Sieros seleno telūras ir polonio bendrosios charakteristikos. Santrauka: Deguonies cheminė charakteristika
Selenas yra būtinas mikroelementas žmonėms ir gyvūnams. Tai yra vienas iš biologiškai svarbių mikroelementų, esančių žmogaus organizme ir dalyvaujančių medžiagų apykaitos, biofizikos ir energijos reakcijos organizmą, užtikrinant ląstelių, audinių, organų ir viso kūno gyvybingumą ir funkciją. Seleno vaidmuo yra ypač svarbus tokių organų kaip širdis, kepenys, inkstai ir kt.
Selenas - pagrindinio pogrupio 4 grupės elementas periodinė sistema Mendelejevas, daugeliu atžvilgių kartojantis cheminės savybės sieros. Selenas sugeba sierą turinčiose amino rūgštyse pakeisti sierą amino rūgštimis, kurios yra biologiškai aktyvesnės ir yra stipresnės jonizuojančiosios spinduliuotės apsaugos priemonės nei sieros turinčios amino rūgštys. Be to, seleno amino rūgštys padeda sumažinti laisvųjų radikalų kiekį, kurie sutrikdo fermentų ir amino rūgščių veiklą ir savybes.
Selenas į žmogaus organizmą iš dirvožemio patenka su pasėliais ir gyvulininkystės produktais, o tai lemia mikroelemento tiekimo lygio priklausomybę nuo geocheminių gyvenimo sąlygų.
Tačiau ne visas dirvožemio selenas yra augalų prieinamas. Taigi rūgščiuose, labai užmirkusiuose dirvožemiuose mikroelemento biologinis prieinamumas yra mažas, nors bendras kiekis gali būti reikšmingas.
Atsižvelgiant į tai, kad optimalus seleno suvartojimo lygis, atitinkantis maksimalų trombocitų glutationo peroksidazės (GPX) aktyvumą arba seleno kiekį kraujo serume 115–120 μg / l, yra 120 μg per parą, nustatyta seleno koncentracija atitinka vidutinį gyventojų aprūpinimą mikroelementu daugumoje tiriamų teritorijų, Be to, nė viename iš regionų nebuvo gilaus seleno trūkumo atvejų - kraujo serume jo kiekis yra mažesnis nei 50 μg / l. Rusijoje vidutinė seleno koncentracija serume svyruoja nuo 62 μg / L vakaruose iki 145 μg / L rytuose.
Augaluose svarbiausia cheminė seleno forma yra selenometioninas. Gyvūnų audiniuose daugiausia seleno yra selenometionino ir selenocisteino pavidalu.
Seleno biochemines funkcijas lemia seleno turintys baltymai (SB). Trūkstant mikroelemento, gali būti pažeistas ląstelių vientisumas, pasikeisti skydliaukės hormonų apykaita, biotransformuojančių fermentų aktyvumas, padidėti sunkiųjų metalų toksinis poveikis, padidėti glutationo koncentracija plazmoje.
Būdingas žinduolių SB bruožas yra tas, kad jie, matyt, yra susiję su redokso procesais, vykstančiais ląstelės viduje ir išorėje. Iki šiol buvo apibūdinta 12 SB, turinčių seleno aktyviame centre.
Manoma, kad GPX1 (cCPX) - ląstelinė glutationo peroksidazė - yra visose žinduolio kūno ląstelėse, matyt, naudojama kaip seleno sandėlis, antioksidantas.
- GPX2 (CPX-CI) - lokalizuotas skrandžio epitelio ląstelėse
- GPX3 (pCPX) - tarpląstelinis GPX arba GPX plazmos, kontroliuoja peroksidų lygį už ląstelės ribų, fermento funkcija nebuvo išaiškinta, tačiau buvo įrodyta, kad pCPX aktyvumas atkuriamas greičiau nei cCPX, o tai gali reikšti didesnę šio fermento reikšmę.
- GPX4 (PHCPX) - fosfolipidas, lokalizuotas daugiausia sėklidėse, bet randamas membranose, citozolyje. Atkuria cholesterolio hidroperoksidą, jo esteriai, fosfolipidai, vaidina svarbų vaidmenį vyrų reprodukcinėje sistemoje.
- ID - 3 grupės oksidoreduktazės, reguliuoja tiroksino aktyvumą. Eksperimentų su gyvūnais metu buvo įrodyta, kad tuo pačiu metu dėl seleno ir jodo trūkumo atsiranda sunkesnė hipotirozė nei vien tik jodo trūkumas. Kai kurie autoriai teigia, kad naujagimių kretinizmas gali būti bendras šių 2 elementų trūkumas motinoje.
- ID1 - fermentas, dalyvaujantis tiroksino ir trijodtironino apykaitoje. Šis mikrosomų fermentas yra lokalizuotas kepenyse, inkstuose, skydliaukėje ir centrinėje nervų sistemoje.
- ID2 - katalizuoja tiroksino virsmą trijodtironinu
- ID3 - dezaktyvuoja tiroksiną ir trijodtironiną, lokalizuotus centrinėje nervų sistemoje, odoje, placentoje. Dalyvauja energijos apykaitoje.
- žinduolio TR - pagrindinė funkcija - katalizuoja nuo NADPH priklausomą citozolio redukciją.
- SPS2 - fermentas, kuris katalizuoja nuo ATP priklausomą seleno aktyvaciją, kad susidarytų seleno fosfatas.
- SelP yra glikoproteinas, galintis veikti kaip antioksidantas ir seleno sandėlis. Jis greitai sintetinamas įvedus seleno papildus. Dalyvauja nukenksminant sunkiuosius metalus.
