सेलेनियमचा परिचय
सेलेनियम (Se) हे 34 अणुक्रमांक असलेले रासायनिक मूलद्रव्य आहे. हे अधातू म्हणून वर्गीकृत केले जाते आणि आवर्त सारणीतील गट 16 मध्ये मोडते, ज्याला चालकोजेन्स म्हणून ओळखले जाते. त्याच्या मूलद्रव्य स्वरूपात, सेलेनियम अनेक अपरूपतांमध्ये अस्तित्वात असू शकते, ज्यात राखाडी, धातूसारखे स्वरूप आणि लाल किंवा काळे आकारहीन स्वरूप यांचा समावेश आहे. या मूलद्रव्यात अद्वितीय गुणधर्म आहेत, ज्यामुळे ते इलेक्ट्रॉनिक्सपासून जीवशास्त्रापर्यंत विविध उपयोगांमध्ये महत्त्वपूर्ण ठरते.
सेलेनियमची अणुसंरचना
अणुसंरचना कोणत्याही मूलद्रव्याची मूलभूत वैशिष्ट्ये परिभाषित करते. सेलेनियमसाठी, यात प्रोटॉन, न्यूट्रॉन आणि इलेक्ट्रॉनची विशिष्ट मांडणी समाविष्ट आहे.
अणुक्रमांक आणि वस्तुमान
एखाद्या मूलद्रव्याचा अणुक्रमांक (Z) अणुच्या केंद्रकात असलेल्या प्रोटॉनची संख्या दर्शवतो. सेलेनियमसाठी, अणुक्रमांक 34 आहे. एखाद्या मूलद्रव्याचे अणुवस्तुमान हे त्याच्या नैसर्गिकरित्या आढळणाऱ्या समस्थानिकांच्या वस्तुमानांची भारित सरासरी असते. सेलेनियमचे सरासरी अणुवस्तुमान अंदाजे 78.96 अणुवस्तुमान एकक (amu) असले तरी, न्यूट्रॉनची संख्या निश्चित करण्यासाठी, त्याच्या सर्वात जास्त प्रमाणात आढळणाऱ्या स्थिर समस्थानिक, सेलेनियम-80 च्या वस्तुमान संख्येचा संदर्भ घेणे सामान्य आहे.
प्रोटॉन, न्यूट्रॉन आणि इलेक्ट्रॉन
सेलेनियमच्या तटस्थ अणुसाठी, प्रोटॉनची संख्या इलेक्ट्रॉनच्या संख्येएवढी असते. समस्थानिकांनुसार न्यूट्रॉनची संख्या बदलते.
- प्रोटॉन: एका तटस्थ सेलेनियम अणुमध्ये त्याच्या केंद्रकात 34 प्रोटॉन असतात. ही संख्या सेलेनियमला मूलद्रव्य म्हणून परिभाषित करते.
- इलेक्ट्रॉन: तटस्थ सेलेनियम अणुमध्ये, केंद्रकाभोवती 34 इलेक्ट्रॉन फिरत असतात, जे प्रोटॉनच्या धन भाराचे संतुलन राखतात.
- न्यूट्रॉन: सर्वात सामान्य स्थिर समस्थानिक, सेलेनियम-80 (⁸⁰Se) साठी, न्यूट्रॉनची संख्या वस्तुमान संख्येतून अणुक्रमांक वजा करून काढली जाते: 80 - 34 = 46 न्यूट्रॉन.
इलेक्ट्रॉन कॉन्फिगरेशन
इलेक्ट्रॉन कॉन्फिगरेशन अणुच्या अणु ऑर्बिटल्समध्ये इलेक्ट्रॉनच्या मांडणीचे वर्णन करते. ही मांडणी मूलद्रव्याचे रासायनिक गुणधर्म ठरवते.
कक्षा-निहाय वितरण
सेलेनियम अणुचे 34 इलेक्ट्रॉन केंद्रकाभोवतीच्या वेगवेगळ्या ऊर्जा स्तरांवर किंवा कक्षांमध्ये व्यापलेले असतात. सेलेनियमचे संपूर्ण इलेक्ट्रॉन कॉन्फिगरेशन असे आहे: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁴
हे उत्कृष्ट वायूच्या संकेतानुसार देखील व्यक्त केले जाऊ शकते, आर्गॉन (Ar) च्या इलेक्ट्रॉन कॉन्फिगरेशनचा संदर्भ देऊन, ज्यामध्ये 18 इलेक्ट्रॉन आहेत: [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴
हे संकेत दर्शवते की पहिले 18 इलेक्ट्रॉन आर्गॉन अणूसारखे संरचित आहेत, त्यानंतरचे इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा ऑर्बिटल्समध्ये आहेत.
संयुजा इलेक्ट्रॉन
संयुजा इलेक्ट्रॉन हे अणुच्या सर्वात बाहेरील कवचात (shell) असलेले इलेक्ट्रॉन असतात. हे इलेक्ट्रॉन रासायनिक बंधनात भाग घेतात आणि मूलद्रव्याची अभिक्रियाशीलता मोठ्या प्रमाणात निश्चित करतात. सेलेनियमसाठी, सर्वात बाहेरील मुख्य ऊर्जा पातळी n=4 आहे.
- 4s आणि 4p ऑर्बिटल्समधील इलेक्ट्रॉन संयुजा कवच बनवतात.
- संयुजा इलेक्ट्रॉन = 4s ऑर्बिटलमधील इलेक्ट्रॉन + 4p ऑर्बिटलमधील इलेक्ट्रॉन = 2 + 4 = 6. अशा प्रकारे, सेलेनियममध्ये 6 संयुजा इलेक्ट्रॉन असतात. यामुळे सेलेनियम, गट 16 मधील इतर मूलद्रव्यांप्रमाणे (ऑक्सिजन, सल्फर, टेल्युरियम), स्थिर ऑक्टेट प्राप्त करण्यासाठी दोन इलेक्ट्रॉन मिळवून किंवा इलेक्ट्रॉनची भागीदारी करून संयुगे का बनवते, हे स्पष्ट होते.
महत्त्व आणि उपयोग
सेलेनियममध्ये त्याच्या अद्वितीय अर्धसंवाहक आणि प्रकाशसंवाहक गुणधर्मांमुळे विविध उपयोग आहेत. ऐतिहासिकदृष्ट्या, ते रेक्टिफायर्स आणि फोटोसेल्समध्ये वापरले जात होते, ज्यामुळे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्सचा मार्ग मोकळा झाला. भारतात, जगाच्या अनेक भागांप्रमाणे, मातीतील सेलेनियमची उपस्थिती शेतीवर परिणाम करते. हे मानवांसाठी आणि प्राण्यांसाठी एक आवश्यक ट्रेस घटक आहे, जे गंभीर जैविक प्रक्रियेत समाविष्ट आहे, अनेकदा सेलेनियम-समृद्ध प्रदेशात पिकवलेल्या काही अन्नधान्यात उपस्थित असते. तथापि, जास्त प्रमाणात ते विषारी असू शकते. औद्योगिकदृष्ट्या, ते काच आणि सिरॅमिक्ससाठी रंगद्रव्यांमध्ये वापरले जाते, ज्यामुळे रुबी-लाल रंग येतो आणि काही फोटोग्राफिक सामग्रीमध्ये देखील त्याचा वापर होतो.