Selenyum, periyodik tablonun 16. grubunda (kalkojenler) yer alan, atom numarası 34 olan, ametal bir elementtir. 1817 yılında Jöns Jacob Berzelius tarafından keşfedilmiş olup adını Yunancada "Ay" anlamına gelen "Selene" kelimesinden alır. Farklı allotropik formlarda bulunabilen selenyum, özellikle elektronik, cam üretimi ve biyolojik sistemlerdeki rolleriyle bilinir.

Sınıflandırma ve Temel Özellikler

Selenyum (Se), periyodik tablonun 4. periyodunda, 6A (veya 16. grup) elementlerinden biridir. Kimyasal özellikleri kükürt ve tellüre benzer. Bir ametaldir, ancak bazı formları yarı iletken özellikler gösterir. Elektron dizilimi [Ar] 3d¹⁰4s²4p⁴ şeklindedir. Selenyum, çeşitli allotropik formlarda bulunabilir; en yaygın olanları kırmızı amorf selenyum (toz) ve gri kristal (metalik görünümlü) selenyumdur. Oda sıcaklığında katı halde bulunur. Gri selenyumun yoğunluğu yaklaşık 4,809 g/cm³'tür.

Keşfi

Selenyum, 1817 yılında İsveçli kimyagerler Jöns Jacob Berzelius ve Johan Gottlieb Gahn tarafından, İsveç'in Gripsholm kentindeki bir sülfürik asit fabrikasının kurşun odalarında biriken kırmızı renkli bir çökeltiyi incelerken keşfedilmiştir. Başlangıçta bu çökeltinin tellür içerdiği düşünülmüştü (ki tellür de aynı fabrikada daha önce Berzelius tarafından sülfürik asit üretiminde kullanılan pirit cevherinde bulunmuştu). Ancak daha detaylı analizler, Berzelius'un bunun yeni ve tellüre benzeyen bir element olduğunu anlamasını sağladı.

^{Kırmızı Toz Amorf Selenyum ve Gri Metalik Kristal Selenyum (Yapay Zeka ile Üretilmiştir.)}

Etimoloji

Jöns Jacob Berzelius, keşfettiği bu yeni elemente, Yunancada "Ay" anlamına gelen "Selene" (Σελήνη) kelimesinden esinlenerek "selenyum" adını vermiştir. Bu isimlendirme, kimyasal olarak benzerlik gösterdiği ve daha önce keşfedilen tellürün (Latince "Tellus" - Dünya kelimesinden) adıyla bir paralellik oluşturur.

Doğada Bulunuşu

Selenyum, yerkabuğunda nispeten nadir bulunan bir elementtir. Genellikle serbest halde bulunmaz; daha çok sülfürlü minerallerle birlikte eser miktarda bulunur. Bakır, kurşun, gümüş ve nikel gibi metallerin sülfür yataklarında bu metallerin selenitleri veya selenürleri halinde bulunabilir. Önemli selenyum mineralleri arasında klausthalit (PbSe) ve berzelianit (Cu₂Se) sayılabilir. Ticari olarak selenyumun büyük bir kısmı, bakır, kurşun ve nikelin elektrolitik rafinasyonu sırasında anot çamurundan bir yan ürün olarak elde edilir.

Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Selenyumun en kararlı formu olan gri (metalik) selenyum, gümüşi bir parlaklığa sahiptir, kırılgandır ve yarı iletken özellikler gösterir. Işığa maruz kaldığında elektriksel iletkenliği artar (fotoiletkenlik) ve ışık enerjisini doğrudan elektriğe dönüştürebilir (fotovoltaik etki). Kırmızı selenyum ise amorf veya monoklinik kristal yapıda olabilir ve bir yalıtkandır. Erime noktası (gri form için) 220,8 °C, kaynama noktası ise 685 °C'dir. Atom yarıçapı yaklaşık 190 pm, elektronegatiflik değeri ise 2,55'tir. Elektron ilgisi 194,965 kj/mol olarak belirtilmiştir. Selenyum, halojenler ve oksijenle kolayca reaksiyona girer. Havada yandığında mavi bir alevle selenyum dioksit (SeO₂) oluşturur ve karakteristik bir çürük turp kokusu yayar. Asitlerde çözünür. Bileşiklerinde genellikle -2, +2, +4 ve +6 oksidasyon durumlarını alır.

