Resumen

El selenio, número atómico 34, representa un elemento crítico en el grupo 16 de la tabla periódica, mostrando propiedades químicas distintivas que unen el comportamiento metálico y no metálico. Con un peso atómico estándar de 78.971 ± 0.008 u, el selenio manifiesta múltiples formas alotrópicas incluyendo estructuras gris hexagonal, rojo monoclínica y negra amorfa. El elemento demuestra estados de oxidación variables desde −2 hasta +6, siendo +4 y +6 los más prevalentes en aplicaciones tecnológicas. Su configuración electrónica [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴ confiere propiedades fotoconductivas únicas que lo hacen indispensable en tecnología de semiconductores, celdas fotovoltaicas y procesos xerográficos. Las aplicaciones industriales abarcan desde la producción de rectificadores hasta la fabricación de vidrio especializado, mientras que tecnologías emergentes lo utilizan en puntos cuánticos y dispositivos fotónicos avanzados. El elemento ocurre naturalmente en aproximadamente 0.05 mg/kg en la corteza terrestre, principalmente asociado a depósitos de minerales sulfurados. Existen cinco isótopos estables, con ⁷⁸Se que comprende un 23.77% de abundancia natural y muestra las propiedades nucleares más significativas para aplicaciones tecnológicas.

Introducción

El selenio ocupa la posición 34 en la tabla periódica dentro del grupo 16 (calcógenos), situado entre el azufre y el teluro en la familia del oxígeno. El elemento exhibe propiedades intermedias entre no metales y metaloides, mostrando un comportamiento semiconductor característico que lo distingue de los calcógenos más ligeros. Su configuración electrónica [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴ sitúa al selenio en el cuarto período con cuatro electrones no apareados en el orbital p externo, estableciendo la base para sus diversos patrones de reactividad química.

La importancia del elemento en la química moderna proviene de sus propiedades fotoconductivas, donde la conductividad eléctrica aumenta drásticamente bajo iluminación. Este fenómeno, observado sistemáticamente a finales del siglo XIX, estableció al selenio como material pionero en aplicaciones fotoeléctricas. La química industrial contemporánea utiliza las propiedades del selenio en la fabricación de rectificadores, metalurgia especializada y aplicaciones en semiconductores donde el control preciso de las propiedades electrónicas es esencial.

El descubrimiento del selenio por Jöns Jacob Berzelius en 1817 marcó un avance significativo en química analítica, ya que representó uno de los primeros elementos identificados mediante análisis químico sistemático de residuos industriales. El nombre del elemento proviene de la palabra griega "selene", que significa luna, reflejando la creencia inicial de Berzelius de que había descubierto teluro, el cual fue nombrado en honor a la palabra latina "tellus" (tierra). El desarrollo histórico de la química del selenio ha seguido paralelamente los avances en física del estado sólido y ciencia de materiales, consolidándolo como fundamental para la tecnología electrónica moderna.

Propiedades Físicas y Estructura Atómica

Parámetros Atómicos Fundamentales

El selenio exhibe un número atómico de 34 con una configuración electrónica de [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴, ubicándolo en el grupo de los calcógenos con seis electrones de valencia. El radio atómico mide 120 pm, mientras que el radio covalente alcanza 120 pm y el radio iónico varía desde 50 pm para Se⁶⁺ hasta 198 pm para Se²⁻. Estos parámetros radiales reflejan la posición intermedia del selenio entre el azufre (radio atómico 100 pm) y el teluro (radio atómico 140 pm), demostrando tendencias periódicas características dentro del grupo 16.

La carga nuclear efectiva experimentada por los electrones de valencia aproxima 6.04, explicando los efectos de apantallamiento del orbital d que distinguen al selenio de los calcógenos más ligeros. La primera energía de ionización mide 941.0 kJ/mol, notablemente menor que la del azufre (999.6 kJ/mol), mientras que las energías sucesivas de ionización aumentan a 2045 kJ/mol (segunda) y 2973.7 kJ/mol (tercera). La afinidad electrónica muestra un valor de 195.0 kJ/mol, indicando una tendencia moderada para aceptar electrones y formar aniones.

