Селен - металл или нет?

Селен — химический элемент, атомарный номер 34, обозначается Se. Неметалл черного цвета, хрупкий и блестящий на изломе… А Йенс Якоб Берцелиус, открывший его в 1817 году, искал металл теллур, уже известный в то время.

Дело в том, что во время производства серной кислоты на предприятии в Грипсхольме был обнаружен осадок — частью красный, частью светло-коричневый. А когда этот осадок прокалили, почувствовали «запах редьки», что, по тогдашнему научному состоянию химии, соответствовало наличию теллура.

Собрав и исследовав накопившийся за длительное время осадок, Берцелиус получил новый элемент, выглядевший как металл и очень похожий на уже известный металл теллур. Поскольку теллур получил свое название от Tellus — Земля, его вновь открытый аналог ученый назвал Селеном, от Selena — Луна.

В земной коре селена в среднем содержится 500 мг/т. Существуют селеновые руды (в них он содержится в форме сульфида), из которых селен добывают, если его содержание превышает 7 грамм на тонну. Изредка находят самородный селен.

При этом в наше время большую часть добываемого селена получают из шлама медно-электролитных производств. Селен там находится в виде селенида серебра.

Селен по сравнению с серой далеко не так активен химически — в отличие от серы, он не горит в воздушной среде. Хотя если его сильно нагреть, он начинает окисляться кислородом, при этом медленно горит синим пламенем, превращаясь в двуокись SeO2.

Еще в 1965 году селен использовали в основном в стекольной и керамической промышленности, его добавляли в стекломассу для обесцвечивания стекла. Он устраняет зеленоватый оттенок, возникающий в стекле из-за соединений железа. Соединение селена с кадмием придает красный цвет эмалям и керамике, а также дает рубиновое стекло.

Относительно немного селен используют в сталелитейной и даже в резиновой промышленности.

А начиная с пятидесятых годов спрос на селен начал резко расти. Селен — полупроводник. И это его свойство стало широко использоваться в промышленности. При этом, несмотря на рост его производства, за 20 лет — с тридцатых годов по пятидесятые — он вздорожал в 10 раз, стал стоить 33 доллара за килограмм!

Зачем сегодня так нужен селен?

Полупроводниковые селеновые выпрямители: селен (полупроводник р-типа) и сульфид кадмия (полупроводник n-типа). На железную пластинку наносят слой селена толщиной в половину миллиметра, затем, после термообработки, производят нанесение сверху слоя сульфида кадмия. Этот «сэндвич» будет пропускать поток электронов только от железа к сульфиду кадмия.

Но намного важнее оказалась фоточувствительность селена и свойственный селену фотогальванический эффект, селен непосредственно преобразует падающий на него свет в электрическую энергию. Потому селен незаменим в фотоэлементах и солнечных батареях.

Ещё больше селена сегодня уходит на селеновые барабаны — сердце фотокопировальных аппаратов. Барабан из алюминия покрыт слоем селена, который под воздействием света начинает проводить электричество. Поверхность вращающегося барабана приобретает положительный заряд. После этого отраженное изображение оригинала проецируется на барабан. То, что было освещено, начинает проводить электричество, и заряд «стекает» с освещенных мест через металлический барабан, оставляя заряженные участки там, где было темно.

Намагниченный порошок тонера прилипает к намагниченным местам — на бумаге, которая оборачивает барабан. Далее следует сильный прогрев — и краска на листе спекается, готова очередная качественная фотокопия.

А копировальные аппараты нужны всем — и много. Потому спрос на селен со временем только растет.

Вот такой он — неметаллический металл и полупроводник.