செலினியம் (Se): பண்புகள், வினைகள் மற்றும் முக்கியத்துவம்

அறிமுகம்

செலினியம் (Se), தொகுதி 16-ல் (கால்கோஜன்கள்) உள்ள ஒரு p-தொகுதி தனிமம் ஆகும். இது அலோகங்களுக்கும் உலோகப்போலிகளுக்கும் இடையே உள்ள சில அற்புதமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. இதன் தனித்துவமான ஒளிக்கடத்துத்திறன் (photoconductive) மற்றும் குறைக்கடத்தும் (semiconducting) தன்மை பல்வேறு தொழில்நுட்பங்களில் இதன் பயன்பாட்டிற்கு அடிப்படையாக அமைகிறது. அதேசமயம், அத்தியாவசிய நுண்ணூட்டச்சத்து தனிமமாக இதன் உயிரியல் பங்கு மனித ஆரோக்கியத்திற்கு மிகவும் முக்கியமானதாகும். செலினியத்தின் வேதியியலை புரிந்துகொள்வது கோட்பாட்டுத் தேர்வுகளுக்கும் அதன் நிஜ உலக தாக்கத்தைப் பாராட்டுவதற்கும் மிகவும் அவசியமானது.

CBSE/JEE விரைவு மறுபார்வை குறிப்புகள்

அணு எண் (Z): 34
அணு நிறை (Ar): 78.96 u
தொகுதி: 16 (கால்கோஜன்கள்)
வரிசை: 4
தொகுதி வகை: p-தொகுதி
இணைதிறன்: பொதுவாக -2, +2, +4, +6
பொதுவான ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகள்: -2, 0, +2, +4, +6
இயல்பு: அலோகம், புறவேற்றுமை வடிவங்களைக் கொண்டது (எ.கா., சிவப்பு படிகமற்ற, சாம்பல் உலோக, கருப்பு கண்ணாடிக் களிம்பு வடிவங்கள்). சாம்பல் ‘உலோக’ செலினியம் மிகவும் நிலையானது மற்றும் கடத்தும் தன்மை கொண்டது.
எலக்ட்ரான் கவர்வுத்தன்மை: 2.55 (பாலிங் அளவுக்கோடு)
முதல் அயனியாக்கும் ஆற்றல்: 941 kJ/mol

எலக்ட்ரான் அமைப்பு மற்றும் பிணைப்பு நடத்தை

எலக்ட்ரான் அமைப்பு

செலினியத்தின் எலக்ட்ரான் அமைப்பு [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴.

இணைதிறன் கூட்டு எலக்ட்ரான் அமைப்பு

இணைதிறன் கூட்டு எலக்ட்ரான் அமைப்பு 4s² 4p⁴.

பிணைப்பு நடத்தை

செலினியம் அதன் ஒப்பீட்டளவில் அதிக அயனியாக்கும் ஆற்றல் மற்றும் எலக்ட்ரான் கவர்வுத்தன்மை காரணமாக முதன்மையாக சகப்பிணைப்பு சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது.

ஆக்சிஜனேற்ற நிலை -2: செலினைடு அயனிகளை (Se²⁻) உருவாக்குகிறது, இருப்பினும் சல்ஃபைடு அயனிகளை (S²⁻) விட குறைவான நிலைத்தன்மை கொண்டது.
ஆக்சிஜனேற்ற நிலை +2: SeCl₂ போன்ற சேர்மங்களில் காணப்படுகிறது.
ஆக்சிஜனேற்ற நிலை +4: மிகவும் பொதுவான நேர்மறை ஆக்சிஜனேற்ற நிலை. ஒரு 4s எலக்ட்ரானையும் இரண்டு 4p எலக்ட்ரான்களையும் கிளர்வுறச் செய்வதன் மூலம் sp³d இனக்கலப்புக்கு வழிவகுக்கிறது (எ.கா., SeF₄).
ஆக்சிஜனேற்ற நிலை +6: இரண்டு 4s எலக்ட்ரான்களையும் மூன்று 4p எலக்ட்ரான்கள் அனைத்தையும் காலியான 4d ஆர்பிட்டால்களுக்கு மாற்றுவதன் மூலம் அடையப்படுகிறது, இதன் விளைவாக sp³d² இனக்கலப்பு ஏற்படுகிறது (எ.கா., SeF₆, H₂SeO₄).

முக்கிய வேதி வினைகள்

1. ஹைட்ரஜனுடன் வினை

செலினியம் ஹைட்ரஜனுடன் வினைபுரிந்து ஹைட்ரஜன் செலினைடை உருவாக்குகிறது, இது ஒரு மிகவும் நச்சுத்தன்மை வாய்ந்த வாயுவாகும். H₂ (g) + Se (s) → H₂Se (g)

2. ஆக்சிஜனுடன் வினை

செலினியம் ஆக்சிஜனில் எரிந்து செலினியம் டைஆக்சைடை உருவாக்குகிறது. Se (s) + O₂ (g) → SeO₂ (s)

3. ஹாலோஜன்களுடன் வினை

செலினியம் ஹாலோஜன்களுடன் நேரடியாக வினைபுரிந்து ஹாலைடுகளை உருவாக்குகிறது.

