Seleniuro di idrogeno

Seleniuro di idrogeno
	La struttura dell'acido selenidrico
Nome IUPAC
	seleniuro di idrogeno
Nomi alternativi
	acido selenidrico
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	H2Se
Massa molecolare (u)	81,0
Aspetto	gas incolore
Numero CAS	7783-07-5 Immagine_3D.
Numero EINECS	231-978-9
PubChem	533
SMILES	[SeH2]
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/l, in c.s.)	3,310
Costante di dissociazione acida a 298 K	Ka1 1,3·10−4; Ka2 1,0·10−11
Solubilità in acqua	7,0 g/dm3
Temperatura di fusione	−65,73 °C (207,42 K)
Temperatura di ebollizione	−41,25 °C (231,9 K)
Tensione di vapore (Pa) a 293 K	912000
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
Frasi H	220 - 280 - 330 - 410
Consigli P	---
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Il seleniuro di idrogeno o acido selenidrico^[2]^[3] è un composto binario del selenio bivalente con l'idrogeno, la cui formula molecolare è H₂Se.

A temperatura ambiente è gas e incolore maleodorante, di stabilità termica limitata, infiammabile e molto tossico.^[4]^[5]

A differenza di H₂S, H₂Se è un composto endotermico (ΔH_ƒ° = +29,7 kJ/mol) come pure, e ancor più, l'omologo H₂Te.^[6]

Proprietà

Il seleniuro di idrogeno è analogo e isoelettronico di valenza all'acido solfidrico rispetto al quale è meno stabile e meno volatile, somigliando in questo al suo omologo H₂Te; l'omologo successivo, H₂Po, appare ancora meno stabile.^[7]^[8]

Struttura molecolare

La molecola del seleniuro di idrogeno H₂Se è angolare, come accade per tutti gli idruri semplici degli elementi del gruppo 16, da H₂O a H₂Te e, come in questi casi, la simmetria molecolare appartiene al gruppo puntuale C_2v.^[9] La molecola mostra una modesta polarità: il suo momento dipolare è μ = 0,627 D,^[10] un valore minore di quello di H₂S (0,977 D).^[11]

La struttura in fase gassosa di H₂Se è stata determinata attraverso la spettroscopia rotazionale nella regione delle microonde. La lunghezza del legame Se−H è di 146 ± 3 pm e l'angolo H-Se-H è di 90,92° ± 0,08°.^[12]

I valori di lunghezza e angolo in H₂Se risultano intermedi tra quelli corrispondenti nell'omologo inferiore H₂S (133,6 pm e 92,11°)^[13] e quelli nell'omologo superiore H₂Te (165,1 pm e 90,26°).^[14] Come si può osservare, andando dall'alto in basso nel gruppo, mentre l'angolo di legame si stringe appena intorno al valore di 90°, il legame con H si allunga sensibilmente, in accordo qualitativo con l'aumento del raggio covalente dell'atomo centrale: S (105 pm), Se (120 pm), Te (138 pm).^[15]

Proprietà chimiche

Il seleniuro di idrogeno è chimicamente e strutturalmente simile al solfuro di idrogeno H₂S per un verso, e al tellururo di idrogeno per l'altro, avendo proprietà intermedie fra i due. L'instabilità di questi idruri, che si manifesta nella facilità alla decomposizione (H₂E → E + H₂), per il seleniuro di idrogeno è intermedia, aumentando nella sequenza H₂S < H₂Se < H₂Te. Parallelamente, la forza di questi idracidi varia nella stessa sequenza, con l'acido selenidrico che anche qui mostra una forza intermedia; nello stesso ordine, i relativi pK_a1 sono infatti: 7,00 (H₂S),^[16] 3,73 (H₂Se) e 2,05 (H₂Te),^[17] con notevole distacco tra il primo valore e gli altri due. Da notare che l'acido selenidrico risulta in tal modo avere forza simile all'acido formico (HCOOH, pK_a = 3,745),^[18] che a sua volta è circa 10 volte più forte dell'acido acetico. Riguardo alla seconda dissociazione, il pK_a2 si aggira intorno a 11, per cui la sostanziale formazione dello ione seleniuro Se²⁻ all'equilibrio si raggiunge rendendo la sua soluzione acquosa decisamente basica.^[17]

L'aggiunta a soluzioni acquose fredde di acido selenidrico di ossidanti quali HNO₃ o KMnO₄ causa la precipitazione di selenio elementare. in aria, o comunque con ossigeno in eccesso, H₂Se brucia con fiamma azzurra dando il biossido di selenio SeO₂ (anidride seleniosa) e vapor d'acqua.

