硒是一种化学元素，其原子序数为34，符号为Se。它呈现为砖红色粉末、透明黑色固体或类似金属的灰色形态。硒在地壳中很少以单质形式或纯矿石混合物存在。这种以希腊语"月亮"命名的元素由约恩斯·雅各布·贝采利乌斯于1817年发现。他注意到这种新元素与已知的碲元素相似，而碲的名称源自"地球"。
事实
硒的历史与发现
- 硒位于元素周期表第16族（氧族），位于硫元素下方。这些元素的化学行为和反应方式相似。
- 科学家阿诺德·维拉诺瓦可能早在1300年左右就首次注意到硒。作为医生，维拉诺瓦曾在巴黎索邦大学学习，生活于1235年至1310年间，并成为教皇克莱门特五世的御医。他在《哲学玫瑰园》一书中描述了蒸发天然硫后残留的"红硫"（sulfur rebeum），其中可能包含硒的一种红色形态。
- 此后五百年间，硒未被重新发现。1817年，著名瑞典化学家雅各布·贝采利乌斯在硫酸厂燃烧硫磺后注意到一种红色残留物。
- 贝采利乌斯与其友人化学家约翰·甘恩共同经营该工厂。1817年9月，贝采利乌斯在写给伦敦友人马塞特博士的信中称该残留物含有已知元素碲。
- 但1818年2月，他告知马塞特已改变观点，确认发现新元素："甘恩先生和我认为的碲实为一种具有有趣特性的新物质。该物质兼具金属与硫的特性，可视为新型硫元素。因其与碲高度相似，我决定将其命名为硒。"
- 贝采利乌斯的命名逻辑：拉丁语中"Tellus"意为"大地女神"，1799年德国科学家马丁·克拉普罗特指出"尚无元素以地球命名"，由此诞生了碲（Tellurium）。因新元素与碲相似，贝采利乌斯以其希腊语"月亮女神"（Selene）将其命名为硒。
元素周期表中的硒
- 硒（Se）属于氧族（第16族或VIA族），与氧、硫、碲、钋共享相似化学特性，如形成-2、+4、+6氧化态的化合物。
- 位于周期表p区，电子填充p轨道，处于第四周期，与砷、溴、锗等非金属和类金属元素同周期。
- 虽被归类为非金属，但某些形态（如光电导性）展现类金属特性，位置靠近金属与非金属的分界"阶梯线"。
- 在第四周期中，硒位于砷（类金属）与溴（卤素）之间，体现p区从类金属向非金属的过渡特性。
- 化学性质最接近硫和碲，形成类似化合物（如硒化物类比硫化物，硒酸盐类比硫酸盐），凸显其氧族元素特性。
- "氧族"（chalcogen）一词源于希腊语"成矿元素"，因这些元素常与金属形成矿物矿石。
- 邻近砷等类金属和硫等非金属，凸显其反应多样性，体现周期和族中电负性与原子半径的变化趋势。
硒的物理与化学特性
- 物理特性
硒因温度变化呈现三种主要形态：快速加热转为黑色，缓慢加热至180°C转为灰色。红硒作为化学反应活性最高的粉末形态被广泛应用；黑硒质地脆硬，形成复杂聚合环结构；灰硒亦呈粉末状。
- 化学特性
硒是非金属，反应活性较强（鲍林电负性2.55，高于氢）。其价电子层有两个未成对电子，易与其他元素结合，极少以单质形式存在。
常与氢、氟、氯、溴形成化合物，生成二氧化硒和三氧化硒等氧化物。
与金属结合形成硒化物，类似其他氧族元素与氢生成硒化氢（H₂Se）。
硒化氢为无色无味剧毒气体。硒离子（Se²⁻）可与多种金属成键。遇酸易电离呈酸性，但水溶性高且可与碱反应。
生产
- 硒在地壳中含量极低，仅占元素总量的3×10⁻⁶%。
地球土壤中硒含量约5×10⁻⁶%，人体内含量与地核相当（5×10⁻⁶%）。
海洋和岩石中含量分别为4.5×10⁻⁸%和0.0013%。自然界中硒以硒矿石形式微量存在。
