عنصر السيلينيوم: موقعه وإلكتروناته ونظائره واستخداماته

أرقام بطاقة العنصر ليست كمية واحدة

العدد الذري 34 عدد صحيح يحدد هوية العنصر. أما الوزن الذري القياسي النسبي الذي توصي به CIAAW فهو 78.971(8)؛ الأقواس تعبر عن عدم يقين في آخر الأرقام، ولا تعني وجود 78.971 بروتونًا أو نيوترونًا في نواة. ^[2][3]

العدد الكتلي لنظير محدد يعد البروتونات والنيوترونات معًا، في حين يعبر الوزن الذري عن متوسط متعلق بتركيب النظائر في المادة. لذلك لا نطرح 34 من 78.971 ثم نسمي الناتج عدد نيوترونات ذرة بعينها. ^[2][3]

هذه قراءة مختلفة لكل خانة، وليست قائمة أرقام نحفظها دون معرفة ما تعده. ^[1][2][3]

كيف نعد الإلكترونات؟

في ذرة متعادلة يوجد 34 إلكترونًا، لأن عدد الشحنات السالبة يساوي عدد البروتونات. التوزيع المختصر هو [Ar]3d¹⁰4s²4p⁴. رمز Ar هنا يختصر 18 إلكترونًا، وليس ذرة أرجون موجودة داخل السيلينيوم. ^[3][4][6]

يمكن فحص العدد بجمع 18+10+2+4=34. وإذا جمعنا بحسب رقم المستوى الرئيسي n كانت الأعداد 2،8،18،6. عشر إلكترونات 3d تنتمي إلى المستوى الثالث، رغم طريقة ترتيب الرموز في التوزيع المختصر. ^[4]

المستوى الخارجي n=4 يضم 6 إلكترونات في هذا الوصف. أما عدد 18 في المستوى الثالث فلا يجعل العنصر من المجموعة 18؛ رقم المجموعة لا نستخرجه من أكبر عدد مكتوب في أي مستوى. ^[4][5]

لو كان النوع أيونًا بالشحنة 2−، لكان عدد إلكتروناته 36: 34−36=−2 بوحدة الشحنة الأساسية. تبقى البروتونات 34، ويختلف الأيون عن الذرة المتعادلة دون أن يصير عنصرًا آخر. ^[3]

نظائر متعددة مع الهوية نفسها

تعرض CIAAW وفرة تمثيلية لستة نظائر طبيعية للسيلينيوم، هي 74 و 76 و 77 و 78 و 80 و 82. عند تسمية النظير بالسيلينيوم 80 مثلًا، نحسب نيوتروناته 80−34=46؛ أما 82 فيحوي 48. العدد الذري لا يتغير بينهما. ^[2][3]

في جدول الوفرة التمثيلية، يبلغ نصيب 80Se نحو 49.80%؛ فهو أكبر من نصيب كل نظير آخر في هذا التمثيل. لا يعني ذلك أن كل 100 ذرة من أي عينة ستحتوي 49.8 ذرة بالضبط: النسب وصف لتركيب كمّي، والعينات والقياسات لها حدودها. ^[2]

كما أن 82Se ليس مستقرًا تمامًا بالمعنى النووي الدقيق؛ له تحلل بطيء جدًا ونصف عمر بالغ الطول، رغم معاملته مع النظائر الطبيعية شبه المستقرة في كثير من الجداول. لا نعمم استقرارًا مطلقًا من مجرد ورود اسم النظير في جدول الوفرة. ^[2]

الرسم يعرض الوفرة التمثيلية المنشورة، ولا يزعم قياس عينة جديدة أو إعادة اشتقاق القيمة القياسية 78.971 من هذه القيم المقربة.

لماذا تختلف صور السيلينيوم؟

للعنصر صور تآصلية: تختلف طريقة ترتيب الذرات مع بقاء هويتها. من صوره مادة حمراء، ومنها السيلينيوم الرمادي الذي تتكون بنيته من سلاسل ممتدة حلزونية. لذلك لا تعد الصورة الحمراء والرمادية عنصرين مختلفين. ^[1]

التمييز بين صور العنصر ونظائره مهم: في التآصل يتغير البناء، وفي النظائر يتغير عدد النيوترونات. ويمكن للمادة أن تختلف في بناء ذراتها دون أن نغير عدد البروتونات أو نسمي ذلك تغيرًا نظيريًا. ^[1][3]

للسيلينيوم الرمادي خواص توصيل ضوئي؛ يتغير سلوكه الكهربائي مع الإضاءة. التوصيل الضوئي يعني زيادة قابلية التوصيل، بينما التحويل الكهروضوئي يرتبط بتوليد أثر كهربائي من الضوء. لا نستبدل اسم الظاهرتين دون تمييز. ^[1]

استخدامات مرتبطة بالخواص

دخل السيلينيوم ومركباته في تطبيقات ضوئية وكهربائية، وفي معالجة لون الزجاج. قد تساعد بعض مركباته على إزالة لون غير مرغوب، وقد تعطي أخرى لونًا أحمر؛ اختلاف المركب والسياق يمنع اختزال الأثر في لون ثابت لكل إضافة. ^[1][7]

واستُعمل التوصيل الضوئي في تقنيات تصوير ونسخ قديمة. ذكر استعمال تاريخي لا يعني أن كل آلة تصوير حديثة تحتوي السيلينيوم؛ تغيرت المواد والتقنيات. ^[7]

عند قراءة اسم Se في وصف مادة، نحدد إن كان عنصرًا حرًا أو مركبًا، وما صورته وبنيته. سؤال الكيمياء هذا أوسع من بطاقة رقمية، ويختلف عن سؤال استعمال منتج غذائي أو علاجي.