Селен

Селен  (₃₄Se)

Општи својства
Име и симбол	селен (Se)
Изглед	црн и црвен алотроп
Селенот во периодниот систем
S ↑ Se ↓ Te арсен ← селен → бром
Атомски број	34
Стандардна атомска тежина (±) (Ar)	78,971(8)
Категорија	повеќеатомски неметал, понекогаш се смета за металоид
Група и блок	група 16 (халокгени), p-блок
Периода	IV периода
Електронска конфигурација	[Ar] 3d10 4s2 4p4
по обвивка	2, 8, 18, 6
Физички својства
Фаза	цврста
Точка на топење	494 K ​(221 °C)
Точка на вриење	958 K ​(685 °C)
Густина близу с.т.	сива: 4,81 г/см3 алфа: 4,39 г/см3 стаклена: 4,28 г/см3
кога е течен, при т.т.	3,99 г/см3
Критична точка	1.766 K, 27,2 MPa
Топлина на топење	сива: 6,69 kJ/mol
Топлина на испарување	95,48 kJ/mol
Моларен топлински капацитет	25,363 J/(mol·K)
парен притисок P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k при T (K) 500 552 617 704 813 958
Атомски својства
Оксидациони степени	6, 5, 4, 3, 2, 1, −1, −2 ​(силен киселински оксид)
Електронегативност	Полингова скала: 2,55
Енергии на јонизација	I: 941 kJ/mol II: 2.045 kJ/mol II: 2.973,7 kJ/mol
Атомски полупречник	емпириски: 120 пм
Ковалентен полупречник	120±4 пм
Ван дер Валсов полупречник	190 пм
Спектрални линии на селен
Разни податоци
Кристална структура	​шестаголна
Брзина на звукот тенка прачка	3.350 м/с (при 20 °C)
Топлинско ширење	амформа: 37 µм/(m·K) (при 25 °C)
Топлинска спроводливост	амфорна: 0,519 W/(m·K)
Магнетно подредување	дијамагнетно
Модул на растегливост	10 GPa
Модул на смолкнување	3,7 GPa
Модул на збивливост	8,3 GPa
Поасонов сооднос	0,33
Мосова тврдост	2
Бринелова тврдост	736 MPa
CAS-број	7782-49-2
Историја
Наречен по	Според Селена, грчката божица на Месичината
Откриен и првпат издвоен	Јенс Јакоб Берцелиус и Јохан Готлиб Ган (1817)
Најстабилни изотопи
изо ПЗ полураспад РР РЕ (MeV) РП 72Se веш 8,4 д ε – 72As γ 0,046 – 74Se 0,87 % – (β+β+) 1,2094 74Ge 75Se веш 119,779 д ε – 75As γ 0,264, 0,136, 0,279 – 76Se 9,36 % 76Se е стабилен со 42 неутрони 77Se 7,63 % 77Se е стабилен со 43 неутрони 78Se 23,78 % 78Se е стабилен со 44 неутрони 79Se расеан 3,27×105 г β− 0,151 79Br 80Se 49,61 % – (β−β−) 0.1339 80Kr 82Se 8,73 % 1,08×1020 г β−β− 2,995 82Kr
Режимите на распад во загради се предвидени, но сè уште не се забележани

Селен — хемиски елемент со атомски број 34 и хемиски симбол Se. Тој не се наоѓа слободен во природата. Тој е неметален (поретко се смета за металоид) со својства кои се меѓусебно помеѓу елементите погоре и подолу во периодниот систем, сулфур и телур, а исто така има сличности со арсен . Тоа ретко се случува во својата елементарна состојба или како чиста руда соединенија во Земјината кора. Селенот (од старогрчки σελήνη (selḗnē) "Месечината") беше откриен во 1817 година од Јенс Јакоб Берцелиус, кој ја забележа сличноста на новиот елемент на претходно откриениот телур (именуван за Земјата).

Селенот се наоѓа во метални сулфидни руди, каде што делумно го заменува сулфурот. Комерцијално, селенот се произведува како нуспроизвод во рафинирањето на овие руди, најчесто за време на производството. Минералите кои се чисти селениди или селентни соединенија се познати, но ретки. Главната комерцијална употреба за селен денес се производство на стакло и пигменти. Селен е полупроводник и се користи во фотоелетите. Апликациите во електрониката, штом се важни, најчесто се заменуваат со силициумски полупроводнички уреди. Селенот сè уште се користи во неколку типови на DC заштита од пренапонска заштита и еден тип на флуоресцентна квантна точка.

Селените соли се токсични во големи количини, но количината на траги се неопходни за клеточна функција кај многу организми, вклучувајќи ги и сите животни. Селенот е состојка во многу мултивитамини и други додатоци во исхраната, вклучувајќи формула за бебиња. Таа е компонента на антиоксидансните ензими глутатион пероксидаза и тиоредоксин редуктаза (кои индиректно редуцираат одредени оксидирани молекули кај животните и некои растенија). Исто така, се наоѓа во три ензими на дејодиназа, кои претвораат еден тироиден хормон во друг. Селенските барања кај растенијата се разликуваат по видови, при што некои растенија бараат релативно големи количини, а други очигледно не бараат ништо.