- Selenoproteinas W (SelW) - tarpląstelinis baltymas, esantis daugelyje audinių, daugiausia raumenyse ir smegenyse. Manoma, kad jis dalyvauja redoksinėse reakcijose, daro įtaką onkologinių ligų vystymuisi.
Izotopų analizės duomenys ir teorinių tyrimų rezultatai rodo, kad žinduoliuose gali būti nuo 20 iki 100 SB.
Vėžio ir širdies bei kraujagyslių ligų, turinčių seleno trūkumą, padidėjimas, vyrų nevaisingumas ir mirties nuo AIDS rizikos padidėjimas gali būti susijęs su SB biosintezės sumažėjimu ir atitinkamų biocheminių procesų pažeidimu.
Pagal šiuolaikines koncepcijas, bendra organizmo reguliuojama seleno forma yra selenidas, kuris susidaro iš selenocisteino veikiant Sec-β-liazei. Selenocisteino pirmtakas gali būti selenometioninas. Neorganinis selenas (selenitas) reaguoja su redukuota glutationo forma (GSH), taip pat susidaro selenidas. Pastarasis iš dalies dalyvauja SB ir tRNR biosintezėje dėl reakcijos su seleno fosfato sintetaze (SPS), iš dalies iš organizmo išskiriamo daugiausia metilinto pavidalo su šlapimu ir kvėpavimu. Selenido fosforilinimas atliekamas dalyvaujant ATP. Selenido fosforilinimo reakcijos reguliavimas lemia gebėjimą nusodinti seleną - tai reiškinys, pastebimas esant mikroelemento trūkumui. Slopinant reakciją, padidėja selenido koncentracija ir dėl to padidėja seleno išsiskyrimas. Ši situacija pastebima, kai seleno yra didesniais kiekiais, nei reikia selenoproteinų sintezei.
Selenas absorbuojamas organizme plonojoje žarnoje, tarp kurių segmentų dvylikapirštė žarna suteikia šiek tiek didesnį transportavimo greitį, iš kurio mažos molekulinės seleno formos per 1 minutę, patekusios į žarnyną, gali prasiskverbti į kraują. Natrio selenito absorbcija skiriasi nuo organinių junginių. Eksperimentiniai duomenys rodo, kad selenas su GSH vykdo nefermentinę reakciją, kad susidarytų selenidiglutationas, kuris gali būti γ-glutamiltransferazės substratas ir todėl pernešamas per ląstelių membranas. Kadangi eksperimentinių gyvūnų seleno būklė beveik neturi įtakos skiriamo selenito absorbcijai, reikia manyti, kad nėra šio junginio reguliacinio absorbcijos mechanizmo. SB kiekis ir pasiskirstymas žinduolių organuose ir audiniuose priklauso nuo jų raiškos specifikos, organizmo seleno būklės, seleno vartojimo trukmės ir seleno cheminės formos racione.
Esant seleno trūkumui, SB lygis sumažėja, tačiau mikroelemento įtraukimas pirmiausia atliekamas svarbiausiuose baltymuose ir audiniuose - reprodukciniuose ir endokrininiuose organuose, smegenyse. Skeleto raumenys ir širdis selenu aprūpinami lėčiau
M. Wenzel ir kt. (1971) nustatė biologinį seleno pusinės eliminacijos periodą audiniuose. Raumenims šis laikotarpis buvo 100 dienų, kepenims - 50 dienų, inkstams - 32 dienos, kraujo serumui - 28 dienos.
Atsistatius iš seleno trūkumo būsenos GPX-GI aktyvumas pasiekia maksimumą jau po 10 valandų nuo seleno vartojimo pradžios, tuo tarpu cGPX aktyvumas pradeda didėti tik po 24 valandų ir nepasiekia didžiausio net po 3 dienų.
Homeostatinis seleno kiekio reguliavimas įvairiuose organuose ir audiniuose lemia tai, kad skiriant dideles seleno dozes, SB lygis viršija pasiektą pakankamu kiekiu. Žmonėms pGPX aktyvumas pasiekia maksimumą, kai suvartojama tik 50 μg seleno per dieną.
Kai gyvūnams buvo skiriamos didelės natrio selenito dozės, fermentų aktyvumas nepadidėjo, nepaisant žymiai padidėjusio mikroelemento koncentracijos plazmoje ir eritrocituose, tačiau pastebėtas net nedidelis sumažėjimas.
Sumažėjus bendram seleno kiekiui plazmoje ir eritrocituose, PHGPX dalis padidėja, o eritrocituose padidėja cGPX ir hemoglobino kiekis.
Įvedus radioaktyvųjį seleną, reikšminga jo dalis prisijungia prie kraujo plazmos baltymų. Paaiškėjo, kad eritrocitai vaidina pagrindinį vaidmenį šiame procese, nes 75Se seleno pavidalu itin greitai, per kelias sekundes, prasiskverbia į jų membranas. Po 1–2 minučių eritrocituose sutelkiama 50–70% viso seleno kiekio kraujyje. In vitro modelis rodo seleno persiskirstymo tarp kraujo elementų priklausomybę nuo laiko. Yra pagrindo manyti, kad 4 minutėmis mikroelemento koncentracija pasiekia maksimalią koncentraciją. Tada per 15-20 minučių iš eritrocitų išsiskiria beveik visas selenas, kuris pirmiausia jungiasi su albuminu, o paskui - su kraujo plazmos globulinais.
