Berzelius continuó analizando la impureza y llegó a la conclusión de que se trataba de un elemento desconocido que compartía propiedades similares a las del teluro. Basado en la palabra griega “selene”, que significa luna, Jons Berzelius decidió llamar al elemento recién encontrado selenio.

Alótropos y Propiedades Físicas

El selenio puede existir en múltiples alótropos que son esencialmente formas moleculares diferentes de un elemento con propiedades físicas variables. Por ejemplo, un alótropo de selenio puede verse como un polvo rojo ánforo (“sin forma cristalina”). El selenio también toma una estructura hexagonal cristalina, formando un alótropo gris metálico que se sabe que es estable. El alótropo termodinámicamente más estable del selenio es el selenio trigonal y también aparece como un gris. La mayor parte del selenio se recupera del proceso de refinación electrolítica de cobre. Esto suele ser en forma del alótropo rojo.

El selenio se destaca principalmente por sus importantes propiedades químicas, especialmente las que se ocupan de la electricidad. A diferencia del azufre, el selenio es un semiconductor, lo que significa que conduce algo de electricidad, pero no tan bien como conductores. El selenio es un fotoconductor, lo que significa que tiene la capacidad de cambiar la energía de la luz en energía eléctrica. El selenio no sólo es capaz de convertir la energía de la luz en energía eléctrica, sino que también muestra la propiedad de fotoconductividad. La fotoconductividad es la idea de que la conductividad eléctrica del selenio aumenta debido a la presencia de luz o en otras palabras, se convierte en un mejor fotoconductor a medida que aumenta la intensidad de la luz.

Isótopos

Los isótopos de un elemento son átomos que tienen los mismos números atómicos pero un número diferente de neutrones (diferentes números de masa) en sus núcleos. Se sabe que el selenio tiene más de 20 isótopos diferentes; sin embargo, solo 5 de ellos son estables. Los cinco isótopos estables de selenio son ⁷⁴ Se, ⁷⁶ Se, ⁷⁷ Se, ⁷⁸ Se, ⁸⁰ Se.

Usos

Debido a la propiedad de fotoconductividad del selenio, se sabe que se usa en fotocélulas, medidores de exposición en fotografía y también en células solares. El selenio también se puede ver en su producción en fotocopiadoras de papel liso, impresoras láser y tóneres fotográficos. Además de sus usos en la industria electrónica, el selenio también es popular en la industria de la fabricación de vidrio. Cuando se agrega selenio al vidrio, es capaz de negar el color de otros elementos que se encuentran en el vidrio y esencialmente lo decolora. El selenio también es capaz de crear un vidrio de color rojo rubí cuando se agrega. El elemento también se puede utilizar en la producción de aleaciones y es un aditivo para el acero inoxidable.

Peligros para la salud

El selenio, un oligoelemento, es importante en la dieta y la salud tanto de las plantas como de los animales, pero sólo se puede tomar en cantidades muy pequeñas. Se sabe que la exposición a una cantidad excesiva de selenio es tóxica y causa problemas de salud. Con un nivel de ingesta superior tolerable de 400 microgramos diarios, el exceso de selenio puede llevar a la selenosis y puede ocasionar problemas de salud e incluso la muerte. También se sabe que los compuestos de selenio son cancerígenos.

Reactividad Química

Reacción con hidrógeno

El selenio forma seleniuro de hidrógeno, H ₂ Se, un gas inflamable incoloro cuando reacciona con hidrógeno.

Reacción con oxígeno

El selenio se quema en el aire mostrando una llama azul y forma dióxido de selenio sólido.

\[Se_{8(s)} + 8O_{2(g)} \rightarrow 8SeO_{2(s)}\]

También se sabe que el selenio forma trióxido de selenio, SeO ₃.

Reacción con haluros

El selenio reacciona con flúor, F ₂ y se quema para formar el hexafluoruro de selenio.

\[Se_{8(s)} + 24F_{2(g)} \rightarrow 8SeF_{6(l)}\]

El selenio también reacciona con cloro y bromo para formar dicloruro de diselenio,\(Se_2Cl_2\) y dibromuro de diselenio,\(Se_2Br_2\).

\[Se_8 + 4Cl_2 \rightarrow 4Se_2Cl_{2(l)}\]

\[Se_8 + 4Br_2 \rightarrow 4Se_2Br_{2(l)}\]

El selenio también forma\(SeF_4\),\(SeCl_2\) y\(SeCl_4\),

Selenides

El selenio reacciona con los metales para formar selenidos. Ejemplo: Seleniuro de aluminio

\[3 Se_8 + 16 Al \rightarrow 8 Al_2Se_3\]

Selenitas

El selenio reacciona para formar sales llamadas selenitas, por ejemplo, selenito de plata (Ag ₂ _{SeO 3}) y selenito de sodio (Na ₂ SeO ₃)

Problemas

Describir la propiedad de fotoconductividad del selenio.
¿El selenio reacciona con hidrógeno? Si es así, ¿qué compuesto se produce?
Describir el propósito del selenio como un oligoelemento.
¿Cuáles son algunos usos comunes del selenio?
¿El selenio reacciona con el oxígeno?

Soluciones

La capacidad del selenio para cambiar la energía luminosa en energía eléctrica aumenta a medida que aumenta la intensidad de la luz
Sí, el selenio reacciona con hidrógeno y forma seleniuro de hidrógeno H ₂ Se
El selenio es importante en la salud de plantas y animales, pero solo es seguro en pequeñas cantidades. Demasiado selenio puede ser tóxico y causar serios problemas de salud.
El selenio se utiliza en la industria de la fabricación de vidrio y también en la electrónica. Se utiliza en células fotográficas, células solares, fotocopiadoras, impresoras láser y también tóneres fotográficos.
El selenio se quema en el aire y forma dióxido de selenio. También es capaz de formar trióxido de selenio.

Referencia

Mi naev, V. S., S. P. Timoshenkov, y V. V. Kalugin. “Transformaciones estructurales y de fase en selenio condensado”. Revista de Optoelectrónica y Materiales Avanzados, volumen 7, número 4, 2005, pp. 1717—1741.
Mary Elvira Weeks y Henry M. Leicester. Descubrimiento de los Elementos, 7ª edición. Easton, PA: Revista de Educación Química, 1968.
Petrucci, Ralph H. General Chemis try. 9ª ed. Río Upper Saddle: Prentice Hall, 2007

Colaboradores y Atribuciones

David Jin (UCD)