Селеноводоро́д ( села́н , селени́д водоро́да , химическая формула — H ₂ Se ) — неорганическое бинарное соединение водорода и селена .

При стандартных условиях , селеноводород — это бесцветный тяжёлый газ. Горюч, очень ядовит, имеет резкий отвратительный запах. Самое токсичное соединение селена с опасным периодом воздействия 0,3 ppm в вдыхаемом воздухе за 8 часов .

Структура

Молекула селеноводорода имеет «изогнутую» структуру H—Se—H с валентным углом 91°. Наблюдается три колебательные полосы в инфракрасном спектре: 2358, 2345 и 1034 см ⁻¹ .

Физические свойства

При нормальных условиях селеноводород является тяжёлым бесцветным газом; плотность 3,310 кг/м ³ , почти втрое тяжелее воздуха. При повышении давления до 9,5 ± 0,1 атм сжижается при комнатной температуре. При нормальном давлении температура кипения равна −41,25 °C, температура плавления −65,73 °C.

Химические свойства

Химические свойства селеноводорода схожи со свойствами сероводорода , хотя H ₂ Se обладает большей кислотностью ( pK _a = 3,89 при 25 °C), чем H ₂ S ( pK _a = 11,0 при 25 °C). Имея более высокую кислотность , селеноводород лучше растворим в воде. Поскольку селеноводородная кислота (раствор селеноводорода в воде) является двухосновной кислотой, она обладает второй константой кислотности, соответствующей полной диссоциации; она равна pK _{a 2} = 15,05 ± 0,02 при 25 °C . Селеноводородная кислота образует с металлами соли — селениды , например селенид натрия Na ₂ Se.

При горении селеноводорода в воздухе или кислороде образуется диоксид селена и вода :

${\displaystyle {\mathsf {2H_{2}Se+3O_{2}\rightarrow 2H_{2}O+2SeO_{2}}}.}$

При недостатке кислорода и пониженной температуре окисляется до элементарного селена :

${\displaystyle {\mathsf {2H_{2}Se+O_{2}\rightarrow 2H_{2}O+2Se}}.}$

Получение

Для получения селеноводорода могут использоваться реакции взаимодействия селенидов активных металлов с водой или разбавленными кислотами, например гидролиз селенида алюминия Al ₂ Se ₃ , сопровождающийся образованием гидроксида алюминия :

${\displaystyle \mathrm {Al_{2}Se_{3}+6H_{2}O\rightarrow 2Al(OH)_{3}+3H_{2}Se\uparrow } .}$

Селеноводород образуется также в результате взаимодействия с кислотой селенида железа(II) FeSe:

${\displaystyle \mathrm {FeSe+H_{2}SO_{4}\rightarrow FeSO_{4}+H_{2}Se\uparrow } .}$

Также может быть получен прямым синтезом их элементов при нагреве свыше 400 °С :

${\displaystyle \mathrm {H_{2}+Se\rightarrow H_{2}Se} .}$

Применение

H ₂ Se используется в органическом синтезе для получения селеноуратов из нитрилов в реакциях присоединения по тройной углеродной связи :

Также H ₂ Se применяется в полупроводниковой промышленности для газофазного легирования полупроводников типа III—V (например, арсенида галлия ) с целью придания им электронного типа проводимости .

Токсичность

Селеноводород чрезвычайно ядовит и считается наиболее ядовитым соединением селена и намного более токсичен , чем сероводород . Однако он имеет настолько отвратительный запах, что случайно отравиться человеку им невозможно: порог ощущения запаха в воздухе 0,05 объёмных частей на миллион (ppm). При концентрации 0,3 ppm газ начинает раздражающе действовать на органы дыхания, а свыше концентрации 1,5 ppm запах становится совершенно невыносимым. Несмотря на очень высокую токсичность, смертельные случаи отравления им неизвестны.

Воздействие более высоких концентраций менее чем за минуту вызывает поражение органов дыхания с симптомами, сходными с симптомами простуды, продолжающимися несколько дней после однократного воздействия.

Предельно допустимая концентрация селеноводорода в воздухе производственных помещений 0,2 мг/м ³ . Объёмная концентрация 1 ppm в воздухе соответствует массовой концентрации 3,31 мг/м ³ .

Примечания