Eritrocituose yra seleno „pompa“ žmonėms ir daugeliui gyvūnų. Veikiamas glutationo - glutationo peroksidazės sistemos, selenitas transformuojasi formuodamasis seleno ir glutationo kompleksas. Vėliau redukuodamas selenas katalizuoja elektronų pernešimą į deguonį. Išėjęs iš eritrocito, galbūt kaip selenoglutationo komplekso dalis, šis mikroelementas yra fiksuojamas plazmos baltymuose. Be to, atrodo, kad sumažėjęs glutationo peroksidazės aktyvumas eritrocituose prisideda prie oksidacinių baltymų formų, tokių kaip hemoglobinas (HbSSG), susidarymo. Seleno trūkumas gali sukelti raudonųjų kraujo kūnelių hemolizę.
Seleno junginių biologinis prieinamumas skiriasi. Buvo nustatyta, kad seleno, esančio daugumoje tirtų junginių, biologinis prieinamumas yra mažesnis, palyginti su natrio selenitu.
Selenas iš organizmo pašalinamas daugiausia šlapime, išmatose ir iškvepiamame ore (česnako kvapas). Tarp išskyrimo būdų pirmasis yra dominuojantis, o antrasis būdingas ūminiam ir lėtiniam apsinuodijimui. Sergant toksikoze, alternatyviu seleno išskyrimo būdu galima laikyti jo kaupimąsi plaukuose ir naguose.
Seleno koncentracija šlapime dienos metu labai skiriasi, tačiau didžioji dalis skirto seleno išsiskiria per 24 valandas, o tai leidžia naudoti šį rodiklį kaip seleno prieinamumo kriterijų, nes jis gerai koreliuoja su šio mikroelemento suvartojimo lygiu. Paprastai tokiu būdu išsiskiria apie 40-50% suvartoto seleno, tačiau kai kuriais atvejais ši vertė gali siekti 60%. Atsižvelgiant į suvartotą dozę, seleno koncentracija šlapime gali svyruoti nuo 0,9 μg / L (Kinijos endeminės zonos) iki 3900 μg / kg (Venesuela).
Išskyrimo lygį įtakojantis veiksnys yra cheminė seleno forma. Paprastai neorganinės druskos yra lengviau pašalinamos iš organizmo, todėl jas vartoti yra saugiau nei organiniai junginiai... Yra įrodymų, kad organinių formų selenas mažai išsiskiria ir todėl yra didžiausias apsinuodijimo pavojus vartojant neįprastai dideles dozes.
Sveikiems savanoriams atliekant fizinio krūvio testą, kurio metu kasdien dvigubai padidėjo mikroelemento suvartojimas, natrio selenitas buvo vartojamas 100 - 800 μg per parą. sukelia aktyvų seleno perteklių išsiskyrimą su šlapimu, pasiekiant 80–90% suvartojamos vertės.
Vartojant organinės kilmės vaistus, seleno išsiskyrimo su šlapimu riba pasiekiama vartojant 400 μg / kg dozę.
Seleno trūkumas sukelia daugybę endeminių ligų žmonėms ir gyvūnams. „Baltųjų raumenų“ liga (virškinamoji raumenų distrofija) būdinga įvairaus sunkumo židinio degeneracija ir neuždegiminio pobūdžio griaučių ir širdies raumenų nekrozė, jos išvengti galima į mitybą įtraukus seleną. Šios ligos patomorfologiniams pokyčiams būdingi gilūs griaučių raumenų ir miokardo sutrikimai. Visų pirma, margas patohistologinis vaizdas stebimas dėl netolygios kardiomiocitų gausos, distrofinių ir nekrobiotinių pokyčių, dažnai pasireiškiančių distrofinio kalkėjimo simptomais. Pasak A.P. Avtsyna (1972), balta raumenų spalva atsiranda dėl mioglobino nykimo ir miocitų antrinės krešėjimo nekrozės. Miokardo ir griaučių raumenų pokyčiai yra degeneracinio-nekrobiotinio pobūdžio. Keshano liga yra endeminė mirtina kardiomiopatija, kuriai būdingi aritmijos, išsiplėtusi širdis, židininė miokardo nekrozė, po kurios seka širdies nepakankamumas. Pacientams, kenčiantiems nuo šios ligos, nustatomi eritrocitų membranų anomalijos. Sergančių vaikų eritrocituose seleno lygis, Na +, K + -ATPase aktyvumas, lipidų ir jų membranų skystumas skiriasi nuo tame pačiame regione gyvenančių kontrolinės grupės vaikų.
Atliekant epidemiologinius tyrimus Suomijoje per 5 metus su 11 000 35–59 metų vyrų ir moterų nustatyta, kad per šį laikotarpį 252 patyrė miokardo infarktą, o 131 mirė nuo širdies ir kraujagyslių ligos... Visais atvejais seleno lygis buvo 52 μg / L, kontroliniame - 55 μg / L. Nemažai dar 80-aisiais atliktų tyrimų parodė, kad esant seleno koncentracijai serume žemiau 0,4 μmol / l, miokardo infarkto tikimybė padidėja 7 kartus ir 0,4–0,6 μmol / l - 3 laikai.
Kitame tyrime, atliktame tomis pačiomis sąlygomis, mirusiojo grupės seleno lygis buvo 62 μg / l. Kontrole 68 μg / L. Santykinė mirties rizika, kai seleno koncentracija plazmoje buvo mažesnė nei 45 μg / l, buvo 3,2.
Centrinės Afrikos vietovėse, kuriose trūksta tiek seleno, tiek jodo, buvo užregistruotas endeminis miksedemos kretinizmas.
