Selen (Se) — Özellikleri, Kullanım Alanları ve Detaylı Bilgi

Selen, periyodik tablonun 4. periyodunda 16. grupta, yani kükürtün altında yer alan ametal bir elementtir; atom numarası 34, atom kütlesi 78,9718 u'dur. Elektron dizilimi [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴ olan selen, kükürte benzer bir kimya gösterir fakat ondan daha metalik bir karakter taşır. Bu elementin olağanüstü bir özelliği vardır: karanlıkta zayıf iletken olan selen, ışık gördüğünde iletkenliği hızla artar. Fotokopi makinelerinin ve ilk ışık ölçerlerin temeli, bu fotoletkencilik özelliğidir. Selen aynı zamanda insan sağlığının ince çizgisinde gezinir: vücudumuzda antioksidan savunmanın yıldızı olan selenoproteinler için zorunludur; fakat yetersizliği kadar fazlası da zarar verir. Cam endüstrisinden güneş enerjisine, saç bakım ürünlerinden tarıma uzanan geniş bir alanda karşımıza çıkan selen, adını Ay tanrıçası Selene'den alır ve hikâyesi, iyi bir kimya dersi kadar zarif başlar.

Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Selen, allotroplarıyla dikkat çeken bir elementtir: kızıl-kahverengi amorf toz, koyu kırmızı kristaller ve gri metalik parlaklıkta kristaller gibi çeşitli biçimleri vardır; en kararlı hâli gri selen'dir. Yoğunluğu 4,81 g/cm³ olan selen 494 K'ta erir ve 958 K'ta kaynar. Pauling ölçeğinde elektronegatifliği 2,55'tir; yani elektronları kendine çekme eğilimi belirgindir. Bileşiklerinde -2, +4 ve +6 değerliklerini kullanır; hidrojenle oluşturduğu selenhidrojen (H₂Se) keskin kokulu ve toksik bir gazdır. Selenin en değerli fiziksel özelliği fotoletkenciliktir: ışık düştüğünde elektrik iletkenliği hızla artar; ilk fotokopi makineleri ve ışık ölçerler bu özellik üzerine kuruldu. Gri selen, ışıkla elektrik üreten ilk güneş hücre deneylerinde de kullanılmıştır. Elementel selen kokusuzken bileşikleri, fazlasıyla alındığında nefeste bile hissedilen sarımsak benzeri rahatsız edici bir kokuya sahiptir.

Tarihi ve Keşfi

Selen, 1817 yılında İsveçli kimyacı Jöns Jakob Berzelius ve yardımcısı Johan Gottlieb Gahn tarafından keşfedilmiştir. İkili, bir sülfürik asit fabrikasının kurşun odalarında biriken kızıl tortuyu incelerken tortunun tellür içermediğini fark etti; bu kızıl kalıntının içinde yeni bir element saklıydı. Berzelius, yeni elemente Ay tanrıçası Selene'nin adını verdi; çünkü az önce incelenen tellür, adını Dünya anlamına gelen Latince tellus sözcüğünden almıştı ve bilim insanı gezegenin yanına Ay'ı da eklemek istedi. Bu zarif isimlendirme, kimya tarihinin en şiirsel anlarından biri sayılır. 19. yüzyılda selenin ışıkla iletkenliğinin değişmesi keşfedildi ve element ilk ışık ölçerlerde ve fotoelektrik deneylerde yıldız oldu. 20. yüzyılda fotokopi makineleri onu sanayiye taşıdı; aynı yüzyılda selenin canlılardaki vazgeçilmez rolü anlaşıldı ve beslenme biliminin önemli konularından biri hâline geldi.

Doğada Bulunuşu ve Üretimi

Selen doğada saf hâlde hemen hemen bulunmaz ve kendine zengin maden yatakları bırakmaz; genellikle kükürtlü metal cevherlerinin içinde eser miktarlarda geçer. Bu yüzden dünya selen üretimi esas olarak bakır elektroliz rafinasyonunun anodik çamurundan kazanılır; bakır cevheri işlenirken selen bu çamura toplanır. Selen ayrıca kömür yanma atıklarında ve bazı sülfürik asit üretim kalıntılarında bulunur. Topraklardaki selen miktarı bölgeden bölgeye büyük fark gösterir: bazı topraklar selen yönünden zengindir ve bu bölgelerde otlayan hayvanlar vücutlarında selen biriktirir; bazı bölgeler ise selen yoksunudur ve buralarda yetişen ürünler beslenmede eksikliğe yol açabilir. Toprak ile beslenme zinciri arasındaki bu bağ, selenin tarım ve gıda politikalarında dikkatle izlenmesinin nedenidir; birçok ülke gübre ve yem katkılarıyla bölgesel dengeleri ayarlar.