Особености

Физички својства

Структура на шестаголен (сив) селен

Горење на селен и други метали.

Селенот формира неколку алотропи кои меѓупретвораат со температурни промени, во зависност од стапката на промена на температурата. Кога се подготвува во хемиски реакции, селенот обично е аморфен, тула-црвен прав. Кога брзо се топи, ја формира црно, стаклестото тело,кое обично се продава комерцијално како монистра. Структурата на црниот селен е неправилна и комплексна и се состои од полимерни прстени до 1000 атоми по прстен. Црниот Селен е кршлив, сјајен,цврст,и малку растворлив во CS2. По греењето, се омекнува на 50 °C и се претвора во сив селен на 180 °C; Температурата на трансформацијата се намалува со присуство на халогени и амини.

Црвените α, β и γ форми се произведуваат од растворите на црниот селен со менување на стапката на испарување на растворувачот (обично CS2). Сите тие имаат релативно ниски, моноклинни кристални симетрии и содржат речиси идентични прстени од Se8 со различни аранжмани, како кај сулфур. Пакувањето е најгусто во α форма. Во Se8 прстените, растојанието Se-Se е 233,5 и Se-Se-Se аголот е 105,7 °. Други селенови алотропи можат да содржат Se6 или Se7 прстени.

Најстабилната и густа форма на селен е сива и има шестаголна кристална решетка која се состои од спирални полимерни синџири, каде што растојанието Se-Se е 237,3 и аголот Se-Se-Se е 130,1 °. Минималното растојание помеѓу синџирите е 343.6 . Сивиот Seлен се формира со благо загревање на други алтотропи, со бавно ладење на стопен Se или со кондензација на пареата од Se веднаш под точката на топење. Додека останатите форми се изолатори, сивиот Se е полупроводник кој покажува значителна фотопроводливост. За разлика од другите алотропи, тој е нерастворлив во CS2. Тој се спротивставува на оксидацијата со воздух и не е нападнат од неоксидирачки киселини. Со силни агенси за намалување, формира полиселениди. Селенот не ги покажува промените во вискозноста што се подложува на сулфурот при постепено загревање.

Оптички својства

Благодарение на неговата употреба како фотокондуктор во детекторите со рамен зум (види подолу), оптичките својства на аморфните селенски (α-Se) тенки филмови биле предмет на интензивно истражување.

Изотопи

Селенот има седум природни изотопи. Пет од нив, 74Se, 76Se, 77Se, 78Se, 80Se, се стабилни, при што 80Se е најзастапен (49,6% природно изобилство). Исто така природно се јавува и долготрајниот примордијален радионуклид 82Se, со полуживот од 9,2 × 1019 години. Неприродната радиоизотоп 79Се, исто така, се случува во мали количества во ураниумските руди како производ на јадреното цепење. Селенот, исто така, има бројни нестабилни синтетички изотопи кои се движат од 64Se до 95Se; најстабилните се 75Се со полуживот од 119,78 дена и 72Ѕе со полуживот од 8,4 дена. Изотопите полесни од стабилните изотопи првенствено се подложени на бета плус за распаѓање на изотопи на арсен, а изотопите потешки од стабилните изотопи се подложени на бета минус распаѓање на изотопите на бром, со неколку ситни гранки на неутронска емисија во најтешките познати изотопи.

Селенови изотопи со најголема стабилност

Изотоп	Природа	Потекло	Пола живот
74 Se	Природно		Стабилно
76 Se	Природно		Стабилно
77 Se	Природно	Цепен производ	Стабилно
78 Se	Природно	Цепен производ	Стабилно
79 Se	Рута	Цепен производ	327.000 год.
80 Se	Природно	Цепен производ	Стабилно
82 Se	Природно	Цепен производ	~ 10 20 год.

Хемиски соединенија

Селените соединенија најчесто постојат во оксидационите состојби -2, +2, +4 и +6.

Халкоген соединенија

Селенот образува два оксиди : селен диоксид (SEO ₂₎ и селен триоксид (SEO _3). Селеновиот диоксид се формира со реакција на елементарниот селен со кислород:

Se ₈ + 8 O ₂ → 8 SeO ₂

Структура на полимер SeO ₂ : атомите на (пирамидалниот) Se се жолти.

Тоа е полимерна цврста материја која ги формира мономерните SeO ₂ молекули во гасовита фаза. Се раствора во вода за да формира селена киселина , H ₂ SeO ₃ . Селенова киселина, исто така, може да се направи директно со оксидирање елементарен селен со азотна киселина :

3 Se + 4 HNO ₃ + H ₂ O → 3 H ₂ SeO ₃ + 4 NO

За разлика од сулфур, кој формира стабилен триоксид , селениот триоксид е термодинамички нестабилен и се распаѓа на диоксидот над 185   °C:

2 SeO ₃ → 2 SeO ₂ + O ₂ (ΔH = -54   kJ / mol)

Селеновиот триоксид се произведува во лабораторија со реакција на безводен калиум селент (K ₂ SeO ₄ ) и сулфур триоксид (SO ₃ ).