Eksperimentiniai ir klinikiniai tyrimai parodė, kad kasos cistinės fibrozės (cistinės fibrozės) etiologiją lemia daugelio elementų, ypač seleno, trūkumas perinataliniame laikotarpyje. Ši būklė būdinga mažiems vaikams. Be to, esant seleno trūkumui, pastebima virškinimo hepatozė - nekroziniai kepenų pokyčiai, plati edema ir ceroidinio pigmento nusėdimas riebaliniame audinyje bei židinio ir difuzinė infiltracija žarnyne, skrandyje, mezenterijoje ir regioniniuose limfmazgiuose - idiopatinė eozinofilinė infiltracija.
Pirmoji informacija apie seleną yra susijusi su jo toksiškumo apraiškomis dėl neįprastai didelio suvartojimo. Yra keli toksiškumo laipsniai.
Ūmus toksiškumas pasireiškia trumpalaikiu didelių seleno dozių vartojimu ir greitai sukelia mirtį. Požymiai: česnako kvėpavimas, letargija, seilių perteklius, raumenų drebulys, miokarditas ir kt.
Poūmis toksiškumas yra susijęs su dideliu seleno dozių vartojimu ilgą laiką. Požymiai: aklumas, ataksija, dezorientacija, pasunkėjęs kvėpavimas.
Lėtinė selenozė išsivysto, kai kelias savaites ar mėnesius vartojamas vidutiniškai didelis seleno kiekis.
Įvertinti seleno junginių toksiškumo laipsnį žmonėms trukdo selektyvaus ir jautraus seleno pertekliaus į žmogaus organizmą rodiklio trūkumas. Vienas iš galimų rodiklių yra alopecija ir nagų pokyčiai, taip pat vyraujantis seleno kaupimasis eritrocituose, palyginti su plazma.
Saugus ir pakankamas seleno suvartojimas per parą yra 50-200 mkg. Minimalus seleno reikalavimas buvo nustatytas remiantis endeminių Kinijos regionų duomenimis: mažiausias mikroelementų suvartojimo kiekis, kai nebuvo pastebėta Keshano liga, buvo atitinkamai 19 ir 14 μg per dieną vyrams ir moterims.
Fiziologinį seleno poreikį lemia vartojimo rodiklis, užtikrinantis maksimalų GPX aktyvumą plazmoje. Kinijos biogeocheminių provincijų gyventojams, turintiems gilų seleno trūkumą, ši vertė yra 40 μg / parą. Europiečiams šis lygis yra 70 mcg vyrams ir 55 mcg moterims.
Suomijoje, atsižvelgiant į ilgametę trąšų, praturtintų selenu, naudojimo patirtį, daroma prielaida, kad seleno suvartojimas yra žymiai didesnis, tenkinantis fiziologinį poreikį, būtent 120 μg per dieną, ši vertė atitinka maksimalų GPX trombocitų aktyvumą.
Apskaičiuojant RD (dozės nuoroda), remiantis duomenimis, gautais tiriant endeminę selenozę Kinijoje, jie vartoja 853 μg per dieną, kai kūno svoris yra 55 kg. Įvedus papildomą koeficientą (x3), atsižvelgiant į individualų jautrumą, gaunama 5 μg seleno 1 kg kūno svorio per dieną, o tai atitinka 350 μg / dieną, kai kūno svoris yra 70 kg.
Pagrindinio pogrupio VI grupės elementai vadinami chalkogenais. Tai apima deguonį, sierą, seleną, telūrą ir polonį. Žodis „chalkogenas“ susideda iš dviejų graikiškų žodžių, reiškiančių „varis“ arba „rūdos“ ir „gimęs“.
apibūdinimas
Chalkogenai gamtoje dažniausiai randami rūdos sudėtyje - sulfidai, piritai, oksidai, selenidai. Chalkogenai apima nemetalus ir metalus. Grupėje nuo viršaus iki apačios savybės keičiasi taip:
- sustiprėja metalinės savybės;
- susilpnėja oksidatoriaus savybės;
- elektronegatyvumas mažėja;
- silpnėja šiluminis stabilumas.
bendros charakteristikos chalkogenų grupės:
- nemetalai - deguonis, siera, selenas;
- metalai - telūras, polonis;
- valentingumas: II - O; IV ir VI - S; II, IV, VI - Se, Te, Po;
- elektroninė konfigūracija - ns 2 np 4;
- hidridai - H2R;
- oksidai - RO 2, RO 3;
- deguonies rūgštys - H 2 RO 3, H 2 RO 4.
Paveikslėlis: 1. Chalkogenai.
Pagal elektroninę struktūrą chalkogenai yra p-elementai. Išoriniame energijos lygyje yra šeši elektronai. Iki p-orbitos užbaigimo trūksta dviejų elektronų, todėl chalkogenai pasižymi junginių oksidacinėmis savybėmis. Padidėjus energijos lygių skaičiui grupėje, ryšys su išoriniais elektronais silpnėja, todėl telūras ir polonis yra reduktoriai.
Būdamas prie metalų ir nemetalų ribos, tellūras priklauso metaloidams arba pusmetaliams. Jis yra analogiškas sierai ir selenui, bet mažiau aktyvus.
Paveikslėlis: 2. Tellūras.
Savybės
Aktyviausias chalkogeno grupės elementas yra deguonis. Tai yra galingas oksidatorius, turintis keturias oksidacijos būsenas - -2, -1, +1, +2.
