SÉLÉNIURE D'HYDROGÈNE (H2SE): STRUCTURE, PROPRIÉTÉS ET UTILISATIONS - CHIMIE - 2024

L' acide sélénhidrique ou séléniure d'hydrogène est un composé inorganique de formule chimique H ₂ Se. Il est de nature covalente et, dans les conditions ordinaires de température et de pression, c'est un gaz incolore; mais avec une forte odeur reconnaissable à sa présence mineure. Chimiquement, c'est un chalcogénure, donc le sélénium a une valence de -2 (Se ^2-).

De tous les séléniures, H ₂ Se est le plus toxique car sa molécule est petite et son atome de sélénium est moins stériquement entravé lors de la réaction. En revanche, son odeur permet à ceux qui travaillent avec elle de la détecter immédiatement en cas de fuite à l'extérieur de la hotte du laboratoire.

Le séléniure d'hydrogène peut être synthétisé par la combinaison directe de ses deux éléments: l'hydrogène moléculaire, H ₂ et le sélénium métallique. Il peut également être obtenu par dissolution de composés riches en sélénium, tels que le séléniure de fer (II), FeSe, dans l'acide chlorhydrique.

D'autre part, le séléniure d'hydrogène est préparé en dissolvant du séléniure d'hydrogène dans l'eau; c'est-à-dire que le premier est dissous dans l'eau, tandis que le second est constitué de molécules gazeuses.

Son utilisation principale est d'être une source de sélénium en synthèse organique et inorganique.

Structure du séléniure d'hydrogène

Molécule de séléniure d'hydrogène. Source: Ben Mills

L'image ci-dessus montre que la molécule H ₂ Se a une géométrie angulaire, bien que son angle de 91 ° la fasse ressembler plus à un L qu'à un V.Dans ce modèle de sphères et de bâtonnets, les atomes d'hydrogène et celui du sélénium sont les sphères blanches et jaunes, respectivement.

Cette molécule, comme indiqué, est celle en phase gazeuse; c'est-à-dire pour le séléniure d'hydrogène. Lorsqu'il est dissous dans l'eau, il libère un proton et en solution nous avons la paire HSe ^- H ₃ O ⁺; Ce couple d'ions vient en séléniure d'hydrogène, noté H ₂ Se (aq) pour le différencier du séléniure d'hydrogène, H ₂ Se (g).

Par conséquent, les structures entre H ₂ Se (ac) et H ₂ Se (g) sont très différentes; le premier est entouré d'une sphère aqueuse et a des charges ioniques, et le second est constitué d'un agglomérat de molécules en phase gazeuse.

Les molécules de H ₂ Se peuvent à peine interagir les unes avec les autres par de très faibles forces dipôle-dipôle. Le sélénium, bien qu'il soit moins électronégatif que le soufre, concentre une densité d'électrons plus élevée en «l'éloignant» des atomes d'hydrogène.

Comprimés d'hydrures de sélénium

Si les molécules H ₂ Se sont soumises à une pression extraordinaire (des centaines de GPa), elles sont théoriquement obligées de se solidifier par la formation de liaisons Se-H-Se; Ce sont des liaisons de trois centres et de deux électrons (3c-2e) où l'hydrogène participe. Par conséquent, les molécules commencent à former des structures polymères qui définissent un solide.

Dans ces conditions, le solide peut être enrichi en plus d'hydrogène, ce qui modifie complètement les structures résultantes. De plus, la composition devient du type H _n Se, où n varie de 3 à 6. Ainsi, les hydrures de sélénium comprimés par ces pressions, et en présence d'hydrogène, ont les formules chimiques H ₃ Se à H ₆ Se.

On pense que ces hydrures de sélénium enrichis en hydrogène ont des propriétés supraconductrices.

Propriétés

Apparence physique

Gaz incolore qui, à basse température, sent le radis pourri et les œufs pourris si sa concentration augmente. Son odeur est pire et plus intense que celle du sulfure d'hydrogène (ce qui est déjà assez désagréable). Cependant, c'est une bonne chose, car cela facilite sa détection et réduit les risques de contact prolongé ou d'inhalation.

Lorsqu'il brûle, il dégage une flamme bleuâtre produite par des interactions électroniques dans les atomes de sélénium.

Masse moléculaire

80,98 g / mol.

Point d'ébullition

-41 ° C

Point de fusion

-66 ° C

La pression de vapeur

9,5 atm à 21 ° C

Densité

3,553 g / L.

pK

3.89.

Solubilité dans l'eau

0,70 g / 100 ml. Cela corrobore le fait que l'atome de sélénium dans H ₂ Se ne peut pas former de liaisons hydrogène appréciables avec les molécules d'eau.

Solubilité dans d'autres solvants

-Soluble dans CS ₂, ce qui n'est pas surprenant de par l'analogie chimique entre le sélénium et le soufre.

-Soluble dans le phosgène (à basse température, car il bout à 8 ° C).

Nomenclature

Comme déjà expliqué dans les sections précédentes, le nom de ce composé varie selon que H ₂ Se est en phase gazeuse ou dissous dans l'eau. Lorsqu'il est dans l'eau, il est appelé acide hydrogène sélénhydrique, qui n'est rien de plus qu'un hydracide en termes inorganiques. Contrairement aux molécules gazeuses, son caractère acide est plus important.

Cependant, qu'il soit gazeux ou dissous dans l'eau, l'atome de sélénium conserve les mêmes caractéristiques électroniques; par exemple, sa valence est de -2, sauf s'il subit une réaction d'oxydation. Cette valence de -2 est la raison pour laquelle Seleni a appelé le séléniure d'hydrogène uro car l'anion est ^2-; qui est plus réactif et réducteur que le S ^2-, le soufre.

Si vous utilisez la nomenclature systématique, vous devez spécifier le nombre d'atomes d'hydrogène dans le composé. Ainsi, le H ₂ est appelé: séléniure di hydrogène.

Séléniure ou hydrure?

Certaines sources l'appellent un hydrure. Si c'était vraiment le cas, le sélénium serait chargé positivement +2 et l'hydrogène chargé négativement -1: SeH ₂ (Se ²⁺, H ^-). Le sélénium est un atome plus électronégatif que l'hydrogène et finit donc par «accumuler» la densité électronique la plus élevée dans la molécule H ₂ Se.

Cependant, en tant que tel, l'existence d'hydrure de sélénium ne peut être théoriquement exclue. En fait, avec la présence des anions H ^-, cela faciliterait les liaisons Se-H-Se, responsables des structures solides formées à d'énormes pressions selon des études informatiques.

Applications

Métabolique

Bien que cela semble contradictoire, malgré la grande toxicité du H ₂ Se, il est produit dans l'organisme par la voie métabolique du sélénium. Cependant, dès qu'il est produit, les cellules l'utilisent comme intermédiaire dans la synthèse des protéines de sélénium, ou il finit par être méthylé et excrété; l'un des symptômes en est le goût de l'ail dans la bouche.

Industriel

H ₂ est principalement utilisé pour ajouter des atomes de sélénium à des structures solides, telles que des matériaux semi-conducteurs; aux molécules organiques, telles que les alcènes et les nitriles pour la synthèse de séléniures organiques; ou à une solution pour précipiter les séléniures métalliques.

Références

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