Солите на селенска киселина се нарекуваат селенити. Тие вклучуваат сребро селенит (Ag ₂ оптимизација ₃₎ и натриум селенит (Na ₂ оптимизација _3).

Водородниот сулфид реагира со водена селена киселина за да произведе селен дисулфид :

H ₂ SeO ₃ + 2 H ₂ S → SeS ₂ + 3 H ₂ O

Селен дисулфидот се состои од 8-члени прстени. Тој има приближен состав на SeS ₂ , со поединечни прстени кои варираат во составот, како Se ₄ S ₄ и Se ₂ S ₆ . Селен дисулфид се користи во шампон како средство против првут , инхибитор во полимерната хемија, стаклена боја и средство за редукција во огномет .

Селеновиот триоксид може да се синтетизира со дехидрирање на селенска киселина , H ₂ SeO ₄ , која сама се произведува со оксидација на селен диоксид со водород пероксид :

SeO ₂ + H ₂ O ₂ → H ₂ SeO ₄

Топла, концентрирана селенска киселина може да реагира со злато за да формира злато (III) селентат.

Халогени соединенија

Јодитот од селен не е добро познат. Единствениот стабилен хлорид е селенскиот монохлорид (Se ₂ Cl ₂ ), кој може да биде подобро познат како селен (I) хлорид; соодветниот бромид е исто така познат. Овие видови се структурно аналогни на соодветниот дисулдор дихлорид . Селен дихлоридот е важен реагенс во подготовката на селенските соединенија (на пример, подготовката на Se ₇ ). Се подготвува со третирање на селен со сулфурил хлорид (SO ₂ Cl ₂ ). Селенот реагира со флуор за да формира селен хексафлуорид :

Se ₈ + 24 F ₂ → 8 SeF ₆

Во споредба со сулфур хексафлуорид , селен хексафлуорид (SEF ₆₎ е повеќе реактивен и е токсичен пулмоналнен раздразнувач. Некои од оксихалидите на селен, како што се селенскиот оксифлуорид (SeOF ₂ ) и селенскиот оксихлорид (SeOCl ₂ ), се користат како специјални растворувачи.

Селенид

Аналогно на однесувањето на другите халкогени, селенот формира селеноводород , H ₂ Se. Тој е силен одводен , токсичен и безбоен гас. Тој е повеќе кисел отколку H ₂ S. Во растворот се јонизира со HSe ^- . Селенид дианион Se ^2- формира различни соединенија, вклучувајќи ги и минералите од кои вт се добива комерцијално. Илустративните селениди вклучуваат живаселенид (HgSe), оловоселенид (PbSe), цинк селенид (ZnSe), и бакар индиум галиум диселенид (Cu (га, In) Se _2). Овие материјали се полупроводници . Со високо електропозитивни метали, како алуминиум , овие селениди се склони кон хидролиза:

Al ₂ Se ₃ + 3 H ₂ O → Al ₂ O ₃ + 3 H ₂ Se

Селенидите од алкалните метали реагираат со селен за да формираат полиселениди, Se2−
n </br> Se2−
n , кои постојат како синџири.

Други соединенија

Тетраселен тетранитрид, Se4N4, е експлозивно портокалово соединение аналогна на тетрасулфур тетранитрид (S4N4). Може да се синтетизира преку реакција на селен тетрахлорид (SeCl4) со [((CH3)3Si)2N]2Sе.

Селенот реагира со цијаниди за да даде селеноцијанати:

8 KCN + Se ₈ → 8 KSeCN

Органоселенски соединенија

Селенот, особено во оксидациската состојба II, формира стабилни врски со јаглерод, кои се структурно аналогни на соодветните органосулфурни соединенија. Особено чести се селениди (R2Se, аналози на тиоети), диселениди (R2Se2, аналози на дисулфиди) и селеноли (RSeH, аналози на тиоли). Претставниците на селениди, диселениди и селеноли вклучуваат соодветно селенометионин, дифенилдиселенид и бензенселенол. Сулфоксидот во хемијата на сулфур е претставен во хемијата на селен од селеноксидите (формулата RSe (O) R), кои се интермедијари во органската синтеза, како што е илустрирано со реакцијата на елиминација на селеноксид. Во согласност со трендовите наведени во правилото за двојна врска, ретко се забележуваат селенокетони, R (C = Se) R и селеналдехиди, R (C = Se) H.

