SELENIURO DI IDROGENO (H2SE): STRUTTURA, PROPRIETÀ E USI - CHIMICA - 2025

L' acido selenhídrico o il seleniuro di idrogeno è un composto inorganico con la formula chimica H ₂ Se. È di natura covalente e in normali condizioni di temperatura e pressione è un gas incolore; ma con un forte odore riconoscibile per la sua minore presenza. Chimicamente, è un calcogenuro, quindi il selenio ha una valenza di -2 (Se ^2- ).

Di tutti i seleniuri, H ₂ Se è il più tossico perché la sua molecola è piccola e il suo atomo di selenio è meno stericamente ostacolato quando reagisce. D'altra parte, il suo odore permette a chi ci lavora di rilevarlo immediatamente in caso di perdita fuori dalla cappa del laboratorio.

Il seleniuro di idrogeno può essere sintetizzato dalla combinazione diretta dei suoi due elementi: idrogeno molecolare, H ₂ e selenio metallico. Può anche essere ottenuto sciogliendo composti ricchi di selenio, come il seleniuro di ferro (II), FeSe, in acido cloridrico.

D'altra parte, il seleniuro di idrogeno viene preparato sciogliendo il seleniuro di idrogeno in acqua; cioè il primo è sciolto in acqua, mentre il secondo è costituito da molecole gassose.

Il suo utilizzo principale è quello di essere una fonte di selenio nella sintesi organica e inorganica.

Struttura del seleniuro di idrogeno

Molecola di seleniuro di idrogeno. Fonte: Ben Mills

L'immagine sopra mostra che la molecola H ₂ Se ha una geometria angolare, sebbene il suo angolo di 91 ° la faccia sembrare più una L che una V. In questo modello di sfere e barre, gli atomi di idrogeno e quella del selenio sono rispettivamente le sfere bianca e gialla.

Questa molecola, come mostrato, è quella in fase gassosa; cioè per il seleniuro di idrogeno. Quando sciolto in acqua, rilascia un protone e in soluzione abbiamo la coppia HSe ^- H ₃ O ⁺ ; Questa coppia di ioni arriva al seleniuro di idrogeno, indicato con H ₂ Se (aq) per differenziarlo dal seleniuro di idrogeno, H ₂ Se (g).

Pertanto, le strutture tra H ₂ Se (ac) e H ₂ Se (g) sono molto diverse; il primo è circondato da una sfera acquosa e ha cariche ioniche, e il secondo è costituito da un agglomerato di molecole in fase gassosa.

Le molecole di H ₂ Se possono interagire a malapena tra loro da forze dipolo-dipolo molto deboli. Il selenio, sebbene sia meno elettronegativo dello zolfo, concentra una densità elettronica più elevata "portandola via" dagli atomi di idrogeno.

Compresse di idruri di selenio

Se le molecole di H ₂ Se sono sottoposte a pressioni straordinarie (centinaia di GPa), teoricamente sono costrette a solidificarsi attraverso la formazione di legami Se-H-Se; Questi sono legami di tre centri e due elettroni (3c-2e) a cui partecipa l'idrogeno. Pertanto, le molecole iniziano a formare strutture polimeriche che definiscono un solido.

In queste condizioni, il solido può essere arricchito con più idrogeno, che modifica completamente le strutture risultanti. Inoltre, la composizione diventa di tipo H _n Se, dove n varia da 3 a 6. Pertanto, gli idruri di selenio compressi da queste pressioni, e in presenza di idrogeno, hanno formule chimiche da H ₃ Se a H ₆ Se.

Si ritiene che questi idruri di selenio arricchiti con idrogeno abbiano proprietà superconduttrici.

Proprietà

Aspetto fisico

Gas incolore che a basse temperature odora di ravanello marcio e uova marce se la sua concentrazione aumenta. Il suo odore è peggiore e più intenso di quello dell'idrogeno solforato (che è già abbastanza sgradevole). Tuttavia, questa è una buona cosa, poiché aiuta nella sua facile individuazione e riduce i rischi di contatto prolungato o inalazione.

Quando brucia, emette una fiamma bluastra prodotta dalle interazioni elettroniche negli atomi di selenio.

Massa molecolare

80,98 g / mol.

Punto di ebollizione

-41 ° C.

Punto di fusione

-66 ° C.

Pressione del vapore

9,5 atm a 21 ° C.

Densità

3.553 g / l.

pK

3.89.

Solubilità dell'acqua

0,70 g / 100 mL. Ciò conferma il fatto che l'atomo di selenio in H ₂ Se non può formare legami idrogeno apprezzabili con le molecole d'acqua.

Solubilità in altri solventi

-Solubile in CS ₂ , il che non sorprende dall'analogia chimica tra selenio e zolfo.

-Solubile in fosgene (a basse temperature, in quanto bolle a 8 ° C).

Nomenclatura

Come già spiegato nelle sezioni precedenti, il nome di questo composto varia a seconda che H ₂ Se sia in fase gassosa o disciolto in acqua. Quando è in acqua, viene indicato come acido idrogeno selenidrico, che non è altro che un idracido in termini inorganici. A differenza delle molecole gassose, il suo carattere acido è maggiore.

Tuttavia, sia come gas che disciolto in acqua, l'atomo di selenio mantiene le stesse caratteristiche elettroniche; ad esempio, la sua valenza è -2, a meno che non subisca una reazione di ossidazione. Questa valenza di -2 è il motivo per cui Seleni chiama uro idrogeno seleniuro poiché l'anione è ^2- ; che è più reattivo e riducente di S ^2- , zolfo.

Se si utilizza una nomenclatura sistematica, è necessario specificare il numero di atomi di idrogeno nel composto. Quindi, l'H ₂ è chiamato: seleniuro di idrogeno.

Seleniuro o idruro?

Alcune fonti lo chiamano idruro. Se lo fosse davvero, il selenio sarebbe caricato positivamente +2 e l'idrogeno sarebbe caricato negativamente -1: SeH ₂ (Se ²⁺ , H ^- ). Il selenio è un atomo più elettronegativo dell'idrogeno, e quindi finisce “accumulo” la più alta densità di elettroni in H ₂ Se molecola .

Tuttavia, in quanto tale, l'esistenza dell'idruro di selenio non può essere teoricamente esclusa. Infatti, con la presenza dei H ^- anioni, avrebbe facilitare i legami Se-H-Se, responsabili delle strutture solide formate ad enormi pressioni secondo studi computazionali.

applicazioni

metabolica

Sebbene sembri contraddittorio, nonostante la grande tossicità dell'H ₂ Se, viene prodotto nel corpo attraverso la via metabolica del selenio. Tuttavia, non appena viene prodotto, le cellule lo utilizzano come intermedio nella sintesi delle proteine ​​del selenio, oppure finisce per essere metilato ed escreto; uno dei sintomi di questo è il sapore dell'aglio in bocca.

Industriale

H ₂ viene principalmente usato per aggiungere atomi di selenio a strutture solide, come materiali semiconduttori; a molecole organiche, come alcheni e nitrili per la sintesi di seleniuri organici; o ad una soluzione per precipitare seleniuri metallici.

Riferimenti

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