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SÉLÉNIUM

Jöns Jacob Berzelius - crédits : Hulton Archive/ Getty Images

Jöns Jacob Berzelius

Le sélénium a été découvert en 1817 par Jöns Jacob Berzelius dans les boues des chambres de plomb utilisées pour la préparation de l'acide sulfurique. C'est un élément rare, présent très souvent à l'état de traces dans les sulfures naturels où il se substitue au soufre. Les espèces minéralogiques qui en contiennent des quantités notables – dont les principales sont les séléniures de cuivre, d'argent, de thallium, de plomb et de mercure – sont trop peu abondantes pour constituer des minerais. Aussi le sélénium n'est qu'un sous-produit de l'affinage électrolytique du cuivre. Le sélénium est un non-métal de symbole Se, de numéro atomique Z = 34 et de masse atomique 78,96. Six isotopes existent à l'état naturel, de nombres de masse 74, 76, 77, 78, 80 et 82. Leurs abondances sont respectivement de 0,89 p. 100, 9,37 p. 100, 7,63 p. 100, 23,77 p. 100, 49,61 p. 100 et 8,73 p. 100. De plus, vingt-cinq isotopes radioactifs, de nombres de masse compris entre 64 et 94, ont été préparés par réactions nucléaires. L'isotope 79, émetteur β- de demi-vie 7,95 × 105 années, semblerait aussi exister à l'état naturel.

De structure électronique à l'état fondamental 1 s2 ; 2 s2, 2 p6 ; 3 s2, 3 p6, 3 d10 ; 4 s2, 4 p4, il est situé dans la colonne VI b de la classification périodique, entre le soufre et le tellure. Il présente donc des analogies marquées avec ces éléments, surtout avec le tellure. Ses premier, deuxième et troisième potentiels d'ionisation sont de 9,75 eV, 21,3 eV et 33,9 eV, et son électronégativité est égale à 2,48 (échelle de Allred-Rochow). Les rayons atomique et covalent sont respectivement de 0,140 nm et 0,117 nm. Se2- a un rayon de 0,198 nm, Se4+ de 0,050 nm et Se6+ de 0,042 nm.

Les composés du sélénium sont généralement covalents. Dans quelques complexes anioniques, les électrons 4 s sont inertes, mais dans la plupart des composés les orbitales 4 s et 4 p se combinent linéairement pour participer aux liaisons.

Allotropie et propriétés physiques

Le sélénium se présente à l'état solide sous deux formes désordonnées : amorphe et vitreuse, et sous trois formes cristallisées : la variété trigonale grise et les deux variétés monocliniques α et β.

Le sélénium amorphe, rouge, est obtenu par précipitation à partir d'une solution aqueuse, par exemple par réduction d'une solution d'acide sélénieux par l'hydrogène, le zinc, l'anhydride sulfureux, etc., ou par condensation de la vapeur sur une paroi froide. Il se transforme en sélénium gris à une température mal définie entre 110 et 180 0C. De densité 4,26, il est doué de propriétés photoconductrices.

Le sélénium vitreux, noir, se forme par refroidissement brutal du sélénium liquide. Il semble qu'il existe dans cette phase un ordre à courte distance : certains atomes Se auraient deux proches voisins situés à 0,230 nm et huit autres à 0,376 nm. S'il est maintenu au-dessus de 70 0C, le sélénium vitreux se transforme en sélénium gris, forme commerciale habituelle (densité 4,28).

Les variétés monocliniques α et β, rouges, sont constituées par des cycles Se8 non coplanaires, apparemment analogues dSe-Se # 0,234 nm, Se−Se−Se # 105,70). Elles se distinguent essentiellement par le mode d'association de ces cycles et par les paramètres de maille (pour la forme α : a = 0,905 nm, b = 0,907 nm, c = 1,161 nm, β = 90,770 et pour la forme β : a = 1,285 nm, b = 0,807 nm, c = 0,931 nm, β = 93,130). Elles cristallisent toutes deux par évaporation d'une solution de sélénium dans le sulfure de carbone ; une vitesse d'évaporation lente donne la forme α, une vitesse rapide la forme β. Ces deux variétés, de densité voisine de 4,46, métastables, se transforment en sélénium gris à une température[...]

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Écrit par

  • : professeur de chimie physique et inorganique et de physico-chimie du solide à l'université de Limoges

Classification

Pour citer cet article

Bernard GAUDREAU. SÉLÉNIUM [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Article mis en ligne le et modifié le 14/03/2009

Média

Jöns Jacob Berzelius - crédits : Hulton Archive/ Getty Images

Jöns Jacob Berzelius

Autres références

  • CADMIUM

    • Écrit par
    • 8 050 mots
    • 6 médias
    Unmot sur le sélénium qui joue un rôle important dans l'association de ses sulfures avec ceux du cadmium. Par une coïncidence historique pour le moins assez inattendue, c'est Jöns Jacob Berzelius, chimiste suédois, un des savants précurseurs de la chimie moderne, qui, en 1817, découvrit cet élément...
  • CARLSON CHESTER FLOYD (1906-1968)

    • Écrit par
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    • 1 média

    Physicien américain, inventeur de la xérographie, procédé de reproduction de documents utilisé dans la plupart des photocopieuses modernes.

    Après des études supérieures de physique au California Institute of Technology de Pasadena (Californie), Chester Floyd Carlson, né le 2 février 1906 à Seattle...

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    ... pour l'anhydrase carbonique. Le nickel active l'uréase ; le vanadium et le molybdène la nitrate réductase ; le cuivre la cytochrome oxydase. Le sélénium, incorporé dans les acides aminés séléno-méthionine et séléno-cystéine, joue un rôle essentiel dans l’élimination des peroxydes et le métabolisme...
  • MATIÈRE (physique) - État solide

    • Écrit par
    • 8 629 mots
    • 12 médias
    Avec des atomes de sélénium, qui contiennent six électrons de valence, on peut établir deux liaisons covalentes. Les atomes de sélénium se lient ainsi les uns aux autres et se retrouvent situés sur une hélice. Pour construire un cristal, il faut encore imaginer que les hélices s'empilent parallèlement...
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