Pagrindinės chalkogenų savybės pateiktos lentelėje.
|
Elementas |
Cheminės savybės |
|
|
Deguonis (O) |
Dujos. Jis suformuoja dvi modifikacijas - O 2 ir O 3 (ozonas). О 2 yra bekvapis ir beskonis, blogai tirpsta vandenyje. Ozonas yra melsvos bekvapės dujos, gerai tirpstančios vandenyje |
Reaguoja su metalais, nemetalais |
|
Tipiškas nemetalas. Kieta medžiaga, kurios lydymosi temperatūra yra 115 ° C. Netirpsta vandenyje. Yra trys modifikacijos - rombinė, monoklininė, plastikinė. Oksidacijos būsena - -2, -1, 0, +1, +2, +4, +6 |
Reaguoja su deguonimi, halogenais, nemetalais, metalais |
|
|
Trapus kietas. Puslaidininkis. Turi tris modifikacijas - pilką, raudoną, juodą seleną. Oksidacijos būsena - -2, +2, +4, +6 |
Reaguoja su šarminiais metalais, deguonimi, vandeniu |
|
|
Tai atrodo kaip metalas. Puslaidininkis. Oksidacijos būsena - -2, +2, +4, +6 |
Reaguoja su deguonimi, šarmais, rūgštimis, vandeniu, metalais, nemetalais, halogenais |
|
|
Polonis (Po) |
Sidabro spalvos radioaktyvus metalas. Oksidacijos būsena - +2, +4, +6 |
Reaguoja su deguonimi, halogenais, rūgštimis |
Dirbtinai sukurtas gyvas augalas (Lv) arba unungeksiumas (Uuh) taip pat laikomi chalcogenais. Tai yra periodinės lentelės 116 elementas. Parodo stiprių metalinių savybių.
Paveikslėlis: 3. „Livermorium“.
Ko mes išmokome?
Chalkogenai yra šeštosios Mendelejevo periodinės lentelės grupės elementai. Grupei priklauso trys nemetalai (deguonis, siera, selenas), metalas (polonis) ir pusmetis (telūras). Todėl chalkogenai yra ir oksidatoriai, ir reduktoriai. Metalo savybės grupėje didėja iš viršaus į apačią: deguonis - dujos, polonis - kietasis metalas. Chalkogenai taip pat apima dirbtinai susintetintą livermorį, pasižymintį stipriomis metalinėmis savybėmis.
Testas pagal temas
Ataskaitos vertinimas
Vidutinis reitingas: 4.3. Iš viso gautų įvertinimų: 139.
Selenas gamtoje nėra plačiai paplitęs. Žemės plutoje seleno yra. Jo junginiai yra natūralių sieros junginių su metalais ir priemaišų pavidalu. Todėl selenas gaunamas iš atliekų, susidarančių gaminant sieros rūgštį, rafinuojant elektrolitinį varį ir atliekant kai kuriuos kitus procesus.Tellūras yra vienas iš retų elementų: jo turinys žemės plutoje yra visas.
Laisvoje būsenoje selenas, kaip ir siera, suformuoja keletą alotropinių modifikacijų, iš kurių garsiausios yra amorfinis selenas, kuris yra raudonai rudi milteliai, ir pilkasis selenas, formuojantis trapius kristalus su metaliniu blizgesiu.
Telūris taip pat žinomas kaip amorfinė modifikacija ir šviesiai pilkų metalinio blizgesio kristalų pavidalu.
Selenas yra tipiškas puslaidininkis (žr. § 190). Svarbi jo, kaip puslaidininkio, savybė yra ryškus elektros laidumo padidėjimas apšvietus. Prie seleno su metaliniu laidininku ribos susidaro barjerinis sluoksnis - grandinės dalis, galinti praleisti elektros srovę tik viena kryptimi. Atsižvelgiant į šias savybes, selenas puslaidininkių technologijose naudojamas lygintuvų ir saulės elementų su barjeriniu sluoksniu gamybai. Tellūris taip pat yra puslaidininkis, tačiau jo naudojimas yra ribotesnis. Kai kurių metalų selenidai ir teluridai taip pat pasižymi puslaidininkinėmis savybėmis ir yra naudojami elektronikoje. Nedideliais kiekiais telūras tarnauja kaip legiruojantis švino priedas, pagerinantis jo mechanines savybes.
Vandenilio selenidas ir vandenilio teluridas yra bespalvės dujos, turinčios nemalonaus kvapo. Jų vandeniniai tirpalai yra rūgštys, kurių disociacijos konstantos yra šiek tiek didesnės nei vandenilio sulfido disociacijos konstanta.
Chemiškai vandenilio selenidas ir vandenilio teluridas yra labai panašūs į vandenilio sulfidą. Kaip ir vandenilio sulfidas, jie labai silpnina savybes. Kaitinant jie abu suyra. Šiuo atveju jis yra mažiau stabilus nei: kaip vyksta vandenilio halogenidų serijoje, molekulių stiprumas perėjimo metu mažėja. Vandenilio selenido ir vandenilio telurido druskos - selenidai ir teluridai - yra panašūs į sulfidus pagal tirpumą vandenyje ir rūgštyse. Veikdamas selenidus ir teluridus su stipriomis rūgštimis, galima gauti vandenilio selenidą ir vandenilio teluridą.
Kai selenas ir telūras deginami ore arba deguonyje, gaunami dioksidai, kurie normaliomis sąlygomis yra kietoje būsenoje ir yra seleno ir teluro rūgščių anhidridai.
Skirtingai nuo sieros dioksido, jie pasižymi daugiausia oksidacinėmis savybėmis, lengvai redukuojami iki laisvo seleno ir telūro, pavyzdžiui:
Stipriųjų oksidatorių selenas ir telūro dioksidai gali būti atitinkamai paversti seleno ir teluro rūgštimis.
