셀레늄

요약 주기율표 16족에 4주기에 속하는 산소족원소의 하나로, 원소기호는 Se, 녹는점 221℃, 끓는점은 685℃인 고체이다. 많은 동소체가 있는데, 주요한 것으로는 회색의 금속 셀레늄, 적색의 결정 셀레늄, 흑색의 유리상 셀레늄의 3종이 있으며 빛을 조사(照射)하면 전기전도도가 증가하는 특징이 있다.

주기율표(셀레늄)

원소기호	Se
원자번호	34
화학계열	비금속
원자량	78.96g/mol
전자배열	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4
상태	고체
밀도	(회색) 4.81 g/cm3, (알파) 4.39 g/cm3, (유리질) 4.28 g/cm3
녹는점	221℃
끓는점	685℃
융해열	6.69kJ/mol(회색)
기화열	95.48 kJ/mol
비열용량	25.363 J/mol·K(25℃)
산화상태	6, 4, 2, 1, -2
전기음성도	2.55 (Pauling scale)

역사

1817년 옌스. J. 베르셀리우스가 연실황산 제조공장의 연실니(鉛室泥) 속에 있는 적색 물질에서 발견하여, 달을 뜻하는 그리스어 'selene'를 따서 명명하였다. 먼저 텔루륨(지구를 뜻하는 라틴어 'tellus'에 유래했다)과 함께 산출되어 텔루륨의 지구란 뜻에 대응하여 달을 의미하는 뜻으로, 또 연소할 때 달빛과 비슷한 푸른빛을 발한다고 하여 셀레늄이라 명명하였다고 한다.

셀레늄

지구상에 널리 분포하지만 그 양은 극히 적다. 황화물에 수반하여 금속의 셀레늄화물로서 산출되며, 또 적색을 띤 천연산 황에는 비교적 다량으로 함유되어 있다. 그 밖에 셀레늄산염, 투석고(selenite)의 형태로 존재한다. 토양에서는 투석고과 같이 가용 형태로 대부분 산출된다. 셀레늄은 생물학적으로 큰 역할을 하며 다이메틸셀레늄화물, 셀레노메싸이오닌(selenomethionine), 셀레노시스테인(selenocysteine)과 같은 유기화합물을 만든다.

많은 동소체가 있는데, 주요한 것으로는 회색의 금속 셀레늄, 적색의 결정 셀레늄, 흑색의 유리상 셀레늄의 3종이 있다. 모두 물에 녹지 않으며, 또 융해하여 액체가 되면 적갈색이 되고, 기체가 되면 암갈색을 띠며 공기 중에서 연소할 때 푸른빛을 내며 산화물을 만든다. 빛을 조사(照射)하면 조도(照度)에 따라 전기전도도가 증가하는데, 특히 적색광이 유효하다.

동위원소는 자연적으로 5개의 안정한 동위원소 ⁷⁴Se(0.9%), ⁷⁶Se(9.4%), ⁷⁷Se(7.6%), ⁷⁸Se(23.8%),  ⁸⁰Se(49.6%)가 있다. 반감기가 긴 ⁷⁹Se와 ⁸²Se(8.7%), 그 외 20여 개의 불안정한 동위원소가 존재한다.

제조법

대부분의 셀렌원소는 구리정제나 황산생산할 때 부산물로 얻어진다. 부산물로 얻어진 셀레늄을 탄산나트륨무수물 등으로 산화시켜 이산화셀레늄의 형태로 추출한다. 추출한 이산화셀레늄을 물에 녹인 다음 산성화시킨 후 아황산가스를 불어넣어 환원시켜 셀레늄을 분리한다. 이산화셀레늄의 상태에서 승화·정제를 몇 번 되풀이하면, 순도 99.9%의 셀레늄을 얻을 수 있다.

셀레늄의 용도

반도체의 재료로서 중요하며, 레이저 프린터와 복사기의 필수 재료이다. 광도계, 광전지, 광디스크에도 사용된다. 정류기에 사용되는 셀레늄은 규소로 크게 대체되어 왔지만 평판 종이 복사기에 사용되는 광전도체로서의 사용은 증가되어 왔다. 유리제조산업에서 유리 착색제 및 유리 탈색제로 이용되며 화학물질과 안료 제조에도 셀레늄이 많이 사용된다.