Data la piccola differenza di elettronegatività tra Se e H (Δχ = 0,35), le molecole H₂Se possono formare tra loro solo legami idrogeno molto deboli,^[19] come già accade per H₂S (Δχ = 0,38), che non innalzano sensibilmente il punto di ebollizione.^[20]

Preparazione

Il seleniuro di idrogeno viene preparato in vari modi:^[5]^[17]

per attacco con acidi forti diluiti di seleniuri:

{\ce {Al2Se3 + 6 H+ -> 3 H2Se + 2 Al^3+}}

{\ce {FeSe + 2 H+ -> H2Se + Fe^2+}}

per idrolisi di seleniuri:

{\ce {Al2Se3 + 6 H2O -> 3 H2Se + 2 Al(OH)3}}

per sintesi diretta dagli elementi al di sopra dei 350 °C:

{\ce {Se + H2 -> H2Se}}

In acqua si comporta da acido biprotico debole:

{\ce {H2Se + H2O <=> HSe- + H3O+}}

[pK_a1 = 3,73]^[17]

Le soluzioni acquose raggiungono la saturazione a 1 M circa e si ossidano rapidamente a contatto con l'aria:

{\ce {2 H2Se + O2 -> 2 Se + 2 H2O}}

Note

^ scheda del composto su IFA-GESTIS (archiviato dall'url originale il 16 ottobre 2019).
^ Seleniuro - Significato ed etimologia - Vocabolario, su Treccani. URL consultato il 31 agosto 2024.
^ Posca_Chimica_piu_Soluzioni_Esercizi_Cap_15 (PDF), su online.scuola.zanichelli.it.
^ (EN) Hydrogen selenide - IDLH | NIOSH | CDC, su cdc.gov, 5 marzo 2020. URL consultato il 31 agosto 2024.
^ ^a ^b F. Fehér, Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, a cura di Georg Brauer, 2ª ed., Academic Press, 1963, pp. 418-419.
^ (EN) CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97ª ed., CRC Press, 24 giugno 2016, DOI:10.1201/9781315380476, ISBN 978-1-315-38047-6. URL consultato il 1º settembre 2024.
^ F. Albert Cotton, Geoffrey Wilkinson e Carlos A. Murillo, Advanced inorganic chemistry, 6ª ed., Wiley, 1999, p. 505, ISBN 978-0-471-19957-1.
^ Essendo il polonio radioattivo, H₂Po è ottenuto solo in quantità molto piccole e le sue proprietà sono poco conosciute.
^ Experimental data for H2Se (Hydrogen selenide), su Computational Chemistry Comparison and Benchmark DataBase.
^ A. M. Mirri, G. Corbelli e P. Forti, Stark Effect and Electric Dipole Moment of D2Se, in The Journal of Chemical Physics, vol. 50, n. 9, 1º maggio 1969, pp. 4118–4118, DOI:10.1063/1.1671680. URL consultato il 1º settembre 2024.
^ R. Viswanathan e T. R. Dyke, Electric dipole moments and nuclear hyperfine interactions for H2S, HDS, and D2S, in Journal of Molecular Spectroscopy, vol. 103, n. 2, 1º febbraio 1984, pp. 231–239, DOI:10.1016/0022-2852(84)90050-X. URL consultato il 1º settembre 2024.
^ Takeshi Oka e Yonezo Morino, Analysis of the microwave spectrum of hydrogen selenide, in Journal of Molecular Spectroscopy, vol. 8, n. 1, 1º gennaio 1962, pp. 300–314, DOI:10.1016/0022-2852(62)90030-9. URL consultato il 1º settembre 2024.
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^ Experimental data for H2Te (Hydrogen Telluride), su Computational Chemistry Comparison and Benchmark DataBase.
^ (EN) Beatriz Cordero, Verónica Gómez e Ana E. Platero-Prats, Covalent radii revisited, in Dalton Transactions, n. 21, 14 maggio 2008, pp. 2832–2838, DOI:10.1039/B801115J. URL consultato il 1º settembre 2024.
^ Ralf Steudel e David Scheschkewitz, Chemistry of the non-metals: syntheses - structures - bonding - applications, 2ª ed., DE GRUYTER, 2020, pp. 555-564, ISBN 978-3-11-057805-8.
^ ^a ^b ^c ^d Egon Wiberg, Nils Wiberg e A. F. Holleman, Anorganische Chemie, 103. Auflage, De Gruyter, 2017, pp. 704-705, ISBN 978-3-11-026932-1, OCLC 970042787. URL consultato il 1º settembre 2024.
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^ (EN) Ravi Joshi, Tapan K. Ghanty e Tulsi Mukherjee, Hydrogen Bonding in Neutral and Cation Dimers of H 2 Se with H 2 O, H 2 S, and H 2 Se, in The Journal of Physical Chemistry A, vol. 116, n. 48, 6 dicembre 2012, pp. 11965–11972, DOI:10.1021/jp308735j. URL consultato il 1º settembre 2024.
^ Matjaž Simončič e Tomaz Urbic, Hydrogen bonding between hydrides of the upper-right part of the periodic table, in Chemical Physics, vol. 507, 11 maggio 2018, pp. 34–43, DOI:10.1016/j.chemphys.2018.03.036. URL consultato il 1º settembre 2024.

