Σελήνιο

Φυσική παρουσία

Το φυσικό στοιχειακό σελήνιο είναι σπάνιο ορυκτό, που συνήθως δεν σχηματίζει καλούς κρυστάλλους, αλλά όταν σχηματίζει έχουν σχήμα απότομων ρομβόεδρων ή μικρών τριχοειδών κρυστάλλων.
Στη φύση, το σελήνιο βρίσκεται (πιο συνήθως) σε έναν αριθμό ανόργανων, που περιέχουν (σε σχετικά χημικά καθαρή μορφή) σεληνούχες, σεληνικές ή και σεληνώδεις ενώσεις, αλλά και πάλι αυτά τα ορυκτά είναι σπάνια. Το συνηθισμένο ορυκτό σεληνίτης, παρά το όνομά του, δεν είναι σεληνιούχο ορυκτό ούτε περιέχει καθόλου σελήνιο. Περιέχει κυρίως γύψο (δηλαδή ένυδρο θειικό ασβέστιο, CaSO₄), αλλά απλά και η ονομασία αυτού του ορυκτού προήλθε από το ελληνικό όνομα του φυσικού δορυφόρου της Γης, και μάλιστα αρκετά πριν ανακαλυφθεί και ονομαστεί το στοιχείο σελήνιο. Το πιο συνηθισμένο είναι να βρεθεί σελήνιο ως πρόσμειξη σε θειούχα ή θειικά ορυκτά πολλών μετάλλων.
Σε ζωντανούς οργανισμούς, το σελήνιο βρίσκεται στα αμινοξέα σεληνομεθειονίνη, σεληνοκυστεΐνη και μεθυλοσεληνοκυστεΐνη. Σε αυτές τις ενώσεις το σελήνιο παίζει ένα ρόλο ανάλογο με αυτό του θείου (στα αντίστοιχα θειούχα αμινοξέα). Μια άλλη φυσικά υπάρχουσα οργανοσεληνιούχα ένωση είναι το διμεθυλοσεληνίδιο (Me₂Se).
Αρκετά εδάφη είναι «πλούσια» σε σελήνιο και το σελήνιο μπορεί να βιοσυγκεντρωθεί από συγκεκριμένα φυτά. Στα εδάφη το σελήνιο βρίσκεται σε ευδιάλυτες μορφές, όπως τα σεληνικά (άλατα, που είναι ανάλογα με τα θειικά), που ξεπλύνονται και παρασέρνονται εύκολα στα ποτάμια.Το ωκεάνιο νερό περιέχει σημαντικές ποσότητες σεληνίου.
Ανθρωπογενείς πηγές σεληνίου περιλαμβάνουν την καύση γαιάνθρακα και η εκμετάλλευση θειούχων ορυκτών (όπου το σελήνιο υπάρχει ως πρόσμειξη).

