সেলেনিয়াম (Se): ধর্মাবলি, বিক্রিয়া এবং গুরুত্ব
ভূমিকা
সেলেনিয়াম (Se), গ্রুপ ১৬ (চ্যালকোজেন) এর একটি p-ব্লক মৌল, যা অধাতু এবং ধাতুকল্পের মধ্যে আকর্ষণীয় ধর্মাবলি প্রদর্শন করে। এর অনন্য আলোক-পরিবাহী এবং অর্ধ-পরিবাহী প্রকৃতি বিভিন্ন প্রযুক্তিতে এর ব্যবহারের ভিত্তি তৈরি করে, যেখানে একটি অপরিহার্য ট্রেস মৌল হিসাবে এর জৈবিক ভূমিকা মানব স্বাস্থ্যের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। তাত্ত্বিক পরীক্ষা এবং বাস্তব জগতে এর প্রভাব উভয়ই বোঝার জন্য সেলেনিয়ামের রসায়ন জানা অত্যাবশ্যক।
CBSE/JEE দ্রুত পুনর্বিবেচনা নোট
- পারমাণবিক সংখ্যা (Z): 34
- পারমাণবিক ভর (Ar): 78.96 u
- গ্রুপ: 16 (চ্যালকোজেন)
- পর্যায়: 4
- ব্লক: p-ব্লক
- যোজ্যতা: সাধারণত -2, +2, +4, +6
- সাধারণ জারণ অবস্থা: -2, 0, +2, +4, +6
- প্রকৃতি: অধাতু, রূপভেদ (যেমন, লাল অনিয়তাকার, ধূসর ধাতব, কালো কাঁচসদৃশ রূপ) প্রদর্শন করে। ধূসর ‘ধাতব’ সেলেনিয়াম সবচেয়ে স্থিতিশীল এবং পরিবাহী রূপ।
- তড়িৎ ঋণাত্মকতা: 2.55 (পাউলিং স্কেল)
- প্রথম আয়নীকরণ এনথালপি: 941 kJ/mol
ইলেকট্রন বিন্যাস ও বন্ধন আচরণ
ইলেকট্রন বিন্যাস
সেলেনিয়ামের ইলেকট্রন বিন্যাস হলো [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴।
যোজ্যতা কক্ষের বিন্যাস
যোজ্যতা কক্ষের বিন্যাস হলো 4s² 4p⁴।
বন্ধন আচরণ
সেলেনিয়াম মূলত সমযোজী যৌগ গঠন করে কারণ এর আপেক্ষিকভাবে উচ্চ আয়নীকরণ শক্তি এবং তড়িৎ ঋণাত্মকতা রয়েছে।
- জারণ অবস্থা -2: সেলেনাইড আয়ন (Se²⁻) গঠন করে, যদিও সালফাইড আয়ন (S²⁻) এর চেয়ে কম স্থিতিশীল।
- জারণ অবস্থা +2: SeCl₂ এর মতো যৌগগুলিতে দেখা যায়।
- জারণ অবস্থা +4: সবচেয়ে সাধারণ ধনাত্মক জারণ অবস্থা। এতে একটি 4s ইলেকট্রন এবং দুটি 4p ইলেকট্রনের উদ্দীপনা জড়িত, যা
sp³dসংকরায়ণ ঘটায় (যেমন, SeF₄)। - জারণ অবস্থা +6: উভয় 4s ইলেকট্রন এবং তিনটি 4p ইলেকট্রনকেই খালি 4d অরবিটালে উন্নীত করার মাধ্যমে অর্জিত হয়, যার ফলে
sp³d²সংকরায়ণ ঘটে (যেমন, SeF₆, H₂SeO₄)।
গুরুত্বপূর্ণ রাসায়নিক বিক্রিয়া
1. হাইড্রোজেন এর সাথে বিক্রিয়া
সেলেনিয়াম হাইড্রোজেনের সাথে বিক্রিয়া করে হাইড্রোজেন সেলেনাইড তৈরি করে, যা একটি অত্যন্ত বিষাক্ত গ্যাস।
H₂ (g) + Se (s) → H₂Se (g)
2. অক্সিজেন এর সাথে বিক্রিয়া
সেলেনিয়াম অক্সিজেনে পুড়ে সেলেনিয়াম ডাই অক্সাইড তৈরি করে।
Se (s) + O₂ (g) → SeO₂ (s)
3. হ্যালোজেন এর সাথে বিক্রিয়া
সেলেনিয়াম সরাসরি হ্যালোজেনগুলির সাথে বিক্রিয়া করে হ্যালাইড গঠন করে।
- ফ্লোরিনের সাথে:
Se (s) + 2F₂ (g) → SeF₄ (l)(সেলেনিয়াম টেট্রাফ্লোরাইড)Se (s) + 3F₂ (g) → SeF₆ (g)(সেলেনিয়াম হেক্সাফ্লোরাইড) - ক্লোরিনের সাথে:
Se (s) + 2Cl₂ (g) → SeCl₄ (s)(সেলেনিয়াম টেট্রাক্লোরাইড)