硒的用途
- 玻璃工业中用于制造红色玻璃与釉料，并实现玻璃脱色。
作为催化剂加速多种化学反应。
用于光电管、太阳能电池（史上首个太阳能电池即由硒制成），亦可作为光印打印机材料。
添加至不锈钢中，或与铋配合制造黄铜；添加至铁铜合金可提升加工性能。
硒化硫是去屑洗发水的有效成分。
尽管部分硒化合物有毒，但硒是人体及动物必需的微量元素，谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）依赖其发挥细胞抗氧化保护作用。膳食缺硒可能增加癌症风险，而过量摄入则导致硒中毒。
植物虽不依赖硒（需硫），但会从土壤吸收硒进入食物链。低硫土壤中生长的植物可能富集硒，导致取食动物中毒。
动物缺硒将出现生长迟缓和繁殖障碍。
影响
- 健康影响
长期过量接触特定形态硒会导致硒中毒（selenosis），症状包括蒜味呼吸、疲劳及神经消化系统问题，极高剂量可致死。
硒作为必需微量营养素，广泛存在于多种维生素及婴儿配方奶中。
硫氧还蛋白还原酶和谷胱甘肽过氧化物酶等关键酶需硒激活，以维持活细胞氧化应激平衡。
甲状腺功能亦依赖硒。植物"斯坦利氏属"（prince's plum）和某些黄芪属物种需高硒生长，可作为土壤硒含量的指示植物。
趣味事实
- 巴西坚果含硒量极高，每盎司约543微克，远超日推荐量55微克。
硒在光照下导电性增强，且光照强度与导电率呈正相关。
2009年，21匹 Polo 马因药房配制错误的矿物质补充剂导致硒过量中毒，于美国 Polo 公开赛前死亡。
硒缺乏与癌症、糖尿病、艾滋病等重大疾病风险上升相关，但尚未完全明确。
硒元素工作表
本资料包涵盖29页深度内容，专为教学设计。硒（符号Se）作为原子序数34的非金属元素，位于周期表第16族（氧族），与氧、硫、碲、钋同族。1817年，瑞典化学家约恩斯·雅各布·贝采利乌斯发现该元素，因其与碲（以"地球"命名）相似，故以希腊语"月亮女神"为其命名。
完整工作表清单
- 硒元素事实
- 单词纠错
- 硒基础
- 元素档案
- 第XVI族
- 硒化合物
- 硒分布图
- 非金属元素
- 硒的应用
- 硒制品
- 硒之歌
常见问题
什么是硒？在周期表中位置如何？
硒（符号Se）是位于第16族（氧族）的非金属元素，原子序数34，处于周期表第四周期，与氧、硫、碲、钋同族。
硒的物理化学特性是什么？
外观：不同同素异形体呈灰色或红色固体。
状态：室温下为固体。
反应性：与卤素及浓酸反应，形成硒化物和硒酸盐。
导电性：作为半导体，导电能力介于绝缘体与金属之间。
硒对人体健康是否必需？
是的！硒是人体必需的微量元素，关键作用包括：
- 抗氧化防御（通过谷胱甘肽过氧化物酶等酶）
- 甲状腺激素代谢
- 免疫功能调节
但过量摄入会导致硒中毒。
硒是否有毒？
高剂量硒具毒性。适量有益，但工业化合物或补充剂过量暴露可引发：
- 毛发及指甲脱落
- 胃肠功能紊乱
- 神经系统症状
医疗及工业应用中需严格控制剂量。
工业中硒的常见用途？
- 玻璃制造（脱色或着色）
- 电子领域（光电管、太阳能电池的半导体材料）
- 颜料（陶瓷与塑料着色）
- 合金（提升金属切削性能）
- 农业（动物饲料添加剂）
参考来源
- Chemicool
- 英国皇家化学学会
- 维基百科
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