İzotopları

Selenyumun doğada altı kararlı veya çok uzun yarı ömürlü izotopu bulunur: ⁷⁴Se, ⁷⁶Se, ⁷⁷Se, ⁷⁸Se, ⁸⁰Se ve ⁸²Se (radyoaktif, çok uzun yarı ömürlü). Kaynakta önemli izotop olarak ⁸⁰Se belirtilmiştir. Bunların yanı sıra birçok yapay radyoaktif izotopu da bilinmektedir. ⁸⁰Se, doğal selenyumun en bol bulunan izotopudur (yaklaşık %49.6).

Kullanım Alanları

Selenyumun kendine has fiziksel ve kimyasal özellikleri sayesinde çeşitli uygulamaları vardır:

Cam Üretimi: Cam sanayiinde önemli bir rol oynar. Çok küçük miktarlarda eklendiğinde, demir bileşiklerinin neden olduğu yeşilimsi rengi gidererek camı şeffaflaştırır (renksizleştirici olarak). Daha yüksek konsantrasyonlarda ise cama yakut kırmızısı bir renk verir. Bu nedenle sinyal lambaları ve dekoratif cam eşyaların yapımında kullanılır.
Elektronik ve Yarı İletkenler: Fotoiletkenlik ve fotovoltaik özellikleri nedeniyle ışık ölçerlerde (pozometrelerde), güneş pillerinde, fotokopi makinelerinde ve lazer yazıcılarda fotoreseptör olarak kullanılır. Ayrıca, alternatif akımı (AC) doğru akıma (DC) dönüştürebildiği için akım doğrultucularda (redresörlerde) yaygın olarak kullanılmıştır, ancak bu alanda silikon bazlı cihazlar büyük ölçüde yerini almıştır.
Pigmentler: Kadmiyum sülfoselenit gibi selenyum bileşikleri, seramik, boya ve plastiklere parlak kırmızıdan bordoya kadar değişen renkler vermek için pigment olarak kullanılır.
Metalurji: Paslanmaz çeliğin ve bazı bakır alaşımlarının işlenebilirliğini artırmak için katkı maddesi olarak kullanılır. Kurşun levhaların dayanıklılığını artırır.
Kepek Şampuanları: Selenyum sülfür (SeS₂), antifungal (mantar önleyici) özelliklere sahip olduğu için kepeğe neden olan Malassezia globosa adlı saç derisi mantarını kontrol etmek amacıyla bazı kepeğe karşı şampuanlara eklenir.
Diğer Uygulamalar: Lastik üretiminde vulkanizasyon ajanı olarak, hayvan yemlerinde besin takviyesi olarak ve bazı fotoğrafçılık uygulamalarında kullanılmıştır.

Biyolojik Önemi ve Etkileri

Selenyum, insanlar da dahil olmak üzere birçok canlı için eser miktarda hayati öneme sahip bir elementtir. Vücutta çeşitli enzimlerin (özellikle antioksidan glutatyon peroksidaz) yapısında yer alır ve hücreleri oksidatif hasara karşı korumada rol oynar. Vücudumuzda yaklaşık 14 miligram selenyum bulunduğu ve her bir hücremizde bir milyondan fazla selenyum atomu olduğu belirtilmiştir.

Selenyum eksikliği çeşitli sağlık sorunlarına (örneğin, Keshan hastalığı gibi kalp kası bozuklukları) yol açabilir. Ancak, selenyumun gerekli olduğu miktar ile toksik olduğu miktar arasındaki aralık dardır. Yüksek dozlarda selenyum alımı tehlikelidir ve "selenozis" olarak bilinen bir zehirlenme durumuna yol açabilir. Belirtileri arasında saç dökülmesi, tırnaklarda bozulma, cilt lezyonları, sinir sistemi sorunları ve keskin sarımsak benzeri bir nefes kokusu bulunur. Yüksek düzeyde maruziyet kansere yol açabilir ve embriyo ya da fetüsün gelişimini olumsuz etkileyebilir.

Selenyum (Se)