Il seleniuro di idrogeno o acido selenidrico è un composto binario del selenio bivalente con l'idrogeno, la cui formula molecolare è H2Se.
A temperatura ambiente è gas e incolore maleodorante, di stabilità termica limitata, infiammabile e molto tossico.
Proprietà A differenza del solfuro di idrogeno H2S, H2Se è un composto endotermico (ΔHƒ° = +29,7 kJ/mol) come pure, e ancor più, l'omologo H2Te.
In condizioni ambiente è un gas, ma tecnicamente è un vapore (Tcrit. = 141 °C); questo è più pesante dell'aria (~ 2,8 volte) e in acqua è solo parzialmente solubile (0,98 g/100 g a 22,5 °C, ≈ 0,121 mol/L), ma un po' più di H2S (0,351 g/100 g a 25 °C, ≈ 0,103 mol/L), ed è solubile in solfuro di carbonio.
L'acido selenidrico è analogo e isoelettronico di valenza all'acido solfidrico, rispetto al quale è meno stabile e meno volatile, somigliando in questo al suo omologo superiore tellururo di idrogeno H2Te; l'omologo successivo, H2Po, appare essere ancora meno stabile.Essendo il polonio radioattivo, H2Po è ottenuto solo in quantità molto piccole e le sue proprietà sono poco conosciute.
Data la piccola differenza di elettronegatività tra Se e H (Δχ = 0,35), le molecole H2Se, come già accade per H2S (Δχ = 0,38), possono formare tra loro solo legami idrogeno molto deboli, che non ne innalzano sensibilmente il punto di ebollizione.
Struttura molecolare La molecola del seleniuro di idrogeno H2Se è angolare, come accade per tutti gli idruri semplici degli elementi del gruppo 16, da H2O a H2Te. In tutti questi casi la simmetria molecolare appartiene al gruppo puntuale C2v. La molecola mostra una modesta polarità: il suo momento dipolare è μ = 0,627 D, un valore minore di quello di H2S (0,977 D).
La struttura in fase gassosa di H2Se è stata determinata attraverso la spettroscopia rotazionale nella regione delle microonde. La lunghezza del legame Se−H è di (146 ± 3) pm e l'angolo H-Se-H è di (90,92° ± 0,08)°.
Le lunghezze e gli angoli in H2Se risultano intermedi tra quelli nell'omologo inferiore H2S (133,6 pm e 92,11°) e quelli nell'omologo superiore H2Te (165,1 pm e 90,26°). Come si può osservare, andando dall'alto in basso nel gruppo, mentre l'angolo di legame resta quasi uguale (si stringe appena, avvicinandosi al valore di 90°), il legame con H si allunga sensibilmente al crescere del numero quantico principale degli elettroni di valenza dell'elemento (S < Se < Te); questo è anche in accordo qualitativo con l'aumento del raggio covalente dell'atomo centrale: S (105 pm), Se (120 pm), Te (138 pm).
Proprietà chimiche Il seleniuro di idrogeno è chimicamente e strutturalmente simile al solfuro di idrogeno H2S per un verso, e al tellururo di idrogeno per l'altro, avendo proprietà intermedie fra i due. L'instabilità di questi idruri, che si manifesta nella facilità alla decomposizione nell'elemento (E) e in idrogeno molecolare (H2E → E + H2), per il seleniuro di idrogeno è intermedia e la facilità aumenta nella sequenza H2S < H2Se < H2Te.
Proprietà acido-base Parallelamente, la forza di questi idracidi varia nella stessa sequenza, con l'acido selenidrico che anche qui mostra una forza intermedia; infatti, nello stesso ordine, i relativi pKa1 sono: 7,00 (H2S), 3,73 (H2Se) e 2,05 (H2Te), con notevole distacco tra il primo valore e gli altri due. Da notare che l'acido selenidrico risulta in tal modo avere forza simile all'acido formico (HCOOH, pKa = 3,745), che a sua volta è circa 10 volte più forte dell'acido acetico. Riguardo alla seconda dissociazione, il pKa2 dell'acido selenidrico si aggira intorno a 11, per cui la sostanziale formazione all'equilibrio dello ione seleniuro Se2− si raggiunge solo rendendo la soluzione acquosa decisamente basica.
Proprietà redox L'aggiunta di ossidanti a soluzioni acquose fredde di acido selenidrico, quali HNO3 o KMnO4, causa la precipitazione di selenio elementare. In aria o comunque con ossigeno in eccesso, H2Se brucia con fiamma azzurra dando il biossido di selenio SeO2 (anidride seleniosa) e vapor d'acqua.
Preparazione e reattività Il seleniuro di idrogeno viene preparato in vari modi: per attacco di seleniuri metallici con acidi forti diluiti:
Al2Se3 + 6 HCl -> 3 H2Se + 2 AlCl3 FeSe + 2 HCl -> H2Se + FeCl2
per idrolisi di seleniuri:
Al2Se3 + 6 H2O -> 3 H2Se + 2 Al(OH)3
per sintesi diretta dagli elementi al di sopra dei 350 °C:
Se + H2 -> H2Se
In acqua si comporta da acido biprotico debole:
H2Se + H2O <=> HSe- + H3O+ [ pKa1 = 3,73 ]
Le soluzioni acquose si ossidano rapidamente a contatto con l'aria:
2 H2Se + O2 -> 2 Se + 2 H2O L'acido selenidrico si addiziona agli alcheni (addizione elettrofila) in maniera simile agli acidi alogenidrici (HCl, HBr, HI); si addiziona anche alle cianammidi (R2N−C≡N) per dare le corrispondenti selenuree (R2N−C(=S)−NH2).
Note
Bibliografia I. Bertini, F. Mani. Chimica Inorganica. CEDAM. ISBN 88-13-16199-9
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Selenidrico Categoria:Seleniuri