Kullanım Alanları

Selenin ışıkla konuşan ve kimyada çok yönlü olan karakteri ona geniş bir kullanım alanı açar:

• Fotokopi ve görüntüleme: Selenin fotoletkenciği ilk fotokopi makinelerinin kalbindeydi; ışığa duyarlı selen yüzeyi görüntüyü elektrik yükleriyle aktarıyordu. Bugün organik fotoreseptörler devraldı, ama teknolojinin atası selen sayılır.
• Güneş enerjisi: Bakır-indiyum-galyum-selen (CIGS) ince film güneş hücreleri, yüksek verimli ve esnek panellerde kullanılır.
• Cam endüstrisi: Selen bileşikleri camdaki yeşilimsi demir rengini nötralize eder; ayrıca kırmızı sinyal camlarının ve süslü kızıl camların rengini verir.
• Metallürji: Çeliklere az miktarda selen eklenerek kolay işlenebilen serbest kesme kaliteleri elde edilir.
• Saç bakımı: Selen sülfür, kepek karşıtı saç bakım ürünlerinin etken maddesidir.
• Hayvan beslenmesi: Yem katkılarındaki selen, hayvanlarda selen eksikliğini önler; bu sayede et ve süt üretimi güven altına alınır.

Canlı Yaşamındaki Rolü

Selen, insanlar ve hayvanlar için zorunlu bir eser elementtir; ancak çok dar bir güvenlik aralığıyla çalışır. Vücudumuzda selen, selenoprotein adı verilen özel proteinlerin yapısına girer; bunların en bilineni glutatyon peroksidaz adlı antioksidan enzimdir ve hücreleri zararlı oksijen türevlerinden korur. Selen ayrıca tiroid hormonlarının aktif forma dönüşmesinde görev alan enzimler için de gereklidir. Eksikliği ciddi sorunlar yaratır: selen yoksunu topraklarda yetişen ürünlerle beslenen topluluklarda görülen kalp kası hastalığı, selen takviyesiyle kontrol altına alınmıştır. Öte yandan fazlası da zararlıdır; selen zehirlenmesi, sarımsak kokulu nefes, saç ve tırnak kırılması ile sinir sistemi belirtileriyle kendini gösterir. Brezilya fıstığı, deniz ürünleri ve et, selenin zengin besin kaynaklarıdır; dengeli beslenen biri genellikle ek takviyeye ihtiyaç duymaz.

Güvenlik, Tehlikeler ve Önlemler

Elementel selen hâlinde selen, deri temasında düşük tehlike gösterir; ancak çözünür selenit ve selenat tuzları belirgin toksiktir. Yüksek dozda maruziyet, selenoz denen zehirlenmeye yol açar: belirtiler arasında sarımsak kokusu veren nefes, saç ve tırnak kırılması, cilt hassasiyeti ve sinir sistemi sorunları sayılır. Hayvanlarda zehirlenme daha dramatiktir; bazı bitkiler topraktaki seleni yoğunlaştırır ve bu bitkilerde otlayan sığır ve atlar selen zehirlenmesi geçirebilir. Çevre açısından selen sularda biyolojik birikim yapabilir ve su kuşlarında üreme sorunlarına yol açabildiğinden sanayi atıklarının suya karışması ciddi biçimde denetlenir. İş yerlerinde selen toz ve buharına karşı havalandırma ve solunum koruması uygulanır; selen içeren ürünler evde ilaç ve gıdalardan uzak, etiket talimatlarına uygun saklanmalıdır.

İlginç Bilgiler

• Selenin adı Ay tanrıçası Selene'den gelir; keşfeden Berzelius, Dünya adını taşıyan tellürün yanına Ay'ı da eklemek istemişti.
• Fotokopi makinelerinin atası, selenin ışık gördüğünde elektrik iletkenliğinin artması özelliğidir; karanlıkta yalıtkan, aydınlıkta iletken olur.
• Brezilya fıstığı selen yönünden inanılmaz zengindir; birkaç tanesi bile günlük selen ihtiyacını karşılayabilir.
• Selen zehirlenmesi geçiren kişinin nefesi sarımsağı andıran keskin bir koku alır; bu belirti tanıda önemli bir ipucudur.

Konuya Dair Bağlantılar

Periyodik Tablo sayfasından tüm elementlere göz atabilir, tüm konu anlatımlarımızı 9. Sınıf Kimya Konuları ve Genel Kimya kategorilerinde bulabilirsiniz.

Aynı grubun diğer üyeleri: Oksijen (O), Kükürt (S), Telür (Te), Polonyum (Po), Livermoryum (Lv).

Sıralamadaki komşu elementler: ← Arsenik | Brom →.

Konuyla ilgili ders anlatımları: periyodik sistem ve ozellikleri, atom yapisi ve elektron dizilimi.