4. গাঢ় নাইট্রিক অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া (জারণ)
গাঢ় নাইট্রিক অ্যাসিড সেলেনিয়ামকে সেলেনাস অ্যাসিডে জারিত করে।
3Se (s) + 4HNO₃ (conc.) → 3H₂SeO₃ (aq) + 4NO (g)
5. তীব্র ক্ষার এর সাথে বিক্রিয়া (অসমানুপাতন)
NaOH এর মতো তীব্র ক্ষারগুলির সাথে উত্তপ্ত করা হলে, সেলেনিয়াম অসম অনুপাতন বিক্রিয়া করে সেলেনাইড এবং সেলেনাইট গঠন করে।
3Se (s) + 6NaOH (aq) → Na₂SeO₃ (aq) + 2Na₂Se (aq) + 3H₂O (l)
শিল্পগত এবং জৈবিক গুরুত্ব
শিল্পগত গুরুত্ব
- আলোক-পরিবাহিতা: ধূসর অনিয়তাকার সেলেনিয়াম আলোক-পরিবাহিতা প্রদর্শন করে, যার অর্থ আলোকের সংস্পর্শে এলে এর বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। এই ধর্ম ফটোকোষ, আলোক মিটার, সৌর কোষ এবং জেরোগ্রাফিতে (ফটোকপি মেশিন) ব্যবহৃত হয়।
- অর্ধপরিবাহী: বিকল্প প্রবাহ (AC) কে একমুখী প্রবাহ (DC) তে রূপান্তর করতে রেকটিফায়ারে ব্যবহৃত হয়।
- কাঁচ শিল্প: কাঁচ উৎপাদনে সেলেনিয়ামকে বর্ণহীনকারী উপাদান হিসেবে ব্যবহার করা হয়, যা লোহার অমেধ্য দ্বারা সৃষ্ট সবুজ আভা প্রতিরোধ করে। এটি কাঁচ, এনামেল এবং গ্লেজগুলিতে লাল রঙও প্রদান করে।
- ধাতুবিদ্যা: স্টেইনলেস স্টিল এবং তামা সংকর ধাতুগুলিতে যোগ করা হয় তাদের যন্ত্রাংশ তৈরির ক্ষমতা উন্নত করতে।
- রঞ্জক: ক্যাডমিয়াম সালফোসেনাইড যৌগগুলি উজ্জ্বল লাল, কমলা এবং মেরুন রঞ্জক তৈরি করে।
জৈবিক গুরুত্ব
- অপরিহার্য ট্রেস মৌল: সেলেনিয়াম মানুষ এবং প্রাণীদের জন্য একটি অপরিহার্য মাইক্রোনিউট্রিয়েন্ট। এটি সেলেনোএনজাইম নামে পরিচিত বেশ কয়েকটি এনজাইমের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান, যার মধ্যে গ্লুটাথিয়ন পারক্সিডেজ (GPx) সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য, যা কোষকে ফ্রি র্যাডিকেল দ্বারা সৃষ্ট জারণ ক্ষতি থেকে রক্ষা করে।
- অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট ভূমিকা: সেলেনোএনজাইমের মাধ্যমে, সেলেনিয়াম অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট প্রতিরক্ষা প্রক্রিয়া এবং অনাক্রম্য কার্যকারিতায় একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
- থাইরয়েড হরমোন বিপাক: সেলেনোএনজাইমগুলি থাইরয়েড হরমোনের বিপাকে জড়িত।
- ঘাটতি: সেলেনিয়ামের ঘাটতি বিভিন্ন স্বাস্থ্যগত সমস্যার কারণ হতে পারে, যার মধ্যে কেশান রোগ (এক ধরণের কার্ডিওমায়োপ্যাথি) এবং কাশিন-বেক রোগ (একটি অস্টিওআর্থ্রোপ্যাথি) উল্লেখযোগ্য।
- বিষাক্ততা: অপরিহার্য হলেও, উচ্চ মাত্রায় সেলেনিয়াম বিষাক্ত। অতিরিক্ত সেবনে সেলেনোসিস হতে পারে, যা চুল পড়া, নখের ভঙ্গুরতা, ত্বকের ক্ষত, স্নায়বিক ক্ষতি এবং গ্যাস্ট্রোইনটেস্টাইনাল সমস্যা দ্বারা চিহ্নিত।