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Quelles sont les caractéristiques du sélénium ?

Par Clément le 11/05/2018 Ressources > Physique-Chimie > Tout Niveau -PC > Le Tableau Périodique > Le Sélénium

Présentation

Le sélénium est un élément chimique qui porte le numéro 34 dans la classification périodique des éléments.

Quelle est la localisation du sélénium dans le tableau périodique des éléments ? Le tableau périodique des éléments et la place du sélénium dans ce dernier.

Informations générales
SymboleSe
Numéro atomique34
FamilleNon métal
Groupe16
Période4
Blocp
Masse volumique4,79 g.cm-3
Dureté2
CouleurGris métallique
Propriétés atomiques
Masse atomique78,971 u
Rayon atomique115
Configuration électronique[Ar] 4s2 3d10 4p4
Électrons par niveau d'énergie2 | 8 | 18 | 6
OxydeAcide fort
Propriétés physiques
État ordinaireSolide
Point de fusion221°C
Point d'ébullition685°C

Définitions

  • Numéro atomique : Le numéro atomique d’un atome représente le nombre de protons de ce dernier
  • Famille : L’UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée) a regroupé en 10 familles les éléments chimiques qui présentent des propriétés physiques et chimiques semblables
  • Groupe : Chaque groupe correspond aux éléments chimiques présents dans une même colonne du tableau périodique des éléments
  • Période : Chaque période correspond aux éléments chimiques présents dans une même ligne du tableau périodique des éléments. Ils partagent également le même nombre de couches électroniques. On en compte 7 au maximum
  • Bloc : Les éléments périodiques sont classés par bloc selon leurs propriétés et selon les couches électroniques jusqu’auxquelles elles sont remplies
  • Dureté : La dureté d’un matériau représente la résistance qu’il oppose à la pénétration. On peut la mesurer selon plusieurs méthodes : la méthode par pénétration, la méthode par rayage ou encore la méthode par rebondissement
  • Point de fusion : Le point de fusion correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l’élément chimique fond, passant ainsi de l’état solide à l’état liquide
  • Point d’ébullition : Le point d’ébullition correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l’élément chimique bout, passant ainsi de l’état liquide à l’état gazeux

Rappel : La classification périodique des éléments, aussi appelée tableau de Mendeleïev, du nom de son créateur. C’est un chimiste russe qui en 1869 créa un tableau dont le but était de regrouper tous les éléments chimiques connus par points communs (groupes et familles par exemple). Il a souvent été ajusté et mis à jour depuis cette époque.

Sa dernière révision date de 2016 par l’UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée), une ONG suisse qui a pour but l’évolution de la physique-chimie. Le tableau périodique compte à ce jour 118 éléments.

L’UICPA, l’Union Internationale de Chimie Pure et Appliquée est une organisation non gouvernementale ayant son siège à Zurich, en Suisse. Créée en 1919, elle s’intéresse au progrès de la chimie, de la chimie physique et de la biochimie. Ses membres sont les différentes sociétés nationales de chimie et elle est membre du Conseil International pour la Science.

L’UICPA est une autorité reconnue dans le développement des règles à adopter pour la nomenclature, les symboles et autres terminologie des éléments chimiques et leurs dérivé via son Comité Interdivisionnel de la Nomenclature et des Symboles. Ce comité fixe la nomenclature de l’UICPA.

Un peu d’histoire

Étymologie

Pourquoi dit-on que la lune est un satellite ? La Terre et la Lune sont des astres qui forment le couple parfait, vous ne trouvez pas ?
D’ailleurs, la Terre est une planète tellurique qui possède un satellite bien gros si on le compare aux satellites des autres planètes telluriques de notre système solaire.

Le nom de l’élément 34, le sélénium, est formé à partir de Séléné qui désigne la déesse grecque de la Lune. Ce nom fut proposé par son découvreur, le chimiste suédois Jons Jakob Berzelius, après avoir constaté que ses propriétés étaient très proches de celles du tellure qu’il lui était associé presque systématiquement dans les minéraux naturels.