2 skaidrė
Siera, selenas ir telūras yra pagrindinio VI grupės pogrupio elementai, chalkogenų šeimos nariai.
3 skaidrė
Siera
Siera yra viena iš žmonijai nuo neatmenamų laikų žinomų medžiagų. Net senovės graikai ir romėnai ją rado įvairiausių praktinis naudojimas... Egzorcizmo apeigai atlikti buvo naudojami vietinės sieros gabalėliai.
4 skaidrė
Tellūras
Viename iš Austrijos regionų, kuris buvo vadinamas Semigorye, XVIII amžiuje buvo rasta keista melsvai balta rūdos.
5 skaidrė
selenas
Selenas yra vienas iš elementų, kurį žmogus žinojo dar prieš jo oficialų atradimą. Šį cheminį elementą kiti labai gerai užmaskavo. cheminiai elementai, kurie pagal savo savybes buvo panašūs į seleną. Pagrindiniai ją užmaskuojantys elementai buvo siera ir telūras.
6 skaidrė
Gaunasi
Vandenilio sulfido oksidavimo į elementinę sierą metodas pirmą kartą buvo sukurtas Didžiojoje Britanijoje, kur jie išmoko gauti reikšmingus sieros kiekius iš Na2CO3, likusio po soda gamybos, prancūzų chemiko N. Leblanc kalcio sulfido CaS metodu. Leblanco metodas pagrįstas natrio sulfato redukavimu akmens anglimis esant CaCO3 kalkakmeniui. Na2SO4 + 2C \u003d Na2S + 2CO2; Na2S + CaCO3 \u003d Na2CO3 + CaS
7 skaidrė
Tada soda išplaunama vandeniu, o blogai tirpaus kalcio sulfido vandeninė suspensija apdorojama anglies dioksidu
CaS + CO2 + H2O \u003d CaCO3 + H2S Gautas vandenilio sulfidas H2S, sumaišytas su oru, perduodamas į krosnį virš katalizatoriaus lovos. Be to, dėl neišsami oksidacija susidaro sieros vandenilio siera 2H2S + O2 \u003d 2H2O + 2S
8 skaidrė
Kaitinant druskos rūgštimi, seleno rūgštis redukuojama iki seleno rūgšties. Tuomet sieros dioksidas SO2 H2SeO3 + 2SO2 + H2O \u003d Se + 2H2SO4 praleidžiamas per gautą seleno rūgšties tirpalą. Valymui selenas deginamas deguonyje, prisotintame rūkstančios azoto rūgšties HNO3. Tai sublimuoja gryną seleno dioksidą SeO2. Iš SeO2 tirpalo vandenyje, įpylus druskos rūgšties, selenas vėl nusodinamas praleidžiant sieros dioksidą per tirpalą.
9 skaidrė
Norėdami izoliuoti Te nuo gleivių, naudojamas sukepinimas soda, o po to - išplovimas. Jie patenka į šarminį tirpalą, iš kurio, neutralizavus, jis nusėda TeO2 Na2TeO3 + 2HC \u003d TeO2 + 2NaCl pavidalu. Norint išvalyti telūrą iš S ir Se, naudojamas jo gebėjimas, veikiant redukuojančiam agentui (Al) šarminėje terpėje, virsti tirpiu ditelluridinatrio Na2Te2 6Te + 2Al + 8NaOH \u003d 3Na2Te2 + 2Na.
10 skaidrė
Tellumui nusodinti per tirpalą praleidžiamas oras arba deguonis: 2Na2Te2 + 2H2O + O2 \u003d 4Te + 4NaOH. Norint gauti ypatingo grynumo telūrą, jis chloruojamas: Te + 2Cl2 \u003d TeCl4. Gautas tetrachloridas gryninamas distiliuojant arba rektifikuojant. Tada tetrachloridas hidrolizuojamas vandeniu: TeCl4 + 2H2O \u003d TeO2Ї + 4HCl, o susidaręs TeO2 redukuojamas vandeniliu: TeO2 + 4H2 \u003d Te + 2H2O.
11 skaidrė
Fizinės savybės
12 skaidrė
cheminės savybės
Siera dega ore, susidaro sieros dioksidas, bespalvės dujos, turinčios aštrų kvapą: S + O2 → SO2 Sierą redukuojančios savybės pasireiškia sieros reakcijose su kitais nemetalais, tačiau kambario temperatūroje siera reaguoja tik su fluoru: S + 3F2 → SF6
13 skaidrė
Sieros lydalas reaguoja su chloru, tuo tarpu galimas dviejų žemesnių chloridų susidarymas , kaitinant siera reaguoja su vandeniliu, anglimi, siliciu: S + H2 → H2S (vandenilio sulfidas) C + 2S → CS2 (anglies disulfidas)
14 skaidrė
Iš sudėtingų medžiagų pirmiausia reikia pažymėti sieros reakciją su išlydytu šarmu, kuriame siera neproporcingai dideli kaip chloro kiekiai: 3S + 6KOH → K2SO3 + 2K2S + 3H2O Siera su koncentruotomis oksiduojančiomis rūgštimis reaguoja tik ilgai kaitinant: S + 6HNO3 (conc) → H2SO4 + 6N2 + 2H2O S + 2 H2SO4 (conc) → 3SO2 + 2H2O
15 skaidrė
100–160 ° C temperatūroje jis oksiduojamas vandens: Te + 2H2O \u003d TeO2 + 2H2 Verdant šarminiuose tirpaluose, tellūras neproporcingai didėja, kai susidaro teluridas ir teluritas: 8Te + 6KOH \u003d 2K2Te + K2TeO3 + 3H2O.