Bibliografia

I. Bertini, F. Mani. Chimica Inorganica. CEDAM. ISBN 88-13-16199-9

Altri progetti

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Collegamenti esterni

(EN) hydrogen selenide, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
La chimica del selenio, su ing.unitn.it. URL consultato il 24 marzo 2008 (archiviato dall'url originale il 4 aprile 2013).

Portale Chimica: il portale della scienza della composizione, delle proprietà e delle trasformazioni della materia

[1] scheda del composto su IFA-GESTIS (archiviato dall'url originale il 16 ottobre 2019).

[2] Seleniuro - Significato ed etimologia - Vocabolario, su Treccani. URL consultato il 31 agosto 2024.

[3] Posca_Chimica_piu_Soluzioni_Esercizi_Cap_15 (PDF), su online.scuola.zanichelli.it.

[4] (EN) Hydrogen selenide - IDLH | NIOSH | CDC, su cdc.gov, 5 marzo 2020. URL consultato il 31 agosto 2024.

[:1-5] F. Fehér, Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, a cura di Georg Brauer, 2ª ed., Academic Press, 1963, pp. 418-419.

[6] (EN) CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97ª ed., CRC Press, 24 giugno 2016, DOI:10.1201/9781315380476, ISBN 978-1-315-38047-6. URL consultato il 1º settembre 2024.

[7] F. Albert Cotton, Geoffrey Wilkinson e Carlos A. Murillo, Advanced inorganic chemistry, 6ª ed., Wiley, 1999, p. 505, ISBN 978-0-471-19957-1.

[8] Essendo il polonio radioattivo, H₂Po è ottenuto solo in quantità molto piccole e le sue proprietà sono poco conosciute.

[9] Experimental data for H2Se (Hydrogen selenide), su Computational Chemistry Comparison and Benchmark DataBase.

[10] A. M. Mirri, G. Corbelli e P. Forti, Stark Effect and Electric Dipole Moment of D2Se, in The Journal of Chemical Physics, vol. 50, n. 9, 1º maggio 1969, pp. 4118–4118, DOI:10.1063/1.1671680. URL consultato il 1º settembre 2024.

[11] R. Viswanathan e T. R. Dyke, Electric dipole moments and nuclear hyperfine interactions for H2S, HDS, and D2S, in Journal of Molecular Spectroscopy, vol. 103, n. 2, 1º febbraio 1984, pp. 231–239, DOI:10.1016/0022-2852(84)90050-X. URL consultato il 1º settembre 2024.

[12] Takeshi Oka e Yonezo Morino, Analysis of the microwave spectrum of hydrogen selenide, in Journal of Molecular Spectroscopy, vol. 8, n. 1, 1º gennaio 1962, pp. 300–314, DOI:10.1016/0022-2852(62)90030-9. URL consultato il 1º settembre 2024.

[13] Experimental data for H2S (Hydrogen sulfide), su Computational Chemistry Comparison and Benchmark DataBase.

[14] Experimental data for H2Te (Hydrogen Telluride), su Computational Chemistry Comparison and Benchmark DataBase.

[15] (EN) Beatriz Cordero, Verónica Gómez e Ana E. Platero-Prats, Covalent radii revisited, in Dalton Transactions, n. 21, 14 maggio 2008, pp. 2832–2838, DOI:10.1039/B801115J. URL consultato il 1º settembre 2024.

[:0-16] Ralf Steudel e David Scheschkewitz, Chemistry of the non-metals: syntheses - structures - bonding - applications, 2ª ed., DE GRUYTER, 2020, pp. 555-564, ISBN 978-3-11-057805-8.

[:2-17] Egon Wiberg, Nils Wiberg e A. F. Holleman, Anorganische Chemie, 103. Auflage, De Gruyter, 2017, pp. 704-705, ISBN 978-3-11-026932-1, OCLC 970042787. URL consultato il 1º settembre 2024.

[18] Robert Martin Smith e Arthur Earl Martell, Critical stability constants, vol. 6, Plenum press, 1989, p. 299, ISBN 978-0-306-43104-3. URL consultato il 1º settembre 2024.

[19] (EN) Ravi Joshi, Tapan K. Ghanty e Tulsi Mukherjee, Hydrogen Bonding in Neutral and Cation Dimers of H 2 Se with H 2 O, H 2 S, and H 2 Se, in The Journal of Physical Chemistry A, vol. 116, n. 48, 6 dicembre 2012, pp. 11965–11972, DOI:10.1021/jp308735j. URL consultato il 1º settembre 2024.

[20] Matjaž Simončič e Tomaz Urbic, Hydrogen bonding between hydrides of the upper-right part of the periodic table, in Chemical Physics, vol. 507, 11 maggio 2018, pp. 34–43, DOI:10.1016/j.chemphys.2018.03.036. URL consultato il 1º settembre 2024.

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