Ainsi, son nom fut choisi sur la même base que le nom tellure dérivant de tellus, terme grec désignant la Terre. Il parut logique à Berzelius de baptiser ce nouvel élément en référence à la compagne de notre planète.

De plus ce nom a été choisi car, puisque sa période est identique à celle du sélénium dont le nom dérive de l’appellation grecque de la Lune, le coupe Terre-Lune est inséparable, ces deux astres sont indissociables. On les trouve ensemble dans l’Univers tout comme on trouve le sélénium et le tellure ensemble dans la nature.

Découverte

Le sélénium a été découvert en 1817 par le chimiste suédois Jons Jakob Berzelius et son assistant Johann Gottlieb Gahn.

Cette année Berzelius et Gahn découvrent que le processus permettant de fabriquer de l’acide sulfurique à partir de pyrite conduit à un résidu. Ce résidu se présente sous la forme d’un précipité aux teintes rouges et brunes. Berzelius l’analyse et se rend compte, qu’en étant chauffé, l’échantillon émet une légère odeur de « radis » associée au tellurium.

Ce métal étant rare et précieux, il poursuit ses analyses et se rend compte qu’il est face à un élément nouveau ayant des propriétés chimiques très proches de celles du tellurium mais qui en diffèrent légèrement. Berzelius propose alors de le baptiser sélénium.

Présence à l’état naturel

Le sélénium est un élément commun, on peut même dire qu’il est 50 fois plus commun que le tellure même si il est 4 000 fois moins présent que le soufre. En effet, le sélénium possède un clarke égal à 0,1 ppm.

Le clarke d’un élément chimique définit sa présence moyenne dans la croûte terrestre . Il s’exprime sous la forme d’une fraction massique en pourcentage, ppm (partie par million), ou ppb (partie par milliard)

Le sélénium, lorsqu’il est natif, se substitue au soufre dans les compositions minérales comme :

  • La pyrite sélénifère
  • Les séléniures de plomb, de fer, de cuivre et de zinc
  • Et la crooksite, de formule CuThSe

De plus, le sélénium est présent dans les plantes, les céréales, les herbes ou les levures car il est capable de s’y concentrer au risque d’être élevées ou toxiques. Lorsque c’est le cas, il peut y avoir des déficiences nuisibles pour la santé mais également le bien-être.

Propriétés physiques et chimiques

Le sélénium sous forme de corps simple

A quoi ressemble le sélénium ? Voici un échantillon de sélénium

Le sélénium pur, lorsqu’il est sous sa forme cristalline, est à température ambiante un solide noir bien qu’il possède différentes formes allotropique telle que la forme amorphe, c’est à dire sous la forme de poudre, et peut alors avoir une couleur bleue ou rouge.

L’allotropie est la faculté de certains corps simples d’exister sous plusieurs formes cristallines ou moléculaires différentes.
Une forme allotropique peuvent avoir des propriétés physique, comme la couleur et la dureté, et une réactivité chimique différentes même si elles sont composées d’atomes identique
Les transformations d’une forme allotropique à l’autre peuvent être induites par des changements de pression et de température ou même par une réaction chimique. Certaines formes ne sont stables que sous certaines conditions définies de température et de pression

Le sélénium présente également des propriétés de semi-conducteur utilisé en particulier pour fabriquer les transistors que l’on retrouve dans les ordinateurs et les téléphones portables.

Un semi-conducteur est un matériau qui a une conductivité électrique qui se situe à égale distance entre celle d’un métal et celle d’un isolant.Théoriquement, une fois atteint la température de 0 Kelvin, le zéro absolu, ce matériau deviendrait isolant. Les semi-conducteurs sont très utilisés pour l’électronique de petite taille : diodes, circuits imprimés, transistors, etc.
Pour en savoir sur la supraconductivité, vous pouvez consulter notre cours sur le Zéro Absolu

L’élément 34 est un élément capable de réagir avec la plupart des acides. Il peut brûler avec le dioxygène pour former du dioxyde de sélénium, de formule SeO2 et se combine également avec différents métaux pour former des séléniures.

