Selen – Steckbrief
- Symbol
- Se
- Ordnungszahl
- 34
- Atommasse
- 78,971 u
- Periode
- 4
- Gruppe
- 16
- Kategorie
- mehratomiges Nichtmetall
- Elektronenkonfiguration
- [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴
- Elektronegativität
- 2,55
- Atomradius
- 103 pm
- Valenzelektronen
- 6
- Aggregatzustand (Standardbedingungen)
- fest
- Schmelzpunkt
- 220,5 °C
- Siedepunkt
- 685 °C
- Dichte
- 4,809 g/cm³
- Entdeckt
- 1817
Selen ist ein Nichtmetall mit der Ordnungszahl 34 und steht in der Sauerstoffgruppe unter dem Schwefel. Seine Eigenschaften liegen zwischen denen von Schwefel und Tellur. Selen ist ein Element mit zwei Gesichtern: Für den Körper ist es lebensnotwendig, und doch liegt die schädliche Menge nur wenig über dem Bedarf. In der Technik machte seine Reaktion auf Licht es zum Baustoff für Fotozellen und frühe Kopierer.
Stellung im Periodensystem
Vorkommen und Gewinnung
Selen ist selten und kommt meist in kleinen Mengen zusammen mit Schwefel vor, etwa in Sulfiderzen von Kupfer, Blei und Zink. Eigene Selenminerale gibt es, sie sind aber unwichtig. Das Element ist sehr ungleich verteilt: Manche Böden enthalten viel Selen, andere kaum, und das bestimmt, wie viel in den dort wachsenden Pflanzen steckt.
Gewonnen wird Selen als Nebenprodukt der Kupferraffination. Bei der Elektrolyse sinkt ein Schlamm ab, der Anodenschlamm. Er enthält neben Edelmetallen auch Selen, das man durch Rösten abtrennt und zum Element reduziert. Zu den großen Produzenten zählen Japan, China, Deutschland und Russland.
Entdeckt wurde das Element 1817 vom schwedischen Chemiker Jöns Jakob Berzelius. In einem roten Bodensatz aus einer Schwefelsäurefabrik vermutete er zunächst Tellur, fand dann aber etwas Neues. Tellur ist nach der Erde (lateinisch Tellus) benannt, und so gab er dem neuen Element den Namen des Mondes: Selen kommt von Selene, der griechischen Mondgöttin.
Eigenschaften und Reaktionen
Selen steht in Periode 4 und Gruppe 16 und hat die Elektronenkonfiguration [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴. Es hat 6 Valenzelektronen. Die Elektronegativität beträgt 2,55. Die beständigste Form hat eine Dichte von 4,809 g/cm³, schmilzt bei 220,5 °C und siedet bei 685 °C.
Wie Schwefel kommt Selen in mehreren Modifikationen vor. Graues Selen besteht aus langen Ketten, ist glänzend und leitet Strom schlecht. Rotes Selen besteht aus Ringen mit acht Atomen und bildet ein rotes Pulver. Es wird beim Erhitzen schwarz und glasig. Das graue Selen ist ein Halbleiter, dessen elektrische Leitfähigkeit bei Beleuchtung stark zunimmt. Man nennt diese Eigenschaft Fotoleitfähigkeit. Sie wurde 1873 beim Prüfen von Telegrafenkabeln entdeckt.
Chemisch ähnelt Selen dem Schwefel. Es verbrennt mit blauer Flamme zu Selendioxid, und dabei entsteht ein Geruch, der an faulen Rettich erinnert. In Verbindungen tritt es als Selenid (minus zwei), Selenit (plus vier) und Selenat (plus sechs) auf. Selenwasserstoff H₂Se ist ein farbloses, sehr übelriechendes und giftiges Gas.
Verwendung in Alltag und Technik
Seine Lichtempfindlichkeit machte Selen zu einem frühen Baustoff der Technik. Aus Selen bestanden Lichtsensoren und Belichtungsmesser für Kameras. Chester Carlson erfand 1938 die Xerografie, das Kopierverfahren. Die ersten Kopiergeräte nutzten dafür Platten und Trommeln mit einer Schicht aus glasartigem Selen: Wo Licht auf die Schicht fiel, verlor sie ihre Ladung, und Tonerpulver haftete nur an den dunklen Stellen. Heute ersetzen meist organische Stoffe das Selen. Auch frühe Gleichrichter in Netzteilen bestanden aus Selen.
In der Glasindustrie wirkt Selen auf zwei Arten: Es entfärbt grünliches Glas, dessen Farbe vom Eisen stammt, und es färbt Glas in Kombination mit Cadmium rot. Dünnschicht-Solarzellen enthalten Kupfer-Indium-Gallium-Selenid. In der Metallverarbeitung verbessert Selen die Bearbeitbarkeit mancher Stähle. Selensulfid ist ein Wirkstoff in Mitteln gegen Schuppen.
Für Menschen und Tiere ist Selen ein essenzielles Spurenelement. Es steckt in Selenocystein, einer besonderen Aminosäure, die in Enzymen wie der Glutathionperoxidase sitzt. Diese Enzyme schützen Zellen vor aggressiven Sauerstoffverbindungen, und weitere Selenproteine sind am Stoffwechsel der Schilddrüsenhormone beteiligt. Der Bereich zwischen Mangel und Überschuss ist eng. Selenmangel tritt in Regionen mit selenarmem Boden auf, etwa in Teilen Chinas, wo er die Keshan-Krankheit, eine Herzmuskelerkrankung, begünstigte. Zu viel Selen führt zu Haarausfall, brüchigen Nägeln und Knoblauchgeruch des Atems. Finnland, dessen Böden selenarm sind, setzt Düngemitteln seit 1984 Selen zu. In Deutschland genügt eine ausgewogene Ernährung mit Fisch, Eiern, Fleisch und Vollkorn meist. Paranüsse enthalten sehr unterschiedlich viel Selen, deshalb isst man sie besser nicht in großen Mengen. Nahrungsergänzung mit hohen Dosen ist nicht ratsam.
Moleküle mit diesem Element
- Selendisulfid SeS2
- Selenige Säure H2SeO3
- Natriumselenit Na2SeO3
Kurz gefragt
Welche Ordnungszahl hat Selen (Se)?
Häufige Fragen
Warum ist Selen lebensnotwendig und giftig zugleich?
Der Körper braucht Selen für Enzyme, die Zellen vor Schäden durch Sauerstoffverbindungen schützen. Die Menge, die er benötigt, ist aber winzig. Im Übermaß reagieren Selenverbindungen mit Schwefelgruppen in Eiweißen und erzeugen aggressive Sauerstoffverbindungen, also genau die Schäden, vor denen die Selenenzyme sonst schützen. Zwischen Bedarf und schädlicher Dosis liegt nur ein kleiner Abstand.
Wofür wurde Selen in Kopierern verwendet?
Glasartiges Selen ist ein Halbleiter, der im Dunkeln Ladung hält und im Licht leitfähig wird. Eine Selenschicht auf einer Trommel wurde so aufgeladen, belichtet und mit Tonerpulver bestäubt, das nur an den geladenen, dunklen Stellen haften blieb. Heute übernehmen meist organische Fotoleiter diese Aufgabe.
In welchen Lebensmitteln steckt Selen?
In Fisch, Fleisch, Eiern, Innereien und Vollkornprodukten. Der Gehalt in Pflanzen hängt vom Boden ab. Paranüsse können sehr viel Selen enthalten, schwanken aber stark. Wer sich abwechslungsreich ernährt, deckt seinen Bedarf meist ohne Nahrungsergänzung.