La electronegatividad del selenio registra 2.55 en la escala de Pauling, posicionándolo entre el azufre (2.58) y el teluro (2.1). Esta electronegatividad intermedia facilita la formación de compuestos iónicos y covalentes dependiendo de la naturaleza de los átomos con los que se enlace. El selenio típicamente exhibe estados de oxidación −2, +2, +4 y +6, siendo +4 y +6 los más comunes en compuestos estables bajo condiciones estándar.

Características Físicas Macroscópicas

El selenio manifiesta múltiples formas alotrópicas con propiedades físicas y estructuras distintas. El selenio gris hexagonal, la forma termodinámicamente estable bajo condiciones estándar, cristaliza en un sistema hexagonal con parámetros de red a = 4.3662 Å y c = 4.9536 Å. Este alotropo exhibe apariencia metálica con densidad de 4.81 g/cm³ y demuestra propiedades semiconductoras con una banda prohibida de aproximadamente 1.74 eV.

El selenio monoclinico rojo se forma mediante enfriamiento rápido desde la fase líquida, mostrando coloración rojo intenso y densidad de 4.46 g/cm³. La estructura cristalina contiene moléculas cíclicas Se₈ organizadas en una red monoclínica con grupo espacial P2₁/n. El selenio amorfo negro, obtenido mediante precipitación química o enfriamiento rápido, carece de orden a largo alcance y exhibe densidad de 4.28 g/cm³. Esta forma demuestra fotoconductividad superior comparada con las modificaciones cristalinas, lo que la hace particularmente valiosa en aplicaciones xerográficas.

Sus propiedades térmicas incluyen punto de fusión de 221.0°C y punto de ebullición de 685.0°C, indicando volatilidad moderada comparada con otros elementos del grupo 16. El calor de fusión mide 6.69 kJ/mol, mientras que el calor de vaporización alcanza 95.48 kJ/mol. La capacidad calorífica específica a presión constante es de 0.321 J/(g·K) a 25°C. El coeficiente de expansión térmica mide 3.7 × 10⁻⁵ K⁻¹, y la conductividad térmica es de 0.52 W/(m·K) a temperatura ambiente.

La resistividad eléctrica varía dramáticamente según su forma alotrópica y condiciones de iluminación. El selenio gris exhibe resistividad de aproximadamente 10⁻³ Ω·m en la oscuridad, disminuyendo varios órdenes de magnitud bajo iluminación. Este fenómeno fotoconductivo resulta de la promoción inducida por la luz de electrones desde la banda de valencia a la de conducción, creando pares electrón-hueco que mejoran la conductividad eléctrica.

Propiedades Químicas y Reactividad

Estructura Electrónica y Comportamiento de Enlace

La configuración electrónica del selenio [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴ establece la base de su comportamiento químico, con cuatro electrones en el subnivel p externo que permiten diversas configuraciones de enlace. El elemento forma enlaces covalentes fácilmente mediante hibridación sp³ en compuestos como H₂Se y seleniuros orgánicos, mientras que estados de oxidación más altos involucran participación del orbital d a través de configuraciones de capa de valencia expandida.

En el estado de oxidación −2, el selenio adopta geometría tetraédrica alrededor de los átomos enlazados, similar a compuestos de azufre pero con longitudes de enlace más largas que reflejan su mayor radio atómico. La longitud típica del enlace Se-H es de 146 pm comparada con 134 pm para S-H, mientras que los enlaces Se-C varían entre 194-198 pm dependiendo del estado de hibridación del carbono. Las energías de disociación de enlace para Se-H (334 kJ/mol) y Se-C (272 kJ/mol) son consistentemente menores que las de los enlaces correspondientes al azufre.

Los compuestos de selenio en estado +4 comúnmente adoptan geometrías piramidales cuadradas u octaédricas mediante hibridación sp³d o sp³d². El dióxido de selenio (SeO₂) muestra geometría molecular angular con longitud de enlace Se-O de 161 pm y ángulo O-Se-O de 113°. El estado +6 aparece en compuestos seleniato donde el selenio adopta coordinación tetraédrica con longitudes de enlace Se-O de aproximadamente 162 pm.

