Selen je hemijski element sa simbolom Se i atomskim brojem 34. To je metaloid VIA grupe periodnog sistema (mada ga mnogi izvori svrstavaju u nemetale) čije su osobine između susjednih halkogenih elemenata: sumpora i telura. U prirodi se rijetko nalazi u elementarnom stanju ili kao neki čisti spoj u rudi. Selen je (grč. σελήνη, selene, bos. Mjesec) otkrio Jacob Berzelius 1817. zapazivši sličnost novog elementa sa ranije poznatim telurom (čije ime znači Zemlja).
Selen je pronađen u sulfidnim metalnim rudama bakra u nečistom stanju, gdje djelimično zamjenjuje sumpor. Komercijalno, selen se proizvodi kao nusproizvod u procesu rafiniranja tih ruda. Poznati su i minerali koji su čisti selenidi ili selenati, ali su oni rijetki. Najčešća komercijalna upotreba selena danas je u proizvodnji stakla i u pigmentima. Selen je poluprovodnik i koristi se u fotoćelijama. Također se koristi u elektronici, gdje je nekad bio vrlo važan, ali su ga danas većinom potisli poluprovodnički uređaji od silicija. Danas se selen koristi u nekoliko uređaja za zaštitu od previsokog napona kod naizmjenične struje i jedne vrste fluorescentne kvantne tačke (nanokristal).
U velikim količinama, soli selena su otrovne, međutim selen u veoma malim količinama je neophodan za ćelijsku funkciju kod mnogih živih bića, uključujući sve životinje, te je sastojak mnogi multivitaminskih preparata i drugih dijetetskih proizvoda, uključujući i dječije kaše. Selen je sastojak i antioksidantskih enzima glutation peroksidaze i tioredoksin reduktaze (indirektno reduciraju određene oksidirane molekule u životinjskom organizmu i nekim biljkama). Također je prisutan u tri tipa enzima dejodinaze, kojima se jedan tiroidni hormon pretvara u drugi. Potrebe za selenom u biljkama različite su od vrste do vrste, pa tako neke biljke zahtijevaju relativno velike količine selena dok druge gotovo nikako.
Historija Selen ( - selen što znači "Mjesec") je otkriven 1817. godine. Otkrili su ga hemičari Jacob Berzelius i Johan Gottlieb Gahn. Oba hemičara bili su vlasnici hemijske tvornice u blizini Gripsholma, Švedska, proizvodeći sumpornu kiselinu u procesu olovnih komora. Iza pirita iz velikog rudnika bakar Falun, preostao je crveni talog u olovnoj komori za kojeg se mislilo da je neki spoj arsena, pa je korištenje pirita za proizvodnju kiseline prestalo.
Berzelius i Gahn su htjeli koristiti pirit a oni su također opazili da taj crveni talog pri sagorijevanju ima miris hrena. Taj miris nije svojstven arsenu, ali se sličan miris javlja kod spojeva telura. Stoga je u prvom pismu upućenom Marcetu, Berzelius naveo da se radi o spoju telura. Međutim nedostatak spojeva telura u mineralima iz rudnika Falun doveo je Berzeliusa da preispita crveni talog te je 1818. napisao drugo pismo Marcetu opisujući novootkriveni element sličan sumporu i teluru. Zbog svoje sličnosti sa telurom, koji je nazvan po planeti Zemlji, Berzelius je novi element nazvao po Mjesecu.
Willoughby Smith je 1873. otkrio da je električni otpor sivog selena zavisi od svjetlosti. Ovo je dovelo do njegove upotrebe kao ćelija za svjetlosne senzore. Prvi komercijalni proizvodi koji su koristili selen razvio je sredinom 1870tih Werner Siemens. Alexander Graham Bell je 1879. koristio selenove ćelije u svom fotofonu. Selen propušta električnu struju proporcionalno količini svjetlosti koja pada na njegovu površinu. Taj fenomen je iskorišten za dizajn svjetlometara i sličnih uređaja. Poluprovodničke osobine selena iskorištene su u brojnim drugim aplikacijama u elektronici. Razvoj selenskih ispravljača (transformatora) počeo je početkom 1930tih zamijenjivši ispravljače na bazi bakar-oksida jer su bili daleko efikasniji. Njihova komercijalna upotreba trajala je do 1970tih, nakon čega su zamijenjeni jeftinijim i još efikasnijim silicijskim ispravljačima.