Историја

Селен (грчки σελήνη selene што значи "месечина") бил откриен во 1817 од Јенс Јакоб Берцелиус и Јохан Готлиб Ган. Двајцата хемичари поседувале фабрика за хемија во близина на Грипсхолм, Шведска, која произведувала сулфурна киселина од страна на водечкиот коморски процес. Пирит од рудникот Фалун создал црвен талог во оловните комори за кои се претпоставува дека е соединение на арсен, па затоа употребата на пирита за да се направи киселина била прекината. Берцелиус и Ган сакале да го употребуваат пиритот, а исто така забележале дека црвениот талог отфрлил мирис како рен кога бил запален. Овој мирис не бил типичен за арсен, но сличен мирис бил познат и од телурските соединенија. Оттука, првото писмо на Берцелиус на Александар Марте изјавило дека ова е соединение на телур. Сепак, недостатокот на телурски соединенија во минералите на Фалун на крајот го навело Берцелиус да го реанализира црвениот талог, а во 1818 година напишал второ писмо до Марте, опишувајќи новооткриен елемент сличен на сулфур и телур. Поради својата сличност со телурот, именуван за Земјата, Берцелиус го именувал новиот елемент по Месечината.

Во 1873 година, Willoughby Smith открил дека електричниот отпор на сивиот селен зависи од амбиенталното светло. Ова доведе до употреба како клетка за осветлување на светлината. Првите комерцијални производи со користење на селен биле развиени од страна на Вернер Сименс во средината на 1870-тите. Селените ќелија се користи во фотофонот развиен од Александар Греам Бел во 1879 година. Селен пренесува електрична струја пропорционална на количеството на светлина што паѓа на неговата површина. Овој феномен беше искористен во дизајнот на светломери и слични уреди. Полупроводничките својства на селенот се пронајдоа во бројни други уреди во електрониката. Развојот на селенските исправувачи започна во почетокот на 1930-тите, и тие ги замениле исправувачите на бакар оксид, бидејќи биле поефикасни. Овие траеле во комерцијалните уреди до 1970-тите, по што биле заменети со поевтини и уште поефикасни силициумски исправувачи.

Селенот подоцна дојде до медицинско известување поради неговата токсичност за индустриските работници. Селенот е исто така познат како важен ветеринарен токсин, кој се гледа кај животни кои јадат високоселенски растенија. Во 1954 година, првите мукрочестици со специфични биолошки функции на селенот биле откриени во микроорганизмите од биохемичарот Џејн Пинсент. Беше откриено дека е од суштинско значење за животот на цицачите во 1957 година. Во 1970-тите, се покажало дека е присутно во две независни групи на ензими. Ова беше проследено со откривање на селеноцистеин во белковините. Во текот на осумдесеттите години, селеноцистеинот се покажа дека е кодиран од кодонот UGA. Механизмот за регодирање беше првпат разработен кај бактериите, а потоа кај цицачите (види елемент SECIS).

Природен селен во песочник, од рудник за ураниум во близина на Грантс, Ново Мексико

Природен (т.е. елементарен) селен е редок минерал, кој обично не формира добри кристали, но, кога формира, тие се стрмни ромбоадери или мали ацикуларни (влакнести) кристали. Изолацијата на селен често е комбинирана од присуството на други соединенија и елементи.

Селенот се јавува природно во голем број неоргански форми, вклучувајќи ги и селенидот, селененот и селенитот, но овие минерали се ретки. Вообичаениот минерален селенит не е селенски минерал и не содржи селенски јон, туку е еден вид на гипс (калциум сулфат хидрат) именуван како селен за месечината и пред откривањето на селен. Селенот најчесто се наоѓа како нечистотија, заменувајќи мал дел од сулфур во сулфидните руди на многу метали.

Во живите системи, селенот се наоѓа во аминокиселините селенометионин, селеноцистеин и метилселенкоцистеин. Во овие соединенија, селенот игра аналогна улога на онаа на сулфур. Другото природно органоселенско соединение е диметил селенид.

Одредени почви се богати со селен, а селенот може да биде биоконцентриран од некои растенија. Во почвите, селенот најчесто се јавува во растворливи форми како што се селенентот (аналогно на сулфат), кои лесно се испуштаат во реките со истекување. Океанската вода содржи значителни количини на селен.

Антропогените извори на селен вклучуваат горење на јаглен и рударството и топењето на сулфидните руди.

Производство

Селенот најчесто се произведува од селенид од многу сулфидни руди, како што се бакар, никел или олово. Електролитичкото рафинирање на метали е особено продуктивно на селен како нуспроизвод, добиен од анодна кал од рафинериите од бакар. Друг извор е калта од оловните комори на постројки за сулфурна киселина, процес кој веќе не се користи. Селенот може да се пречисти од овој кал со повеќе методи. Сепак, повеќето елементарни селени доаѓаат како нуспроизвод на рафинирачки бакар или сулфурна киселина. Од нејзиниот пронајдок, производството на бакар од екстракција на растворувачи и електрично засилување (SX / EW) произведува зголемен удел во светското снабдување со бакар. Ова ја менува достапноста на селен бидејќи само мал дел од селен во рудата е исцелен со бакар.