Ιστορία

Το σελήνιο ανακαλύφθηκε το 1817 από τους Γιονς Γιάκομπ Μπερτσέλιους (Jöns Jacob Berzelius) και Γιόχαν Γκόττλεμπ Γκαν
(Johan Gottlieb Gahn). Οι δυο (αυτοί) χημικοί είχαν ένα χημικό εργοστάσιο, κοντά στο Γκρίψχολμ της Σουηδίας, όπου παρήγαγαν θειικό οξύ, με τη διεργασία μολύβδινου θαλάμου. Χρησιμοποιούσαν σιδηροπυρίτη από το ορυχείο Φάλουν, ο οποίος άφηνε ένα κόκκινο υπόλειμμα στους μολύβδινους θαλάμους, το οποίο θεωρούσαν (τότε) ότι ήταν μια ένωση του αρσενικού, αλλά έτσι η χρήση σιδηροπυρίτη για την παραγωγή θειικού οξέος διακόπτονταν. Οι Μπερτσέλιους και Γκαν ήθελαν να χρησιμοποιήσουν το σιδηροπυρίτη τους, αλλά παρατήρησαν ότι το κόκκινο υπόλειμμα έβγαζε μια οσμή χρένου όταν καίγονταν. Η οσμή αυτή δεν ήταν καθόλου τυπική για μια ένωση του αρσενικού, όπως θεωρούσαν ότι ήταν, αλλά μάλλον για ένωση του τελλουρίου. Έτσι, στην πρώτη του επιστολή προς τον Αλεξάντερ Μαρκέτ (Alexander Marcet), ο Μπερτσέλιους δήλωσε ότι το υπόλειμμα ήταν ένωση του τελλουρίου. Ωστόσο, επειδή έλλειπαν οι ενώσεις του τελλουρίου από τα κοιτάσματα του ορυχείου Φάλουν, ο Μπερτσέλιους αποφάσισε τελικά να αναλύσει εκ νέου (πιο προσεκτικά) το κόκκινο υπόλειμμα και το το 1818 έγραψε μια δεύτερη επιστολή στο Μαρκέτ, περιγράφοντας ότι ανακάλυψε ένα νέο (για τότε) χημικό στοιχείο, παρόμοιο (χημικά) με το θείο και το τελλούριο. Εξαιτίας της ομοιότητας με το τελλούριο, του οποίου η ονομασία προέρχεται από το λατινικό tellur, που σημαίνει Γη, ο Μπερτσέλιους ονόμασε το νέο (για τότε) χημικό στοιχείο από το ελληνικό όνομα για τη Σελήνη.
Το 1873, ο Γουίλογκμπυ Σμιθ (Willoughby Smith) ανακάλυψε ότι η ηλεκτρική αντίσταση του γκρι σεληνίου εξαρτάται από τον περιβάλλοντα φωτισμό. Αυτή η ανακάλυψη οδήγησε στη χρήση του γκρι σεληνίου σε μια συσκευή ευαίσθητη στην παρουσία φωτός. Τα πρώτα εμπορικά προϊόντα που χρησιμοποιούσαν σελήνιο αναπτύχθηκαν από το 
Βέρνερ φον Ζίμενς (Ernst Werner von Siemens) κατά τα μέσα της δεκαετίας του 1870. Το σελήνιο χρησιμοποιήθηκε στο φωτόφωνο (photophone) που αναπτύχθηκε από τον Αλεξάντερ Γκράχαμ Μπελ (Alexander Graham Bell) το 1879. Το (γκρι) σελήνιο μεταδίδει το ηλεκτρικό ρεύμα ανάλογα με την ποσότητα του φωτός που πέφτει στην επιφάνειά του. Το φαινόμενο χρησιμοποιήθηκε για το σχεδιασμό φωτόμετρων και παρόμοιων συσκευών. Οι ημιαγωγικές ιδιότητες του σεληνίου βρήκαν και πολλές εφαρμογές σε ηλεκτρονικές συσκευές. Η ανάπτυξη των ανορθωτών σεληνίου άρχισε από τις αρχές της δεκαετίας του 1930, αντικαθιστώντας τους ανορθωτές οξειδίου του χαλκού (CuO), εξαιτίας των ανώτερων ιδιοτήτων των σεληνίου στον τομέα αυτό, Οι ανορθωτές σεληνίου χρησιμοποιήθηκαν σε εμπορικές εφαρμογές μέχρι τη δεκαετία του 1970, οπότε αντικαταστάθηκαν, με τη σειρά τους, από τους φθηνότερους και πιο αποτελεσματικούς ανορθωτές πυριτίου. 
Το σελήνιο έγινε αντικείμενο ιατρικής προσοχής αργότερα, όταν έγινε αντιληπτή η τοξικότητά του στους ανθρώπους, αρχικά στους εργαζόμενους στις βιομηχανίες που το χρησιμοποιούσαν. Το σελήνιο επίσης αναγνωρίστηκε ως σημαντική κτηνιατρική τοξίνη, γεγονός που παρατηρήθηκε σε ζώα που έφαγαν φυτά πλούσια σε σελήνιο. Το 1954, ανακαλύφθηκαν οι πρώτες ενδείξεις για τις ειδικές βιολογικές λειτουργίες του σεληνίου σε μικροοργανισμούς. Η αναγκαιότητά του για τη ζωή των θηλαστικών ανακαλύφθηκε το 1957. Κατά τη δεκαετία του 1970 αποδείχθηκε η παρουσία του σε δυο ανεξάρτητα σύνολα ενζύμων. Αυτή η ανακάλυψη ακολουθήθηκε από την ανακάλυψη της σεληνοκυστεΐνης, ενός πρωτεϊνικού αμινοξέος. Κατά τη δεκαετία του 1980 αποδείχθηκε ότι η σεληνοκυστεΐνη αντιστοιχούσε στο κωδόνιο UGA. Η αποκωδικοποίηση του μηχανισμού έγινε πρώτα σε βακτήρια και έπειτα σε θηλαστικά.