Mnogo kasnije, selen je došao u fokus medicine zbog svoje otrovnosti za ljude koji rade u određenim granama industrije. Također, zapaženo je da je on važan veterinarski otrov, za koji je primijećeno da utječe na životinje koje se hrane biljkama bogatim selenom. Međutim, 1954. je otkriveno da je selen važan za specifične biološke funkcije u mikroorganizmima. Tek 1957. otkrivena je njegova nezamjenjiva funkcija za sisare. Tokom 1970tih dokazano je da je selen prisutan u dva nezavisna seta enzima. Uslijedilo je otkriće selenocisteina u bjelančevinama. Tokom 1980tih, utvrđeno je da selenocistein kodiran kodonom UGA. Mehanizam zapisivanja je prvo objašnjen kod bakterija a potom i kod sisara (vidi SECIS element).
Osobine Fizičke thumb|lijevo|upright|Strukura molekule ciklooktaselena Selen postoji u nekoliko alotropskih modifikacija koje zagrijavanjem ili hlađenjem prelaze jedna u drugu na različitim temperaturama i različitim brzinama. Kada se dobije u laboratoriji hemijskim reakcijama, selen je obično amorfna čvrsta materija u obliku crvenog praha. Kada se on brzo topi, prelazi u crnu, staklastu formu, koja se obično komercijalno prodaje kao kuglice. Struktura crnog selena je nepravilna i kompleksna a sastoji se iz polimernih prstenova sa oko 1000 atoma u svakom prstenu. Crni Se je krhka, sjajna čvrsta tvar, slabo rastvorljiva u CS2. Zagrijavanjem do 50 °C postaje mehka a prelazi u sivi selen na temperaturi od 180 °C. Ako su prisutni halogeni elementi i amini, temperatura transformacije je niža.
Crvene α, β i γ forme dobijaju se iz rastvora crnog selena putem različitih brzina isparavanja rastvarača (obično CS2). Sve te forme imaju relativno nisku, monoklinsku kristalnu simetriju i sve sadrže gotovo identično naborane Se8 prstenove aranžirane na različite načine, kao kod sumpora. Pakovanje je najgušće u α formi. U Se8 prstenu udaljenost Se-Se iznosi 233,5 pm a ugao između Se-Se-Se je 105,7°. Drugi alotropi selena mogu sadržavati i Se6 ili Se7 prstenove.
Najstabilnija i najgušća forma selena je sivi koji ima heksagonalnu kristalnu rešetku sastavljenu iz heličnih polimernih lanaca. Udaljenost Se-Se u njima iznosi 237,3 pm a ugao Se-Se-Se je 130,1°. Najmanja udaljenost između lanaca iznosi 343,6 pm. Sivi selen nastaje blagim zagrijavanjem drugih alotropa, sporim hlađenjem istopljenog Se ili kondenzacijom para selena neposredno ispod tačke topljenja. Iako su druge forme selena izolatori, sivi selen je poluprovodnik koji pokazuje znatnu fotokonduktivnost. Za razliku od drugih alotropa, on nije rastvorljiv u ugljik-disulfidu. Otporan je na oksidaciju na zraku i nenapadaju ga neoksidirajuće kiseline. Sa snažnim redukcijskim sredstvima gradi poliselenide. Selen ne iskazuje neobične promjene u viskoznosti poput sumpora kada se postepeno zagrijava.
Izotopi
Selen u prirodi se javlja u šest izotopa od čega je pet stabilnih: 74Se, 76Se, 77Se, 78Se i 80Se. Najmanje tri od njih su proizvodi fisije, zajedno sa radioaktivnim selenom-79, koji ima vrijeme poluraspada od 327 hiljada godina. Konačni stabilni prirodni izotop 82Se ima vrlo dugo vrijeme poluraspada (preko 1020 godina, a raspada se putem dvostrukog beta raspada na kripton 82Kr), a iz praktičnih razloga može se smatrati da je stabilan. Osim stabilnih, poznato je 23 druga nestabilna izotopa.
Selen-79 je izuzetno važan za izračun doze koji se vrši u okviru geološkog skladištenja dugoživućeg radioaktivnog otpada.
Rasprostranjenost thumb|lijevo|190px|Prirodni selen u pješčaru iz rudnika uranija u blizini Grantsa, Novo Meksiko Samorodni (tj. elementarni) selen je veoma rijedak mineral koji obično ne gradi dobro kristale, ali kada ih gradi oni su u obliku strmog romboedra ili sićušni ravni kristali (poput dlake). Izdvajanje selena je često otežano zbog neizbježnog prisustva drugih spojeva i elemenata. Selen se u prirodi javlja u brojnim neorganskim oblicima uključujući selenide, selenate i minerale koje sadrže selenit-ion, međutim takvi minerali su rijetki. Jedan od vrlo rasprostranjenih minerala je selenit, koji zapravo nije mineral selena i ne sadrži selenitni ion, nego je zapravo jedna od vrsta gipsa (kalcij-sulfat hidrat). Taj mineral je dobio ime slično kao i hemijski element selen, po Mjesecu, mnogo prije nego što je otkriven element. Selen se obično može naći potpuno nečist, zamjenjujući dio sumpora u sulfidnim rudama mnogih metala.