ஃபுளூரினுடன்: Se (s) + 2F₂ (g) → SeF₄ (l) (செலினியம் டெட்ராஃபுளூரைடு) Se (s) + 3F₂ (g) → SeF₆ (g) (செலினியம் ஹெக்ஸாஃபுளூரைடு)
குளோரினுடன்: Se (s) + 2Cl₂ (g) → SeCl₄ (s) (செலினியம் டெட்ராகுளோரைடு)

4. செறிவூட்டப்பட்ட நைட்ரிக் அமிலத்துடன் வினை (ஆக்சிஜனேற்றம்)

செறிவூட்டப்பட்ட நைட்ரிக் அமிலம் செலினியத்தை செலினஸ் அமிலமாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்கிறது. 3Se (s) + 4HNO₃ (conc.) → 3H₂SeO₃ (aq) + 4NO (g)

5. வலிமையான காரங்களுடன் வினை (சமச்சீரற்ற சிதைவு)

NaOH போன்ற வலிமையான காரங்களுடன் வெப்பப்படுத்தப்படும்போது, செலினியம் சமச்சீரற்ற சிதைவுக்கு உட்பட்டு செலினைடு மற்றும் செலினைட்டை உருவாக்குகிறது. 3Se (s) + 6NaOH (aq) → Na₂SeO₃ (aq) + 2Na₂Se (aq) + 3H₂O (l)

தொழில்துறை மற்றும் உயிரியல் முக்கியத்துவம்

தொழில்துறை முக்கியத்துவம்

ஒளிக்கடத்துத்திறன்: சாம்பல் படிகமற்ற செலினியம் ஒளிக்கடத்துத்திறனைக் கொண்டுள்ளது, அதாவது ஒளியின் வெளிப்பாட்டின் போது அதன் மின் கடத்துத்திறன் கணிசமாக அதிகரிக்கிறது. இந்த பண்பு ஒளிக்கலங்கள், ஒளிமானிகள், சூரிய மின்கலங்கள் மற்றும் ஜெராக்ஸ் இயந்திரங்களில் (photocopying machines) பயன்படுத்தப்படுகிறது.
குறைக்கடத்திகள்: மாற்று மின்னோட்டத்தை (AC) நேரடி மின்னோட்டமாக (DC) மாற்றும் சீர்செய்யும் கருவிகளில் (rectifiers) பயன்படுத்தப்படுகிறது.
கண்ணாடித் தொழில்: கண்ணாடி உற்பத்தியில் இரும்பு அசுத்தங்களால் ஏற்படும் பச்சை நிறத்தை நீக்கும் நிறமாற்றியாக செலினியம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது கண்ணாடி, பற்சிப்பிகள் (enamels) மற்றும் மெருகூட்டல்களுக்கு (glazes) சிவப்பு நிறத்தையும் தருகிறது.
உலோகவியல்: துருப்பிடிக்காத எஃகு மற்றும் தாமிர உலோகக் கலவைகளில் அவற்றின் இயந்திரவேலைத்திறனை (machinability) மேம்படுத்த சேர்க்கப்படுகிறது.
நிறமிகள்: காட்மியம் சல்ஃபோசெலினைடு சேர்மங்கள் துடிப்பான சிவப்பு, ஆரஞ்சு மற்றும் மெரூன் நிறமிகளை உருவாக்குகின்றன.

உயிரியல் முக்கியத்துவம்

அத்தியாவசிய நுண்ணூட்டச்சத்து தனிமம்: செலினியம் மனிதர்களுக்கும் விலங்குகளுக்கும் அத்தியாவசியமான ஒரு நுண்ணூட்டச்சத்தாகும். இது செலினோஎன்சைம்கள் (selenoenzymes) என அறியப்படும் பல நொதிகளின் ஒரு முக்கிய அங்கமாகும், குறிப்பாக குளுடாதயோன் பெராக்ஸிடேஸ் (GPx), இது தனி உறுப்புகளால் (free radicals) ஏற்படும் ஆக்சிஜனேற்ற சேதத்திலிருந்து செல்களைப் பாதுகாக்கிறது.
ஆக்ஸிஜனேற்ற எதிர்ப்புப் பங்கு: செலினோஎன்சைம்கள் மூலம், செலினியம் ஆக்ஸிஜனேற்ற எதிர்ப்பு பாதுகாப்பு பொறிமுறைகளிலும் நோய் எதிர்ப்புச் செயலிலும் முக்கியப் பங்காற்றுகிறது.
தைராய்டு ஹார்மோன் வளர்சிதை மாற்றம்: செலினோஎன்சைம்கள் தைராய்டு ஹார்மோன்களின் வளர்சிதை மாற்றத்தில் ஈடுபட்டுள்ளன.
குறைபாடு: செலினியம் குறைபாடு கெஷான் நோய் (ஒரு வகை கார்டியோமயோபதி) மற்றும் காஷின்-பெக் நோய் (ஒரு எலும்பு மூட்டு நோய்) உள்ளிட்ட பல்வேறு உடல்நலப் பிரச்சனைகளுக்கு வழிவகுக்கும்.
நச்சுத்தன்மை: அத்தியாவசியமானதாக இருந்தாலும், செலினியம் அதிக அளவுகளில் நச்சுத்தன்மை வாய்ந்தது. அதிகப்படியான உட்கொள்ளல் செலினோசிஸ் (selenosis) எனப்படும் நிலைக்கு வழிவகுக்கும், இது முடி உதிர்தல், நகங்கள் உடையக்கூடிய தன்மை, தோல் புண்கள், நரம்பியல் பாதிப்பு மற்றும் இரைப்பை குடல் கோளாறுகளால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது.