Il seleniuro di mercurio è un composto chimico binario del mercurio con il selenio avente formula minima HgSe. Da un punto di vista formale è il sale di mercurio(II) dell'acido selenidrico (H2Se). È anche l'omologo superiore del solfuro di mercurio HgS.
HgSe è un semimetallo, ma chimicamente è correlato al gruppo II-VI dei materiali semiconduttori. Anche il suo omologo superiore HgTe, isostrutturale e isoelettronico di valenza, è classificato come semimetallo.
Il seleniuro di mercurio è presente in natura nel raro minerale tiemannite ed è inoltre presente come componente di un'intima miscela di HgSe e selenio, che è nota con la formula "HgSe2".
Proprietà Il seleniuro di mercurio è un composto termodinamicamente stabile, la sua formazione dagli elementi è esotermica (ΔHƒ° = -43,51 kJ/mol) e esoergonica (ΔGƒ° = -38,35 kJ/mol).
Preparazione e proprietà chimiche Il seleniuro di mercurio può essere preparato per sintesi diretta dagli elementi a circa 600°C:
Hg \ + Se \to HgSe
Un'altra possibilità consiste in una reazione in due stadi tra selenio, ossido di mercurio, solfato di idrazinio dicatione e acido nitrico:
3HgO \, + 3Se \, + 4HNO3 \to 3HgSeO3 \, + 4NO \, + 2H2O
3HgSeO3 \, + 3(N2H6)2SO4 \, + 6NH3 \to 2HgSe \, + 3N2 \, + 3(NH4)2SO4 \, + 6H2O
Il seleniuro di mercurio appare come un solido cristallino di colore violetto scurissimo con lucentezza metallica, inodore e insolubile in acqua, che fonde a790 °C. HgSe ha la struttura cubica della sfalerite (blenda di zinco, ZnS), analogamente alla forma allotropica nera del solfuro di mercurio (β-HgS) ed anche al tellururo di mercurio (HgTe). Per ottenere cristalli di qualità ottica ed elettronica si ricorre alla crescita epitassiale, ad esempio mediante sputtering o mediante epitassía metallo-organica in fase vapore (MOCVD o MOVPE),
Configurazione elettronica e struttura cristallina In condizioni ambiente, il seleniuro di mercurio è un materiale cristallino con un reticolo covalente di atomi Hg (6s2) e Se (4s2 4p4). Questi sono disposti in una struttura cubica a facce centrate (sfalerite, simile al diamante), gruppo spaziale F(-4)3m (n. 216), con costante di reticolo a = 607 pm e Z = 4 (4 unità formula nella cella elementare). In questa struttura sia Hg che Se sono tetracoordinati e al centro di un tetraedro regolare.
Sotto vuoto o anche in atmosfera inerte (N2, CO2), HgSe può essere sublimato intorno a 600 °C. Al di sopra di una pressione di 0,75 GPa, si trasforma nella struttura romboedrica del cinabro (α-HgS), al di sopra di 16 GPa nella struttura cubica del cloruro di sodio e al di sopra di 28 GPa in una struttura tetragonale.
Proprietà elettroniche Il seleniuro di mercurio puro (stechiometrico 1 : 1) risulta essere un semimetallo in quanto, nella struttura a bande del materiale cristallino, la banda di conduzione giace più in basso in energia della banda di valenza, ma gli estremi delle due bande cadono a vettori d'onda diversi, a differenza di ciò che accade fisicamente nei conduttori metallici. L'inversione di queste bande sulla scala energetica comporta per HgSe un band-gap negativo, come accade in generale per i materiali semimetallici.
Note
Voci correlate Tellururo di mercurio Solfuro di zinco Solfuro mercurico
Categoria:Seleniuri Categoria:Composti del mercurio Categoria:Composti del selenio