16 skaidrė
Praskiestas HNO3 oksiduoja Te iki tellūros rūgšties H2TeO3: 3Te + 4HNO3 + H2O \u003d 3H2TeO3 + 4NO. Stiprūs oksidatoriai (HClO3, KMnO4) oksiduoja Te iki silpnos telūro rūgšties H6TeO6: Te + HClO3 + 3H2O \u003d HCl + H6TeO6. Telūro junginiai (+2) yra nestabilūs ir linkę į neproporcingumą: 2TeCl2 \u003d TeCl4 + Te.
17 skaidrė
Kaitinant ore, jis perdega susidarant bespalviam kristaliniam SeO2: Se + O2 \u003d SeO2. Kaitindamasis jis sąveikauja su vandeniu: 3Se + 3H2O \u003d 2H2Se + H2SeO3. Selenas reaguoja kaitinant azoto rūgštimi ir susidaro seleno rūgštis H2SeO3: 3Se + 4HNO3 + H2O \u003d 3H2SeO3 + 4NO.
18 skaidrė
Verdant šarminiuose tirpaluose, selenas neproporcingai didėja: 3Se + 6KOH \u003d K2SeO3 + 2K2Se + 3H2O. Jei virtas selenas šarminis tirpalas, per kurį praeina oras ar deguonis, susidaro raudonai rudi tirpalai, kuriuose yra poliselenidų: K2Se + 3Se \u003d K2Se4
Selenas ir telūras yra periodinės lentelės VI grupėje ir yra sieros analogai. Išoriniame elektroniniame lygyje selenas ir telūras turi po 6 elektronus: Se 4s 2 4p 4; Te 5s 2 5p 4, taigi jie turi IV, VI ir -II oksidacijos būsenas. Kaip ir bet kurioje periodinės lentelės grupėje, augant elemento atominei masei, rūgštinės savybės elementai silpnėja, o pagrindiniai didėja, todėl telūras parodo daugybę pagrindinių (metalinių savybių) ir nenuostabu, kad atradėjai jį pasirinko kaip metalą.
Selenui būdingas polimorfizmas, yra 3 kristalinės ir 2 amorfinės modifikacijos.
Stiklinis selenas gaunamas greitai atvėsusiame išlydytame selene, susideda iš Se 8 žiedų molekulių ir iki 1000 atomų žiedų.
Raudonas amorfinis selenas susidaro, jei Se garai greitai aušinami, daugiausia susideda iš neteisingai orientuotų Se 8 molekulių, kristalizacijos metu jis ištirpsta CS 2, gaunamos dvi kristalinės modifikacijos:
t pl 170 0 Сt pl 180 0 C
lėtai greitai
pastatytas iš Se 8 molekulių.
Stabiliausias pilkas šešiakampis selenas sudarytas iš nesibaigiančių seleno atomų grandinių. Kaitinant visos modifikacijos pereina į paskutinę. Tai vienintelė puslaidininkių modifikacija. Garuose, kartu su Se 8, taip pat yra molekulių, turinčių mažiau atomų iki Se 2, garuose 221 0 C ir t bp 685 0 C.
Tellūras yra vis paprastesnis - stabiliausias yra šešiakampis telūras, kurio lydymosi temperatūra yra 452 0 C, o ryšulys - 993 0 C. Amorfinis telūras yra smulkiai išsklaidytas šešiakampis telūras.
Selenas ir telūras yra stabilūs ore; kaitinant jie dega, susidaro dioksidai SeO 2 ir TeO 2. Nereaguoja su vandeniu kambario temperatūroje.
Kaitinant amorfinį seleną iki t 60 0 С, jis pradeda reaguoti su vandeniu:
3Se + 3Н 2 О \u003d 2Н 2 Se + Н 2 SeО 3 (17)
Tellūris yra mažiau aktyvus ir reaguoja su vandeniu, viršijančiu 100 0 C. Jie reaguoja su šarmais švelnesnėmis sąlygomis, formuodami:
3Se + 6NaOH \u003d 2Na 2 Se + Na 2 SeO 3 + 3H 2 O (18)
3Te + 6NaOH \u003d 2Na 2 Te + Na 2 TeO 3 + 3H 2 O (19)
Jie nereaguoja su rūgštimis (HCl ir praskiestu H 2 SO 4), praskiestas HNO 3 oksiduoja jas iki H 2 SeO 3; H 2 TeO 3, jei rūgštis yra koncentruota, ji tellūrą oksiduoja iki bazinio nitrato Te 2 O 3 (OH) NO 3.
Koncentruotas H 2 SO 4 ištirpdo seleną ir telūrą, susidaro
Se 8 (HSO 4) 2 - žalia H 2 SeO 3
Te 4 (HSO 4) 2 - raudona Te 2 O 3 SO 4
½ sprendimai
nestabilus
se ir Te išsiskiria
Se, kaip ir S, būdingos papildymo reakcijos:
Na 2 S + 4Se \u003d Na 2 SSe 4 (stabiliausias) (20)
Na 2 S + 2Тe \u003d Na 2 STe 2 (stabiliausias) (21)
bendruoju atveju Na 2 SE n, kur E \u003d Se, Te.
Na 2 SO 3 + Se Na 2 SeSO 3 (22)
selenosulfatas
Tellūro atveju ši reakcija vyksta tik autoklavuose.