Индустриското производство на селен обично вклучува екстракција на селен диоксид од остатоци добиени при прочистување на бакар. Потоа, заедничкото производство од остатокот започнува со оксидација со натриум карбонат за да се произведе селен диоксид, кој се меша со вода и се закиселува за да се формира селена киселина (чекор на оксидација). Селенската киселина се излачува со сулфурдиоксид (чекор на редукција) за да се добие елементарен селен.

Околу 2.000 тони селен се произведени во 2011 година во светот, најмногу во Германија (650 т), Јапонија (630 т), Белгија (200 т) и Русија (140 т), а вкупните резерви се проценети на 93.000 тони. Овие податоци ги исклучуваат двата најголеми производители, САД и Кина. Претходниот голем пораст беше забележан во 2004 година од 4-5 до 27 $ / фунта. Цената беше релативно стабилна во текот на 2004-2010 година со околу 30 долари за фунта (во лотови со 100 фунти), но се зголеми на 65 долари за 2011 година. Потрошувачката во 2010 година беше поделена на следниов начин: металургија - 30%, производство на стакло - 30% , земјоделство - 10%, хемикалии и пигменти - 10% и електроника - 10%. Кина е доминантен потрошувач на селен на 1,500-2,000 тони годишно.

Намени

Манганска електролиза

За време на обработката на манган, додавањето на селен диоксид ја намалува моќта потребна за ракување со електролизните клетки . Кина е најголем потрошувач на селен диоксид за оваа намена. За секој тон манган, во просек 2   kg селен оксид се користи.

Производство на стакло

Најголемата комерцијална употреба на Se, која изнесува околу 50% од потрошувачката, е за производство на стакло. Sе соединенијата даваат црвена боја на стакло. Оваа боја ги отфрла зелените или жолтата нијанса што произлегуваат од нечистотии на железо, карактеристични за повеќето стакло. За таа цел, се додаваат различни селенити и селенирани соли. За други намени може да се посака црвена боја, произведена од мешавини на CdSe и CdS.

Легури

Селенот се користи со бизмут во месинг за да се замени повеќе токсично олово . Регулирањето на оловото во примените за вода за пиење, како што е во САД со Законот за безбедна вода за пиење од 1974 година, направи намалување на оловото во месинг. Новиот месинг се продава под името EnviroBrass. Како олово и сулфур, селенот ја подобрува обработливоста на челик во концентрации околу 0,15%. Селенот го произведува истото подобрување на машината во бакарни легури.

Литиум-селен батерии

Литиум-селен (Li-Se) батеријата е еден од најспектакуларните системи за складирање на енергија во семејството на литиумските батерии. Li-Se батеријата е алтернатива на литиум-сулфур батеријата, со предност од висока електрична спроводливост.

Сончеви ќелии

Бакар индиум галиум селенид е материјал кој се користи во сончевите ќелии.

Фотокондуктори

Аморфните селенски (α-Se) тенки филмови пронашле примена како фотокондуктор во детекторите со рамен зум . Овие детектори користат аморфен селен за да ги фатат и претворат упадните рендгенски фотони директно во електричен полнеж.

Исправувачи

Селенските исправувачи за првпат биле користени во 1933 година. Нивната употреба продолжила во 1990-тите.

Други намени

Мали количини на органоселенски соединенија се користат за модифицирање на катализаторите кои се користат за вулканизација за производство на гума.

Побарувачката за селен од електронската индустрија е во опаѓање. Неговите фотоволтаични и фотокондуктивни својства сè уште се корисни во фотокопирањето, фотоелети, светлосни и сончеви ќелии . Нејзината употреба како фотокондуктор во копирни копии со обична хартија беше водечка апликација, но во 80-тите години, примената на фотокондуктор се намали (иако сè уште беше голема крајна употреба), бидејќи сè повеќе и повеќе копири се префрлија на органски фотокондуктори. Иако некогаш широко користени, селенските исправувачи главно се заменети (или се заменуваат) со силициумски уреди. Најзначајниот исклучок е во моќта DC за заштита на пренапони, каде што супериорните енергетски способности на супресорите на селен ги прават попожелни од варисторите од метал оксид .

Цинкселенидот беше првиот материјал за сини LED диоди, но галиум нитрид доминира на тој пазар. Кадмиумселенидот беше важна компонента во квантните точки . Листовите на аморфен селен ги претвораат рендгенските снимки на обрасци на полнење во херорадиографијата и во цврсти рендгенски фотоапарати со рамно лежиште . Јонизиран селен (Se + 24) е еден од активните медиуми кои се користат во рендгенските ласери.

Селенот е катализатор во некои хемиски реакции, но не се користи на широко поради проблеми со токсичност. При х-зрачна кристалографија, инкорпорирање на еден или повеќе атоми на селен на местото на сулфурот помага при аномална дисперзија со повеќе бранови должини и аномална дисперзија на поединечни бранови должини .

Селенот се користи во тонирање на фотографски отпечатоци, а се продава како тонер од бројни фотографски производители. Селенот го интензивира и проширува тонскиот опсег на црно-бели фотографски слики и ја подобрува трајноста на отпечатоците.

