Se là gì?
Nguyên tố Se trong hóa học có tên gọi đầy đủ là Seleni. Trên bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, Se có số hiệu nguyên tử là 34 và ký hiệu là Se. Nó thuộc nhóm 16 và chu kỳ 4 trong bảng tuần hoàn. Se là một nguyên tố không kim loại và được coi là một halogen. Trạng thái tự nhiên của nó là dạng đơn chất màu hơi xám, có khả năng dẫn điện kém. Se có nhiều ứng dụng trong công nghiệp, y học và thực phẩm.
| Ký hiệu hóa học: | Ký hiệu hóa học của nguyên tố Seleni (Se) |
| Tên Latin: | Tên Latin của nguyên tố Se là Selenium. |
| Số hiệu nguyên tử: | Số hiệu nguyên tử của nguyên tố seleni (Se) là 34. |
| Chu kỳ: | Chu kỳ nguyên tử hóa học được hiểu là sự thay đổi tin tức của các nguyên tử trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Mỗi chu kỳ bắt đầu từ nguyên tố có cấu hình electron mới và liên tục theo thứ tự tăng dần của số nguyên tử. Mỗi chu kỳ bao gồm các quặng nguyên tử trong cùng một nhóm và có cấu hình electron tương tự. Chu kỳ đầu tiên bắt đầu từ nguyên tử hydrogen (H) và helium (He). Hydrogen có duy nhất một electron trong hình dạng vỏ K, trong khi helium có hai electron trong vỏ K. Do đó, chu kỳ đầu tiên gồm hai loại nguyên tử và được gọi là “chu kỳ s”. Chu kỳ này kết thúc tại helium với kết thúc vỏ electron của nó. Cuối chu kỳ đầu tiên là bắt đầu của chu kỳ thứ hai, gọi là “chu kỳ p”. Chu kỳ này bắt đầu từ nguyên tử lithium (Li) và tiếp tục theo thứ tự tăng dần với các nguyên tử trong cùng nhóm. Chu kỳ p chứa một tối đa sáu electron trong vỏ electron p, và tiếp tục cho đến khi vỏ electron p đầy. Chu kỳ này kết thúc với nguyên tử neon (Ne). Tiếp theo là chu kỳ thứ ba, gọi là “chu kỳ d”, bắt đầu từ nguyên tử sodium (Na) và tiếp tục cho đến kết thúc vỏ electron d. Hoặc có thể là chu kỳ f, gọi là “chu kỳ f”, bắt đầu từ nguyên tử lantan (La) và tiếp tục cho đến kết thúc vỏ electron f. Chu kỳ thứ tư gọi là “chu kỳ f”, bắt đầu từ nguyên tử actini (Ac) và tiếp tục cho đến kết thúc vỏ electron f. Như vậy, chu kỳ nguyên tử hóa học bao gồm các chu kỳ s, p, d và f và giúp sắp xếp các nguyên tử vào các nhóm tương ứng trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Các đặc tính và tính chất hóa học của các nguyên tố trong cùng một chu kỳ tương tự nhau do cấu trúc electron tương tự. |
| Nhóm nguyên tố: | Se thuộc nhóm nguyên tố chalcogen trong bảng tuần hoàn. Nhóm chalcogen bao gồm các nguyên tố oxy (O), nhưfur (S), Se (Se), tỏa (Te), và poloni (Po). Trong hóa học, các nguyên tố này có một số đặc điểm chung: 1. Đối với các chất vô cơ: Các chalcogen thường tạo hợp chất với các kim loại để tạo ra các muối và oxit. Ví dụ, oxi tạo oxit kim loại và oxit phi kim, và lưu huỳnh tạo sulfat và sulfid. 2. Đối với các hợp chất hữu cơ: Chalcogen có khả năng tạo liên kết đôi cùng với cacbon, tạo thành các hợp chất hữu cơ quan trọng như este, axit carboxylic, và amit. 3. Đặc biệt với oxi: Oxi là thành phần quan trọng trong số đông các quá trình sinh học và trong các hợp chất hữu cơ. Nó cũng là một chất oxi hóa mạnh và tham gia vào các quá trình cháy. 4. Tính chất chất điện phân: Từ lưu huỳnh đến talen, các chalcogen tăng dần tính chất điện phân khi đi từ trên xuống dưới trong nhóm. Talen có khả năng dẫn điện tốt hơn lưu huỳnh. 