Селеноводород

Молекула селеноводорода имеет «изогнутую» структуру H—Se—H с валентным углом 91°. Наблюдается три колебательные полосы в инфракрасном спектре: 2358, 2345 и 1034 см⁻¹.

При нормальных условиях селеноводород является тяжёлым бесцветным газом; плотность 3,310 кг/м³, почти втрое тяжелее воздуха. При повышении давления до 9,5 ± 0,1 атм сжижается при комнатной температуре. При нормальном давлении температура кипения равна −41,25 °C, температура плавления −65,73 °C.

Химические свойства селеноводорода схожи со свойствами сероводорода, хотя H₂Se обладает большей кислотностью (pK_a = 3,89 при 25 °C), чем H₂S (pK_a = 11,0 при 25 °C). Имея более высокую кислотность, селеноводород лучше растворим в воде. Поскольку селеноводородная кислота (раствор селеноводорода в воде) является двухосновной кислотой, она обладает второй константой кислотности, соответствующей полной диссоциации; она равна pK_a2 = 15,05 ± 0,02 при 25 °C^[2]. Селеноводородная кислота образует с металлами соли — селениды, например селенид натрия Na₂Se.

При горении селеноводорода в воздухе или кислороде образуется диоксид селена и вода:

${\displaystyle {\mathsf {2H_{2}Se+3O_{2}\rightarrow 2H_{2}O+2SeO_{2}}}.}$

При недостатке кислорода и пониженной температуре окисляется до элементарного селена^[3]:

${\displaystyle {\mathsf {2H_{2}Se+O_{2}\rightarrow 2H_{2}O+2Se}}.}$

Для получения селеноводорода могут использоваться реакции взаимодействия селенидов активных металлов с водой или разбавленными кислотами, например гидролиз селенида алюминия Al₂Se₃, сопровождающийся образованием гидроксида алюминия:

${\displaystyle \mathrm {Al_{2}Se_{3}+6H_{2}O\rightarrow 2Al(OH)_{3}+3H_{2}Se\uparrow } .}$

Селеноводород образуется также в результате взаимодействия с кислотой селенида железа(II) FeSe:

${\displaystyle \mathrm {FeSe+H_{2}SO_{4}\rightarrow FeSO_{4}+H_{2}Se\uparrow } .}$

Также может быть получен прямым синтезом их элементов при нагреве свыше 400 °С^[4]:

${\displaystyle \mathrm {H_{2}+Se\rightarrow H_{2}Se} .}$

H₂Se используется в органическом синтезе для получения селеноуратов из нитрилов в реакциях присоединения по тройной углеродной связи^[5]:

Также H₂Se применяется в полупроводниковой промышленности для газофазного легирования полупроводников типа III—V (например, арсенида галлия) с целью придания им электронного типа проводимости.

Селеноводород чрезвычайно ядовит и считается наиболее ядовитым соединением селена^[6] и намного более токсичен, чем сероводород. Однако он имеет настолько отвратительный запах, что случайно отравиться человеку им невозможно: порог ощущения запаха в воздухе 0,05 объёмных частей на миллион (ppm). При концентрации 0,3 ppm газ начинает раздражающе действовать на органы дыхания, а свыше концентрации 1,5 ppm запах становится совершенно невыносимым. Несмотря на очень высокую токсичность, смертельные случаи отравления им неизвестны.

Воздействие более высоких концентраций менее чем за минуту вызывает поражение органов дыхания с симптомами, сходными с симптомами простуды, продолжающимися несколько дней после однократного воздействия.

Предельно допустимая концентрация селеноводорода в воздухе производственных помещений 0,2 мг/м^3[7][8]. Объёмная концентрация 1 ppm в воздухе соответствует массовой концентрации 3,31 мг/м³.