U živim sistemima, selen se nalazi u sastavu aminokiselina selenometionina, selenocisteina i metilselenocisteina. U tim spojevima, selen igra ulogu analogno sumporu. Drugi prirodni organoselenski spoj je dimetil selenid.
Određene čvrste tvari bogate su selenom, a selen se može i bioakumulirati u određenim biljkama. U zemljištu selen se najčešće nalazi u rastvorljivim oblicima poput selenata (analogno sulfatima), a koje vode vrlo lahko sapira u vodotoke. Okeanska voda sadrži znatne količine selena.
Antropogeni izvori selena uključuju sagorijevanje uglja te rudarenje i topljenje sulfidnih ruda.
Upotreba Elektroliza mangana Tokom elektro-dobijanja mangana, dodavanje selen-dioksida smanjuje snagu neophodnu za rad elektrolitičkih ćelija. Kina je najveći potrošač selen-dioksida za ove svrhe. Za svaku proizvedenu tonu mangana potroši se prosječno 2 kg selen-oksida.
Proizvodnja stakla Najveća komercijalna upotreba selena, odgovorna za oko 50% njegove potrošnje, jeste proizvodnja stakla. Spojevi Se daju staklu crvenu boju. Ova boja poništava i neutralizira zelene i žute nijanse koje potječu od nečistoća željeza a koje su tipične za većinu vrsta stakla. U tu svrhu se dodaju razlitiče soli seleniti i selenati. Za druge aplikacije, gdje je poželjna crvena boja, dodaje se mješavina CdSe i CdS.
Legure Selen se koristi zajedno s bizmutom u mesingu gdje zamjenjuje mnogo otrovnije olovo. Zakonska ograničenja količine olova u vodi za piće dovela su do neophodnog smanjenja njegovog nivoa u mesingu. Ta nova vrsta mesinga se u SAD-u javlja na tržištu pod markom EnviroBrass ("ekološki mesing"). Poput olova i sumpora, selen također poboljšava mašinsku obradu čelika pri koncentraciji od 0,15%. Isto poboljšanje je također primijećeno kod legura bakra, pa se selen koristi i u mašinski obradivih legura bakra.
Solarne ćelije Bakar-indij-galij selenid je materijal korišten za proizvodnju solarnih ćelija.
Ostalo Male količine organoselenskih spojeva se upotrebljavaju za podešavanje vulkanizacijskih katalizatora korištenih u proizvodnji gume.
Potražnja za selenom u elektroničkoj industriji se smanjuje, uprkos broju aplikacija za koji se on koristi. Zbog svojih fotovoltskih i fotoprovodnih osobina, selen se koristi u fotokopirnim uređajima, fotoćelijama, svjetlometrima i solarnim ćelijama. Njegova upotreba kao fotoprovodnik u kopir uređajima koji su koristili "obični" papir bila je glavni način njegove upotrebe, ali već 1980tih korištenje fotoprovodnika je opalo (mada je i danas njihova primjena veoma velika), jer su kopir uređaji sve više prelazili na korištenje organskih fotoprovodnika.
Ranije su u širokoj upotrebi bili selenski ispravljači. Oni su danas pretežno zamijenjeni uređajima na bazi silicija ili su u procesu zamjene. Najznačajniji izuzeci među njima su uređaji za odvođenje prenapona naizmjenične struje, gdje su bolje energetske mogućnosti selenskih prenaponskih osigurača poželjnije od varistora na bazi metalnih oksida.
Cink-selenid je bio prvi materijal za proizvodnju plavih LED-ova, ali danas na tržištu dominira galij-nitrid. Kadmij-selenid je ranije igrao važnu ulogu za proizvodnju kvantnih tačaka. Slojevi amorfnog selena su slike x-zraka pretvarali u sheme naelektrisanja u kseroradiografiji i, u čvrstom stanju, u ravnim panelima u kamerama za x-zrake.
Selen je i katalizator u nekim hemijskim reakcijama, ali nije široko rasprostranjen zbog problema s njegovom otrovnošću. U kristalografiji x-zracima, zamjena jednog ili više atoma selena na mjesto sumpora pomaže nenormalno višetalasno raspršenje (disperzija) i postupno uvođenje nenormalne jednovalne disperzije.