Se + KCN \u003d KSeCN (teliui nežinoma) (23)
Selenas sąveikauja su vandeniliu 200 0 С temperatūroje:
Se + H 2 \u003d H 2 Se (24)
Tellūro atveju reakcija vyksta sunkiai, o vandenilio telurido išeiga yra maža.
Selenas ir telūras sąveikauja su daugeliu metalų. Seleno ir telūro junginiuose oksidacijos būsenos yra -2, +4 ir +6.
Junginiai su deguonimi.SeO 2 - baltas, t subl. - 337 0 С, ištirpsta vandenyje, susidaro H 2 SeO 3 - nestabilus, 72 0 С temperatūroje jis suyra peretektinės reakcijos metu.
TeO 2 - ugniai atsparesnis, t pl. - 733 0 С, t bp. - 1260 0 С, nėra lakus, šiek tiek tirpsta vandenyje, lengvai tirpsta šarmuose, mažiausias tirpumas krenta ant pH ~ 4, iš tirpalo išsiskiria H 2 TeO 3 nuosėdos, nestabilios ir džiovinant suyra.
Trioksidai.Didesni oksidai gaunami veikiant stipriems oksidatoriams.
SeO 3 (panašus į SO 3) reaguoja su vandeniu, formuodamas H 2 SeO 4, t pl. ~ 60 0 С, stiprus oksidatorius, ištirpina Au:
2Au + 6H 2 SeO 4 \u003d Au 2 (SeO 4) 3 + 3H 2 SeO 3 + 3H 2 O (25)
ištirpina Pt mišinyje su HCl.
TeO 3 yra neaktyvi medžiaga, egzistuojanti amorfinėse ir kristalinėse modifikacijose. Ilgalaikis amorfinis trioksidas karštas vanduo hidratuotas, pereinantis į ortotūrinę rūgštį H 6 TeO 6. Kaitinant ištirpsta koncentruotuose šarmų tirpaluose, susidaro teluritai.
H 2 TeO 4 turi tris atmainas: ortotūrio rūgštis H 6 TeO 6 lengvai tirpsta H 2 O, jos tirpalai nesukelia rūgšties reakcijos, labai silpnos rūgšties, o dehidratuojant gaunama polimerelio rūgštis (H 2 TeO 4) n, netirpi vandenyje. Alotelluro rūgštis gaunama kaitinant ortotūrio rūgštį uždaroje ampulėje, bet kokiu būdu sumaišoma su vandeniu ir pasižymi rūgštine savybe. Jis yra tarpinis, 6 - 10 molekulių grandinėje nestabilus, kambario temperatūroje pereina į ortotūrinę rūgštį, o kaitinamas ore greitai virsta H 2 TeO 4.
Druskos.Druskos selenatams sunkieji metalai gerai tirpsta vandenyje, šiek tiek tirpūs šarminių žemių metalų selenatai, švinas ir, priešingai nei sulfatai, Ag ir Tl. Kaitinant jie susidaro selenitai (skirtingai nei sulfatai). Selenitas yra stabilesnis už sulfitą ir gali būti lydomas skirtingai nei sulfitas.
Tellūratai Na 2 H 4 TeO 6 - ortotelluratas yra dviejų modifikacijų, gautų žemoje temperatūroje, tirpus vandenyje, aukštoje temperatūroje - netirpus. Išsausėjęs gaunamas vandenyje netirpus Na 2 TeO 4. Sunkiųjų ir šarminių žemių metalų teluritams būdingas mažas tirpumas. Skirtingai nuo telurito, natrio teluritas tirpsta vandenyje.
Hidridai. H 2 Se ir H 2 Te dujos ištirpsta vandenyje ir duoda daugiau stiprios rūgštysnei neutralizavus šarmais, susidaro druskos, panašios į Na 2 S. Telluridams ir selenidams, taip pat Na 2 S, būdingos papildymo reakcijos:
Na 2 Se + Se \u003d Na 2 Se 2 (26)
Na 2 Se + nS \u003d Na 2 SeS n (27)
Paprastai susidaro Na 2 ES 3 ir Na 2 ES 4, kur E yra selenas ir telūras.
Chloridai.Nors S 2 Cl 2 yra stabiliausias sieros atžvilgiu, panašus junginys yra žinomas dėl seleno, tačiau SeCl 4 yra stabiliausias TeCl 4 telūrui. Ištirpęs vandenyje, SeCl 4 hidrolizuojasi:
SeCl 4 + 3H 2 O \u003d 4НCl + H 2 SeO 3 (28)
TeCl 4 ištirpsta be pastebimos hidrolizės.
TeCl 4 atveju yra žinomi kompleksai: K 2 TeCl 6 ir KTeCl 5 su aliuminio chloridu sudaro katijoninius kompleksus + -. Kai kuriais atvejais jis taip pat formuoja kompleksus su selenu, tačiau jam žinomi tik heksachloroselenatai: M 2 SeCl 6.
Kaitinant jie didina ir atsiriboja:
SeCl 4 \u003d SeCl 2 + Cl 2 (29)
kondensacijos metu neproporcinga:
2TeCl 2 \u003d Te + TeCl 4 (30)
Žinomi fluoridai, bromidai, jodidai susidaro tik telūre.
Sulfidai. Susiliejus su siera, junginiai nesusidaro. Kai H 2 S veikia seleno ir telūro druskas, gali nusodinti TeS 2 ir SeS 2 bei SeS mišinys (manoma, kad tai yra S ir Se mišinys).
Sintezė, pakeičiant sierą selenu S 8 molekulėje, gauta Se 4 S 4, Se 3 S 5, Se 2 S 6, SeS 7, pakeitimas vyksta per vieną sieros atomą.