5. Tính chất sinh học: Một số chalcogen, như selen và tellur, có vai trò thiết yếu trong sinh học. Selen là chất dinh dưỡng thiết yếu và có thể có tác dụng chống oxi hóa, trong khi telur có khả năng chống vi khuẩn. Tóm lại, nhóm chalcogen có các đặc trưng hóa học đặc biệt như khả năng tạo liên kết với các nguyên tố, tính oxi hóa-mất điện tử mạnh, tính điện phân tăng dần và vai trò sinh học quan trọng. |
| Khối lượng nguyên tử tương đối: | Khối lượng nguyên tử tương đối của nguyên tố Se là 78.971(8) g/mol. |
| Số Oxy hóa: | Số oxy hóa của nguyên tố Se (selen) có thể có hai giá trị: -2 và +6. |
| Cấu hình electron (e): | Cấu hình electron của nguyên tử Se là [Ar] 4s2 3d10 4p4 . |
| Khối lượng riêng [g/cm3]: | Khối lượng riêng (density) của nguyên tố Se là khoảng 4.81 g/cm3. |
| Trạng thái: | Nguyên tố Se (selen) có trạng thái tự nhiên phổ biến là dạng chalcogen nonmetal, tuy nhiên, trong môi trường khí quyển, Se cũng có thể tồn tại dưới dạng hơi nguyên tử. Se có 14 izotop tự nhiên, trong đó Se-80 là nguyên tử phổ biến nhất. Một điểm đặc biệt của Se là tính chất năng lượng rất cao của các liên kết Se-S, giúp Se có thể tạo ra các hợp chất hóa học đặc biệt. Ví dụ, Se có khả năng thay thế lưu hoá của lưu huỳnh trong các phân tử môi trường sống. Se tham gia trong quá trình chuyển hóa sinh học và được sử dụng trong các quá trình đóng góp cho sức khỏe của con người và động vật. Ngoài ra, Se cũng được ứng dụng trong ngành công nghiệp như sản xuất lăng trụ điện tử, sản xuất mực in, thuốc nhuộm và thuốc trừ sâu. Một ứng dụng khác của Se là trong ngành năng lượng mặt trời, trong việc tạo ra các tinh thể nham thạch Se nhằm biến mặt trời thành điện năng. |
Tính chất hóa học của nguyên tố Se
Nguyên tử số: 34
Trọng lượng nguyên tử: 78.96 g/mol
Nguyên tố Se thuộc nhóm 16 trong bảng tuần hoàn, còn được gọi là nguyên tố chalcogen, cùng với O, S, Te, và Po.
Dưới đây là một số tính chất hóa học của nguyên tố Se:
- Oxi hóa: Se có thể oxi hóa thành các dạng oxi hóa khác nhau, bao gồm -2, +2, +4 và +6. Dạng oxi hóa phổ biến nhất là Se -2 và Se +6.
- Tương tác với kim loại: Se có khả năng tương tác với các kim loại, tạo thành hợp chất covalent và ion. Ví dụ, Se có thể tạo thành hợp chất với kim loại như selenide (Se2-) với những kim loại như kẽm, đồng và chì.
- Tính chất photovoltaic: Se được sử dụng trong công nghệ năng lượng mặt trời vì khả năng tạo ra hiệu ứng photovoltaic (chuyển đổi ánh sáng thành điện).
- Hợp chất hữu cơ: Se cũng có thể hình thành hợp chất hữu cơ, ví dụ như amin selenide và selenocysteine.
- Độc tính: Se có tính độc đối với cơ thể người khi tiếp xúc với nồng độ cao. Tuy nhiên, Se cũng được coi là một nguyên tố vi lượng cần thiết đối với sức khỏe, trong lượng nhỏ và đủ điều kiện phù hợp.
