セレン化合物

セレン化合物は、セレン（Se）元素を含む化合物です。これらの化合物のうち、セレンは様々な酸化状態を持ち、最も一般的なものは-2、+4、および+6です。セレン化合物は、クロースタライト、グアナファタイト、ティエマンナイト、クルックサイトなどのさまざまな鉱物の形で自然界に存在し、黄鉄鉱や黄銅鉱などの硫化鉱物と共存することもできます。 ^[1]多くの哺乳類にとって、セレン化合物は不可欠です。たとえば、セレノメチオニンとセレノシステインは、人体に存在するセレン含有アミノ酸です。セレノメチオニンは、セレノタンパク質の合成に関与しています。^{[2]セレノシステインの還元電位とpKa（5.47）は}システインよりも低いため、一部のタンパク質は抗酸化活性を持ちます。^[3]セレン化合物は半導体、ガラス・セラミック産業、医療、冶金などの分野で重要な用途がある。^[4]

カルコゲン化合物とオキシ酸

セレンは二酸化セレン（SeO 2 ）と三酸化セレン（SeO 3 ）の2つの酸化物を形成します。二酸化セレン_は元素セレンと_酸素の反応によって生成されます。^[5]

{\ce {Se8 + 8 O2 -> 8 SeO2}}

これは気相でモノマーSeO _{2分子を形成する}高分子固体である。水に溶解すると亜セレン酸H ₂ SeO _{3を形成する。亜セレン酸は、}硝酸で元素セレンを酸化することによって直接作ることもできる。^[6]

{\ce {3 Se + 4 HNO3 + H2O -> 3 H2SeO3 + 4 NO}}

安定した三酸化物を形成する硫黄とは異なり、三酸化セレンは熱力学的に不安定であり、185℃以上で二酸化物に分解する。^[5]^[6]

{\ce {2 SeO3 -> 2 SeO2 + O2}}

(ΔH = −54 kJ/モル)

三酸化セレンは、無水セレン酸カリウム（K ₂ SeO ₄）と三酸化硫黄（SO ₃ ）の反応によって実験室で生成される。^[7]

亜セレン酸塩は亜セレン酸塩と呼ばれます。これには亜セレン酸銀(Ag ₂ SeO ₃ ) や亜セレン酸ナトリウム(Na ₂ SeO ₃ ) が含まれます。

硫化水素は亜セレン酸水溶液と反応して二硫化セレンを生成します。

{\ce {H2SeO3 + 2 H2S -> SeS2 + 3 H2O}}

_{二硫化セレンは8員環で構成されています。SeS 2}とほぼ同様の組成ですが、Se ₄ S ₄やSe ₂ S ₆など、個々の環の組成は異なります。二硫化セレンはシャンプーのふけ防止剤、高分子化学の抑制剤、ガラス染料、花火の還元剤として使用されています。^[6]

三酸化セレンは、セレン酸H 2 SeO ₄を脱水することによって合成される。セレン酸H ₂ SeO 4自体は、二酸化セレンを過酸化水素で酸化することによって生成される。^[8]

{\ce {SeO2 + H2O2 -> H2SeO4}}

高温で濃縮されたセレン酸は金と反応してセレン酸金(III)を形成する。^[9]

ハロゲン化合物

セレンのヨウ化物はあまり知られていない。唯一安定な塩化物は一塩化セレン（Se ₂ Cl ₂）で、これは塩化セレン（I）としてよく知られているかもしれない。対応する臭化物も知られている。これらの種は、対応する二塩化二硫黄と構造的に類似している。二塩化セレンは、セレン化合物（Se ₇の製造など）の製造における重要な試薬である。これは、セレンを塩化スルフリル（SO ₂ Cl ₂ ）で処理することによって製造される。^[10]セレンはフッ素と反応して六フッ化セレンを形成する。

{\ce {Se8 + 24 F2 -> 8 SeF6}}

硫黄の類似体（六フッ化硫黄）と比較すると、六フッ化セレン（SeF ₆）はより反応性が高く、有毒な肺刺激物質である。^[11]セレンオキシフッ化物（SeOF ₂）やセレンオキシ塩化物（SeOCl ₂ ）などの一部のセレンオキシハロゲン化物は、特殊溶剤として使用されている。^[5]

セレニド

他のカルコゲンと同様に、セレンはセレン化水素（H ₂ Se）を形成する。これは強い臭気を放つ、毒性のある無色のガスである。H ₂ Sよりも酸性度が高い。溶液中ではHSe ⁻にイオン化する。セレン化二イオンSe ^{2− は}、商業的にセレンが得られる鉱物を含むさまざまな化合物を形成する。代表的なセレン化物としては、セレン化水銀（HgSe）、セレン化鉛（PbSe）、セレン化亜鉛（ZnSe）、セレン化銅インジウムガリウム（Cu(Ga,In)Se ₂）などがある。これらの材料は半導体である。アルミニウムなどの電気陽性度の高い金属では、これらのセレン化物は加水分解されやすい：^[5]

{\ce {Al2Se3 + 3 H2O -> Al2O3 + 3 H2Se}}

アルカリ金属セレン化物はセレンと反応してポリセレン化物、Seを形成する。²⁻
_{n の}、チェーンとして存在します。

その他の化合物

四窒化セレン（Se ₄ N _{4 ）は、四}窒化四硫黄（S ₄ N ₄ ）に類似した爆発性のオレンジ色の化合物である。^[5]^[12]^[13]これは、四塩化セレン（SeCl ₄）と[（（CH
₃）
₃シ）
₂[N]
₂Se .^[14]

セレンはシアン化物と反応してセレノシアン酸塩を生成する：^[5]

{\ce {8 KCN + Se8 -> 8 KSeCN}}

有機セレン化合物

セレンは、特に酸化状態 II で、炭素と安定した結合を形成し、構造的には対応する有機硫黄化合物に類似しています。特に一般的なのは、セレニド (R _{2 Se、}チオエーテルの類似体)、ジセレニド (R ₂ Se _{2 、}ジスルフィドの類似体)、およびセレノール(RSeH、チオールの類似体) です。セレニド、ジセレニド、およびセレノールの代表例としては、それぞれセレノメチオニン、ジフェニルジセレニド、およびベンゼンセレノールがあります。硫黄化学におけるスルホキシドは、セレン化学ではセレノキシド (化学式 RSe(O)R) で表され、セレノキシド脱離反応で示されるように、有機合成の中間体です。二重結合則が示す傾向と一致して、セレノケトンR(C=Se)RおよびセレンアルデヒドR(C=Se)Hはほとんど観察されない。^[15]

参照

参考文献

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