⁷⁵ Se се користи како гама извор во индустриската радиографија.

Биолошка улога

Elemental selenium

Опасност
NFPA 704	2 0 0
Дополнителни податоци
Освен ако не е поинаку укажано, податоците се однесуваат на материјалите во нивната стандардна состојба (25 °C, 100 kPa)
Наводи

Иако е токсичен во големи дози, селенот е неопходна микрохранлива материја за животните. Во растенијата, се јавува како минерал  , понекогаш во токсични пропорции во фураж (некои растенија можат да го акумулираат селенот како одбрана од тоа што го јадат животни, но други растенија, бараат селен, а нивниот раст укажува на присуство на селен во почвата). Погледнете повеќе за исхраната на растенијата подолу.  

Селенот е компонента на необични аминокиселини селеноцистеин и селенометионин . Кај луѓето, селенот е хранлив елемент во трага кој функционира како кофактор за редукција на антиоксидансните ензими, како што се глутатион пероксидаза и одредени форми на тиоредоксин редуктаза пронајдени кај животните и некои растенија (овој ензим се јавува кај сите живи организми, но не сите форми на тоа во растенијата бараат селен).

Глутатион пероксидаза семејството на ензими (GSH-Px) катализира одредени реакции кои ги отстрануваат реактивните видови на кислород како што се водород пероксид и органски хидропероксиди :

2 GSH + H ₂ O ₂ ---- GSH-Px → GSSG + 2 H ₂ O

Штитната жлезда и секоја клетка која користи тироиден хормон, користи селен, кој е кофактор за трите од четирите познати типови тироидни хормонски дејодинази, кои ги активираат и деактивираат разните тироидни хормони и нивните метаболити; јодотиронинските дејодинази се потсемејство на ензими на дејодиназа кои го користат селено инако редок аминокиселински селеноцистеин. (Само deiodinase, јодитирозин deiodinase, кој работи на последните производи на тироидните хормони, не користи селен. )

Селенот може да ја инхибира болеста на Хашимото, во која сопствените тироидни клетки на телото се напаѓаат како туѓо. Редукција на 21% на TPO антитела е пријавена со внесот на исхраната од 0,2   мг селен.

Зголемениот селен во исхраната ги намалува ефектите од токсичноста од жива, иако е ефикасна само при ниски до скромни дози на жива. Доказите сугерираат дека молекуларните механизми на токсичноста на живата ја вклучуваат иреверзибилната инхибиција на селеноензими кои се потребни за да се спречи и да се поврати оксидативното оштетување во мозокот и ендокрините ткива. Антиоксиданс, селенонеин, кој е добиен од селен и се покажа дека е присутен во крвта на сина туна, е предмет на научно истражување во врска со нејзините можни улоги во воспалителни и хронични заболувања, детоксификација на метилрумот и оксидативните оштетувања.

Еволуција во биологијата

Пред околу три милијарди години, семејствата на прокариотични селенобелковини ја водат еволуцијата на селеноцистеин - аминокиселина. Селенот е инкорпориран во неколку прокариотични семетопротеински фамилии во бактерии, археи и еукариоти како селеноцистеин, каде што селонопротеинските пероксиредоксини ги штитат бактериските и еукариотските клетки од оксидативно оштетување. Семеропротеинските семејства на GSH-Px и деиодинаасес на еукариотските клетки се чини дека имаат бактериско филогенетичко потекло. Формата која содржи селеноцистеин се јавува кај различни видови како зелените алги, дијатоми, морски ежови, риби и кокошки. Селенските ензими се вклучени во малите редукциони молекули глутатион и тиоредоксин . Едно семејство молекули што носат селен ( глутатион пероксидаза ) го уништува пероксидот и ги поправа оштетените пероксидизирани клеточни мембрани, користејќи глутатион. Друг селен-лого ензим во некои растенија и животни ( штитна редуктаза ) генерира намалена thioredoxin, на дитиол кој служи како извор на електрони за пероксидеза а исто така важно за намалување ензим на рибонуклеотидната редуктаза, што го прави ДНК претходници од РНК претходници.