Đây chỉ là một số tính chất hóa học cơ bản của nguyên tố Se. Còn nhiều tính chất khác của nguyên tố này cần được nghiên cứu sâu hơn.
Phản ứng của kim loại với Se
Kim loại phản ứng với nguyên tử Se theo các phản ứng sau:
- Phản ứng hóa học: Kim loại có thể phản ứng với nguyên tố Se để tạo ra hợp chất với Se. Ví dụ, phản ứng giữa sắt (Fe) với Se làm cho Fe tạo thành hợp chất selenide sắt (FeSe).
- Phản ứng oxi hóa: Nguyên tử Se có thể oxi hóa kim loại, trong quá trình này Se sẽ nhận các electron từ kim loại và chuyển sang trạng thái oxi hóa cao hơn.
- Phản ứng hình thành hợp chất: Kim loại và nguyên tố Se có thể phản ứng với nhau để tạo ra các hợp chất mới. Ví dụ, phản ứng giữa nhôm (Al) và Se tạo ra hợp chất selenide nhôm (AlSe).
Mỗi kim loại có thể có các phản ứng và reactivity khác nhau với nguyên tố Se, vì vậy các phản ứng cụ thể có thể khác nhau tùy thuộc vào kim loại cụ thể và điều kiện của phản ứng.
Phản ứng của phi kim với Se
Phản ứng giữa phi kim và nguyên tố Se (Seleni) có thể xảy ra dưới dạng phản ứng oxi-hoá khử.
Với sắt (Fe), phản ứng có thể xảy ra theo phương trình:
Fe + Se -> FeSe
Với đồng (Cu), phản ứng có thể xảy ra theo phương trình:
Cu + Se -> CuSe
Với kẽm (Zn), phản ứng có thể xảy ra theo phương trình:
Zn + Se -> ZnSe
Đây chỉ là một số ví dụ về phản ứng của phi kim với nguyên tố Se. Có nhiều phản ứng khác có thể xảy ra tùy thuộc vào điều kiện và tỷ lệ phản ứng.
Phản ứng của Oxit Kim loại với Se
Phản ứng của oxit kim loại (MxOy) với nguyên tử seleni (Se) sẽ tạo ra oxit seleni (SeOz) và kim loại M:
MxOy + Se → SeOz + M
Ví dụ, phản ứng của oxi và selen trong không khí:
2MgO + Se → MgSeO3
Trong phản ứng này, oxi từ oxit magie (MgO) tạo thành Seleni trioxide (SeO3), còn kim loại magie (Mg) được giải phóng.
Phản ứng Oxi với Se
Phản ứng giữa oxi và nguyên tố selen (Se) có thể xảy ra theo các phản ứng sau:
1. Phản ứng cháy của selen với oxi:
2Se + O2 -> 2SeO2
Trong phản ứng này, selen (Se) cháy trong không khí có hiện diện của oxi (O2), tạo thành selen dioxide (SeO2).
2. Phản ứng oxi hóa của selen với oxi:
2Se + 3O2 -> 2SeO3
Trong phản ứng này, selen (Se) bị oxi hóa bởi oxi (O2) trong không khí, tạo thành selen trioxide (SeO3).
Cả hai phản ứng trên xảy ra dưới sự có mặt của oxi và có thể xem là cách khác nhau để selen oxi hóa thành các oxit của nó.
Tính chất vật lý của nguyên tố Se
Nguyên tố Se (selen) là một nguyên tố hóa học có ký hiệu là Se và số nguyên tử là 34. Dưới dạng tự nhiên, nó được tìm thấy dưới dạng selenit hoặc selenat trong các khoáng sản đất chứa sulfua.
Dưới dạng tinh thể, seleni có màu xám và có độ cứng tương đối thấp. Nó có mật độ 2.978 g/cm3 và điểm nóng chảy là 221 độ C. Seleni có tính chất dẫn điện và dẫn nhiệt tương đối tốt.