Les ions du sélénium en solution aqueuse

  • L’ion sélénite, de formule SeO32-, est anion polyatomique toxique, base conjuguée de l’acide sélénieux.
  • L’ion séléniate, de formule SeO42-, est un anion polyatomique, base conjuguée de l’acide sélénique.

Composés à base de sélénium

  • Le séléniure de plomb, de formule PbSe, est un minéral existant dans la nature aussi appelé clausthalite.
  • Le sulfure de sélénium, de formule SeS2, est un principe actif antiséborrhéique que l’on retrouve dans certains shampoings.
  • Le séléniure de zinc, de formule ZSe, est un solide jaune-orangé, semi-conducteur utilisé dans certaines diodes.
  • Le dioxyde de sélénium, de formule SeO2, est un solide blanc qui peut se former par combustion du sélénium pur dans le dioxygène. Il peut être ajouter aux verres pour leur donner une couleur rouge.

Isotopes

Des isotopes sont des atomes qui possèdent le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons

L’élément 34 est un élément chimique qui possède 29 isotopes dont le nombre de masse est compris entre 65 et 94.

Le nombre de masse d’un atome est le nombre de nucléons qu’il contient. Il s’agit donc de la somme du nombre de protons et du nombre de protons qui constituent le noyau de l’atome

En plus de ces isotopes, le sélénium possède également 9 isomères nucléaires dont seulement 5 sont stables :

  • Le sélénium 74
  • Le sélénium 76
  • Le sélénium 77
  • Le sélénium 78
  • Et le sélénium 80

Ils sont naturellement présent dans la nature tout comme le radioisotope 82 du sélénium.

Des isomères nucléaires sont des atomes qui partagent le même noyau mais dans états énergétiques différents. C’est à dire qu’ils comportent un spin et une énergie d’excitation spéciaux. Dans leur état d’énergie le plus bas, on dit qu’ils atteignent l’état fondamental

Ce radioisotope présente une période radioactive très longue, près de 8 fois l’âge de l’Univers.

Utilisations

A quoi sert l'acier bronzé ? L’acier bronzé permet de protéger l’arme de l’usure et de la corrosion

Le sélénium, tout comme l’arsenic, est utilisé dans les photocopieur et les imprimantes laser, plus précisément dans les tambours.

Le sélénium peut être utilisé afin d’améliorer les qualités du cuivre et de l’acier qui va être bronzé grâce à l’application d’acide sélénieux comme c’est le cas pour les armes à feu.

De plus, de par ses propriétés semi-conductrices, le sélénium est utilisé afin de fabriquer des batteries solaire mais aussi des boîtes quantiques.

Le rouge de cadmium, un colorant pour le verre et les matières plastiques, est en réalité du sulfoséléniure de cadmium.

Toxicité

Une surexposition au sélénium peut être toxique bien qu’elle n’arrive normalement que sur le lieu de travail.

Cette surexposition peut provoquer des vertiges, de la fatigue mais également des irritations de différentes muqueuses tandis qu’une consommation trop faible de sélénium peut provoquer des problèmes au cœur et aux muscles.

Dans certains cas, l’empoisonnement au sélénium est tellement important qu’il peut même être mortel.

Écotoxicité

On dit d’un objet qu’il est écotoxique lorsqu’il est toxique pour l’environnement, c’est-à-dire polluant

Le sélénium en lui-même n’est pas un agent toxique même si les activités des Hommes peuvent en augmenter la concentration dans le sol, les eaux souterraines et les eaux de surfaces.

Ce qui est le plus dangereux dans l’environnement avec le sélénium sont ses réactions avec les autres éléments chimiques présents dans la nature car il peut s’accumuler dans les organismes et contaminer tout un réseau trophique.

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adamou
Invité

Bonjour grand prof. Je trouve sublime votre site et votre façon d’expliquer les cours. Merci !

Dumarcel
Invité

Hello,

Le sulfure de sélénium, utilisé en shampoing quotidiennement, est-il dangereux pour la santé ??
Merci, cordialement. Jc