La química de coordinación revela la capacidad del selenio para formar complejos estables con metales de transición, especialmente en ambientes de donantes blandos. Los ligandos seleniuro demuestran mayor donación π comparados con análogos sulfurados, conduciendo a mayor covalencia en los enlaces metal-selenio. Los compuestos organoselénicos exhiben diversos motivos estructurales, incluyendo selenoéteres, selenoésteres y diselenuros con longitudes de enlace Se-Se características de 233-237 pm.

Propiedades Electroquímicas y Termodinámicas

Los valores de electronegatividad del selenio abarcan 2.55 (Pauling), 2.51 (Mulliken) y 2.42 (Allred-Rochow), reflejando una capacidad moderada de atracción electrónica intermedia entre azufre y teluro. Estos valores se correlacionan con la tendencia del selenio a formar enlaces covalentes polares con elementos electropositivos, manteniendo carácter iónico con metales altamente electropositivos.

Los potenciales estándar de reducción demuestran la versatilidad redox del selenio a través de múltiples estados de oxidación. El par SeO₄²⁻/Se exhibe E° = +1.15 V, mientras que Se/Se²⁻ muestra E° = -0.924 V. Pares intermedios incluyen SeO₃²⁻/Se (E° = +0.74 V) y H₂SeO₃/Se (E° = +0.74 V en solución ácida). Estos potenciales indican poder moderado de oxidación en estados de alta oxidación y comportamiento reductor al convertirse en seleniuro.

Las energías sucesivas de ionización revelan requisitos energéticos crecientes: primera ionización 941.0 kJ/mol, segunda 2045 kJ/mol, tercera 2973.7 kJ/mol, cuarta 4144 kJ/mol, quinta 6590 kJ/mol y sexta 7880 kJ/mol. El gran aumento entre la segunda y tercera ionización refleja la estabilidad de la configuración Se²⁺, mientras que incrementos subsiguientes indican extracción progresiva desde capas electrónicas internas.

La estabilidad termodinámica de los compuestos de selenio varía considerablemente con el estado de oxidación y entorno químico. Los seleniuros generalmente exhiben entalpías negativas de formación, con el seleniuro de hidrógeno (H₂Se) mostrando ΔH°f = +29.7 kJ/mol, indicando inestabilidad termodinámica relativa a sus elementos. El dióxido de selenio muestra ΔH°f = -225.4 kJ/mol, reflejando estabilidad en el estado de oxidación +4 bajo condiciones oxidantes.

Compuestos Químicos y Formación de Complejos

Compuestos Binarios y Ternarios

El selenio forma una serie completa de compuestos binarios a través de múltiples estados de oxidación, con los seleniuros representando la categoría más extensa. El seleniuro de hidrógeno (H₂Se) exhibe inestabilidad termodinámica con entalpía positiva de formación (+29.7 kJ/mol), descomponiéndose fácilmente por encima de 150°C en sus elementos constituyentes. El compuesto muestra comportamiento ácido en solución acuosa con pKa₁ = 3.89 y pKa₂ = 11.0, intermedio entre el sulfuro de hidrógeno y el teluro de hidrógeno.

Los seleniuros metálicos abarcan desde compuestos iónicos simples hasta redes covalentes complejas. Los seleniuros de metales alcalinos adoptan estructuras antifluorita con carácter predominantemente iónico, mientras que los seleniuros de metales de transición exhiben estructuras en capas o tridimensionales con contribuciones covalentes significativas. El diseleniuro de hierro (FeSe₂) cristaliza en el tipo estructural pirita, demostrando propiedades semiconductoras valiosas en aplicaciones termoeléctricas.

Los óxidos de selenio incluyen dióxido de selenio (SeO₂) y trióxido de selenio (SeO₃), ambos con propiedades estructurales y químicas distintas. El dióxido de selenio forma cadenas en estado sólido con átomos de oxígeno puente, sublimando a 317°C para producir moléculas monoméricas en fase gaseosa. El compuesto muestra fuertes propiedades oxidantes y sirve como reactivo versátil en química orgánica del selenio.