Nguyên tố Se có khả năng tạo hợp chất có tính chất thể hiện nhiều dạng hóa trị. Nó có thể tạo hợp chất với nhiều kim loại khác nhau như đồng, kẽm và chì. Seleni cũng có khả năng hình thành hợp chất hữu cơ, ví dụ như selenometionine và selenocysteine, có vai trò quan trọng trong sinh học và chất vô cơ.
Một tính chất quan trọng của Se là khả năng ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe con người. Nó có thể gây ra các vấn đề sức khỏe như sự nhiễm mỡ, u bướu và tổn thương gan. Tuy nhiên, nó cũng có vai trò cần thiết cho cơ thể con người và động vật, chiếm một phần trong hệ thống hóa thạch của chúng.
Điều chế Se trong phòng thí nghiệm
Nguyên tố Se (Seleni) có thể được điều chế trong phòng thí nghiệm theo các bước sau:
1. Chuẩn bị nguyên liệu: Cần chuẩn bị sodium selenite (Na2SeO3) hoặc selenium dioxide (SeO2) để dùng làm nguyên liệu cho quá trình điều chế.
2. Quá trình điều chế từ Na2SeO3:
– Cho Na2SeO3 vào một chất chứa axit như axit hydrocloric (HCl).
– Tạo ra phản ứng giữa Na2SeO3 và HCl để thu được sản phẩm NaCl và SeO2.
– Sau đó, tiếp tục đun nóng SeO2 để biến chất này thành selen.
3. Quá trình điều chế từ SeO2:
– Cho selenium dioxide (SeO2) vào một chất chứa axit như HCl.
– Tạo ra phản ứng giữa SeO2 và HCl để thu được sản phẩm H2SeO3.
– Thêm Na2SO3 (natri bisulfite) vào dung dịch H2SeO3 để tạo nên phản ứng khử, tạo ra SeO2.
– Cuối cùng, đun nóng SeO2 để biến chất này thành selen.
Lưu ý rằng quá trình điều chế nguyên tố Se có thể có thêm các bước xử lý và phản ứng phụ khác để tối ưu hiệu suất và đảm bảo sự an toàn trong phòng thí nghiệm.
Điều chế Se trong công nghiệp
Trong công nghiệp, nguyên tố Se được điều chế chủ yếu thông qua phương pháp phản ứng hoá học. Có hai phương pháp điều chế chính để tạo ra nguyên tố Se:
1. Quá trình khử điều chế: Quá trình này bắt đầu bằng việc lấy SeO2 (oxit selenious) và tiến hành quá trình khử nó thành nguyên tố Se. Quá trình này thường được thực hiện bằng cách hòa tan SeO2 trong nước và sau đó sử dụng chất khử như axit hydrosulfuric để tạo thành Se. Sau đó, Se được tách ra bằng phương pháp hơi hóa hoặc tinh chế để thu được chất Se tinh khiết.
2. Quá trình điều chế từ tế bào vi sinh: Một cách khác để điều chế Se là thông qua vi sinh vật như vi khuẩn hoặc nấm. Các vi sinh vật này có khả năng chuyển đổi các hợp chất selenite và selenate thành nguyên tố Se. Quá trình này được thực hiện thông qua vi sinh lý học và sau đó điều chế chất Se từ vi sinh phẩm.
Sau khi điều chế, nguyên tố Se có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp, bao gồm sản xuất thuốc nhuộm, phân bón, thuốc trừ sâu và các sản phẩm điện tử.
Ứng dụng của Se trong cuộc sống
Nguyên tố Se (seleni) có nhiều ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là những ứng dụng của nguyên tử Se:
1. Dược phẩm: Se được sử dụng trong sản xuất các loại thuốc chống vi khuẩn và chống oxi hóa. Nó có khả năng ngăn chặn các phản ứng tổn thương của các gốc tự do trong cơ thể, giúp bảo vệ tế bào khỏi sự hủy hoại. Se cũng có thể giúp tăng cường hệ miễn dịch và chống lại các bệnh vi khuẩn, virus.