Расеаните елементи кои се вклучени во активностите на GSH-Px и супероксид дисмутазните ензими, т.е. селен, ванадиум, магнезиум, бакар и цинк, може да недостасуваат во некои копнени минерални дефицитарни области. Морските организми ги задржале и понекогаш ги проширувале своите селенопротеоми, додека селенопротеомите на некои копнени организми биле намалени или целосно изгубени. Овие наоди сугерираат дека, со исклучок на ’рбетниците, водниот живот го поддржува користењето на селен, додека копнените живеалишта доведуваат до намалена употреба на овој елемент. Морските риби и ’рбестите организми имаат тироидни жлезди со највисока концентрација на селен и јод. Пред околу 500 милиони години, слатководните и копнените растенија полека го оптимизираа производството на "нови" ендогени антиоксиданси како аскорбинска киселина (витамин Ц), полифеноли (вклучувајќи флавоноиди), токофероли итн. Неколку од нив се појавија неодамна, во последните 50-200 милиони години, во овошје и цвеќиња на растенија со ангиосперми. Всушност, ангиоспермите (доминантниот вид на растение денес) и поголемиот дел од нивните антиоксидансни пигменти се развиле за време на крајот на јурата. Изоензимите на диоидиназа претставуваат друго семејство на еукариотски селенобелковини со идентификувана ензимска функција. Деиодиназите можат да екстрахираат електрони од јодиди и јодиди од јодотиронини. Тие, на тој начин, се вклучени во регулирање на тироидните хормонаи, учествувајќи во заштитата на тироцитите од оштетување од H ₂ O ₂ произведено за биосинтеза на тироидните хормони. Пред околу 200 милиони години, нови селенобелковини се развиени како цицачи GSH-Px ензими.

Нутритивни извори на селен

Диететскиот селен доаѓа од ореви, житарици и печурки. Бразилските ореви се најбогат извор на исхрана (иако ова е зависно од почвата, бидејќи брашното оревче не бара високо ниво на елементот за сопствени потреби).

Препорачаната доза на исхраната во САД (RDA) за тинејџери и возрасни е 55   μg / ден. Селен како додаток во исхраната е достапен во многу форми, вклучувајќи мулти-витамини / минерални додатоци, кои обично содржат 55 или 70   μg / порција. Селен-специфичните додатоци обично содржат или 100 или 200   μg / порција.

Во јуни 2015 година, американската администрација за храна и лекови (ФДА) го објави последното правило за утврдување на барањето за минимални и максимални нивоа на селен во формулата за новороденчиња .

Се верува дека содржината на селен во човечкото тело е во опсег од 13-20 милиграми.

Индикаторни растителни видови

Одредени видови растенија се сметаат за индикатори за висока содржина на селен во почвата, бидејќи тие бараат да се подобри селенот со висок степен на селење.

Детекција на биолошки течности

Селенот може да се мери во крвта, плазмата, серумот или урината за следење на прекумерната еколошка или професионална изложеност, да се потврди дијагнозата на труење кај хоспитализирани жртви или да се испита случајот на фатално предозирање. Некои аналитички техники се способни да разликуваат органски од неоргански форми на елементот. И органските и неорганските облици на селен во голема мера се претвораат во моносахаридни конјугати (селеносугари) во телото пред елиминација во урината. Пациентите со рак кои примаат дневни орални дози на селенотинин може да постигнат многу висока концентрација на селен во плазмата и урината.

Токсичност

Иако селенот е суштински елемент во трага, тој е токсичен ако се зема во вишок. Надминувајќи го толерираниот горен доза од 400 микрограми дневно може да доведе до селеноза. Ова 400   μg Толерантно ниво на горен внес се заснова првенствено на студија од 1986 година на пет кинески пациенти кои покажаа очигледни знаци на селеноза и следење на студијата за истите пет лица во 1992 година. Студијата од 1992 година, всушност, утврди дека максималниот износ на безбедна исхрана се зема околу 800 микрограми дневно (15 микрограми на килограм телесна тежина), но предложил 400 микрограми дневно за да избегне создавање нерамнотежа на хранливи материи во исхраната и да се усогласи со податоците од други земји. Во Кина, луѓето кои проголтан-пченка одгледува во многу селен богати камениот јаглен (јаглерод шкрилци ) страдале од селен токсичност. Се покажа дека овој јаглен има содржина на селен високо 9,1%, што е највисока концентрација во јаглен што било забележано.

Знаците и симптомите на селенозата вклучуваат мирис на лук на дишењето, гастроинтестинални пореметувања, губење на косата, сушење на ноктите, замор, раздразливост и невролошко оштетување. Екстремни случаи на селеноза може да покажат цироза на црниот дроб, пулмонален едем или смрт. Елементарниот селен и повеќето метални селениди имаат релативно ниска токсичност поради ниската биорасположивост . Спротивно на тоа, селенините и селенитите имаат оксидансен режим на дејство сличен на оној на арсен триоксид и се многу токсични. Хроничната токсична доза на селенит кај луѓето изнесува околу 2400 до 3000 микрограми селен на ден. Селеноводородот е екстремно токсичен, корозивен гас. Селен, исто така, се јавува во органски соединенија, како што се диметил селенид, селенометионин, селеноцистеин и метилселенкоцистеин, од кои сите имаат висока биорасположивост и се токсични во големи дози.

На 19 април 2009 година, 21 Polo ponies почина непосредно пред натпреварот во САД Polo Open. Три дена подоцна, фармацијата објави изјава објаснувајќи дека коњите добиле некоректна доза на една од состојките употребени во соединение со витамин / минерал што било погрешно подготвено од фармацевтска смеса . Анализата на нивото на крвта на неоргански соединенија во додатокот укажува дека концентрациите на селен биле десет до петнаесет пати повисоки од нормалните во примероците на крвта и 15 до 20 пати повисоки од нормалните во примероците на црниот дроб. Селенот подоцна беше потврден како токсичен фактор.