2. Mỹ phẩm: Se có khả năng làm dịu và làm mềm da, cải thiện tình trạng da khô, viêm da. Nó cũng giúp giảm thiểu sự xuất hiện của các nếp nhăn và tăng cường sự săn chắc của da.
3. Điện tử: Se có tính chất bán dẫn, nên được sử dụng trong các thiết bị điện tử như mạch in, điện tử y tế, điện tử gia dụng và các thiết bị điện tử thông minh. Se cũng được sử dụng trong các thiết bị quang điện, như hình ảnh gia nhiệt kế, máy quay hồng ngoại.
4. Năng lượng: Se được sử dụng trong công nghệ pin mặt trời. Dung dịch chứa Se được sử dụng để tạo ra các vật liệu nắp pin được sử dụng để hấp thụ ánh sáng mặt trời và chuyển đổi thành điện năng.
5. Nông nghiệp: Se được sử dụng làm phụ gia trong thức ăn gia súc và thức ăn gia cầm để cải thiện sức khỏe và sự phát triển của các loài động vật nuôi. Se cũng được sử dụng trong nông nghiệp hữu cơ để điều chỉnh sự phong phú của vi khuẩn trong đất và giúp cải thiện chất lượng đất.
6. Dệt nhuộm: Se có khả năng tạo màu trong dệt nhuộm. Nó được sử dụng làm chất nhuộm trong các quy trình nhuộm sợi tự nhiên, như lụa và len.
Trên đây chỉ là một số ứng dụng chính của nguyên tử Se. Tuy nhiên, Se cũng có nhiều ứng dụng khác trong các lĩnh vực khác như chất thải nukle, tồn tại trong các loại men tạo rượu, và là thành phần chính trong các loại mực in.
Những điều cần lưu ý về nguyên tố Se
Nguyên tố Se khi phát hiện dưới dạng tự nhiên, chúng tồn tại dưới dạng một hỗn hợp các isotop, với Se-80 và Se-82 là những isotop phổ biến nhất.
Dưới đây là một số điều cần lưu ý về nguyên tố Se:
1. Tính chất hóa học: Seleni là một nguyên tố hoá học không kim loại và có tính chất của cả kim loại và phi kim. Nó có khả năng tạo hợp chất với nhiều nguyên tử khác nhau và là một nguyên tố quan trọng trong hóa học sinh học.
2. Tác dụng sinh học: Seleni là một yếu tố vi lượng cần thiết cho sự phát triển và hoạt động của cơ thể. Nó tham gia vào việc tổ chức cấu trúc của các protein và enzym cần thiết cho việc chuyển hóa. Ngoài ra, seleni còn có tác dụng chống oxi hóa và giúp bảo vệ cơ thể khỏi tác động của các gốc tự do.
3. Tác dụng đối với sức khỏe: Seleni có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ độc tố arsenic, chất làm căng cơ và thủy ngân trong cơ thể. Nó cũng có thể giúp giảm nguy cơ mắc bệnh ung thư, suy giảm chức năng tuyến giáp và những bệnh lý khác liên quan đến sự thiếu hụt seleni.
4. Nguồn cung cấp: Seleni có thể được tìm thấy trong nhiều loại thức ăn. Các nguồn giàu seleni bao gồm hạt và hạt cỏ, cá, thịt gà và gia cầm, đậu và các loại hạt. Dự phòng sử dụng thêm bảo toàn seleni có thể cung cấp lượng seleni cần thiết cho cơ thể.
5. So sánh với các nguyên tố khác: Seleni có tính chất và tác dụng tương tự như các nguyên tố khác trong cùng nhóm như sulfur và telurium. Tuy nhiên, seleni ít phổ biến hơn sulfur trong tự nhiên và ít độc hại hơn telurium.
Trên đây là một số điều cần lưu ý về nguyên tố Se. Điều quan trọng là duy trì một lượng seleni phù hợp trong cơ thể để có sức khỏe tốt.