Труењето со селен на водни системи може да резултира секогаш кога нови курсеви за истекување на земјоделството низ нормално суви, неразвиени земјишта. Овој процес бара природно растворливи соединенија на селен (како што се селенатите) во водата, кои потоа можат да бидат концентрирани во нови "мочуришта" додека водата испарува. Загадувањето на селен во водите исто така се јавува кога селенот ќе се исцеди од пепел од јаглен, рударство и топење на метали, преработка на сурова нафта и депонија. Како резултат на високи нивоа на селен во водотеците се откри дека предизвикуваат вродени нарушувања кај јајперските видови, вклучувајќи ги и мочуришните птици и рибите. Зголемените диетални нивоа на метилот може да ја засилат штетата на токсичноста на селен во јајперските видови.

Односот меѓу преживувањето на малолетникот лосос и концентрацијата на селен во нивните ткива после 90 дена (Chinook лосос ) или 45 дена (Атлантскиот лосос ) изложеност на диететски селен. Нивото на смртност од 10% (LC10 = 1,84 μg / g) беше изведено со примена на бифазичниот модел на мозокот и кузените само на податоците за лососот на Чинук. Податоците за лососот на Chinook се состојат од две серии на диететски третмани, комбинирани тука, бидејќи ефектите врз опстанокот се неразделни.

Во рибите и други диви животни, селен е неопходен за живот, но токсичен во високи дози. За лосос, оптималната концентрација на селен е околу 1 микрограм селен на грам од целокупната телесна тежина. Многу под тоа ниво, младиот лосос умира од недостаток; многу погоре, тие умираат од токсичен вишок.

Управата за безбедност и здравје при работа (OSHA) го постави законскиот лимит ( дозволена граница на изложеност ) за селен на работното место на 0,2   mg / m ^{3 во} текот на 8-часовен работен ден. Националниот институт за безбедност и здравје при работа (NIOSH) утврди препорачана граница на изложеност (REL) од 0,2   mg / m ^{3 во} текот на 8-часовен работен ден. На ниво од 1   mg / m ³, селенот веднаш е опасен за животот и здравјето .

Недостаток

Дефицит на селен може да се појави кај пациенти со сериозно компромитирана интестинална функција, оние кои се подложени на тотална парентерална исхрана и кај оние со напредна возраст (над 90 години). Исто така, изложени се на ризик луѓето зависни од храна од селен со дефицитарна почва. Иако почвата во Нов Зеланд има ниско ниво на селен, не се забележани штетни здравствени ефекти кај жителите.

Дефицитот на селен, дефиниран со ниски (<60% од нормалните) нивоа на селеноценеми во мозокот и ендокрините ткива, се јавува само кога ниското ниво на селен е поврзано со дополнителен стрес, како што се високите изложености на жива или зголемениот оксидациски стрес од дефицит на витамин Е.

Селен интеракција со други хранливи материи, како што се јод и витамин Е. Ефектот на дефицитот на селен врз здравјето останува неизвесен, особено во однос на болеста Кашин-Бек . Исто така, селенот реагира со други минерали, како што се цинкот и бакар . Високи дози на Se додатоци кај бремени животни може да го нарушат односот Zn: Cu и да доведат до намалување на Zn; во такви случаи на третирање, нивоата на Zn треба да се следат. Потребни се дополнителни студии за да се потврдат овие заемодејства.

Во регионите (на пример, различни региони во Северна Америка), каде што ниските нивоа на селен во почвата доведуваат до ниски концентрации во растенијата, некои видови животни може да бидат дефицитарни, освен ако селенот не е дополнет со исхрана или инекција. Преживеаните се особено подложни. Општо земено, апсорпцијата на диететски селен е пониска кај преживарите од другите животни и е помала од фуражи отколку од жито. На пример, некои видови бела детелина кои содржат цијаногенски гликозиди, може да имаат повисоки барања за селен бидејќи веројатно затоа што цијанидот се ослободува од агликонот со дејство на гликозидазата во руменот а глутатион пероксидазите се деактивираат со дејството на цијанид на глутатионската средина . Новородените преживари со ризик од појава на бело мускулно заболување можат да се администрираат и на селен и на витамин Е со инекција; некои од миопатите на оружјето за масовно отстранување реагираат само на селен, некои само за витамин Е.

Контроверзни здравствени ефекти

• ACES (додаток во исхраната)
• Изобилство на елементи во Земјината кора
• Селенски квасец
• Селена

Надворешни врски

• Селен на Периодниот систем на видеа (Универзитет во Нотингем)
• Национален институт за здравје на страницата на Селен
• Проба
• ATSDR   - Токсичен профил: Селен
• CDC - NIOSH Pocket Водич за хемиски опасности
• Питер ван дер Крогт елементи на мрежното место