Los compuestos halogenados abarcan estados de oxidación desde +2 hasta +6, siendo particularmente significativos el tetrafluoruro de selenio (SeF₄) y el hexafluoruro de selenio (SeF₆). El SeF₄ adopta geometría piramidal cuadrada debido al par solitario, mientras que el SeF₆ exhibe estructura octaédrica regular. Estos compuestos demuestran alta reactividad hacia la humedad y actúan como agentes fluorinantes en aplicaciones sintéticas especializadas.

Los compuestos ternarios incluyen seleniatos, selenitos y calcógenos complejos con relevancia tecnológica. El seleniato de sodio (Na₂SeO₄) y el selenito de sodio (Na₂SeO₃) sirven como fuentes de selenio en química analítica y síntesis de materiales. Seleniuros complejos como Cu₂Se y Ag₂Se demuestran conductividad superiónica a temperaturas elevadas, encontrando aplicaciones en dispositivos electroquímicos de estado sólido.

Química de Coordinación y Compuestos Organometálicos

La química de coordinación del selenio abarca diversos entornos de ligandos donde el selenio actúa tanto como átomo central como especie coordinante. Como ligando, el selenio típicamente ocupa posiciones de donantes blandos en complejos con metales de transición tardíos, formando enlaces estables mediante interacciones de donación σ y retrodonación π. Los complejos de seleniuro demuestran mayor covalencia comparados con análogos sulfurados, resultando en mayor estabilidad termodinámica y propiedades electrónicas modificadas.

Las geometrías de coordinación alrededor de centros de selenio reflejan su configuración electrónica y requisitos de ligandos. Los compuestos de selenio(IV) comúnmente adoptan arreglos piramidales cuadrados u octaédricos, mientras que las especies de selenio(VI) prefieren coordinación tetraédrica. Compuestos de valencia mixta con múltiples estados de oxidación exhiben estructuras electrónicas complejas con potencial para propiedades magnéticas y ópticas inusuales.

La química organoselénica representa un campo en rápido crecimiento que abarca selenoéteres, selenoésteres, selenoamidas y catalizadores organoselénicos. El diseleniuro de difenilo (Ph₂Se₂) sirve como reactivo versátil para incorporar selenio en estructuras orgánicas, mientras que la selenocisteína actúa como el 21º aminoácido en ciertos sistemas biológicos. Los compuestos organoselénicos demuestran patrones de reactividad únicos, incluyendo formación/cleavage sencillo del enlace Se-Se y comportamiento redox activo.

Los heterociclos que contienen selenio incluyen selenofenos, selenazoles y benzoselenofenos, los cuales exhiben propiedades electrónicas distintas de análogos con azufre y oxígeno. Estos compuestos encuentran aplicaciones en electrónica orgánica, química farmacéutica y ciencia de materiales donde las propiedades únicas del selenio mejoran la funcionalidad molecular. Los sistemas cíclicos que contienen selenio típicamente demuestran aromaticidad reducida comparada con análogos tiophénicos, pero mayor polarizabilidad y características de transferencia de carga.

Abundancia Natural y Análisis Isotópico

Distribución Geoquímica y Abundancia

El selenio exhibe una abundancia en la corteza terrestre de aproximadamente 0.05 mg/kg (50 ppb), ubicándose en el lugar 69 entre elementos en distribución terrestre. Esta baja abundancia refleja su carácter calcófilo y tendencia a concentrarse en ambientes ricos en sulfuros en lugar de matrices silicatadas que componen la mayor parte de la corteza. Su comportamiento geoquímico paralela estrechamente al del azufre, conduciendo a su coexistencia en depósitos de sulfuros y emisiones volcánicas.

Las concentraciones primarias de selenio ocurren en ambientes sedimentarios donde condiciones reductoras promueven formación y acumulación de seleniuros. Las formaciones de pizarra típicamente contienen 0.5-2.0 mg/kg de selenio, mientras que depósitos de carbón varían entre 0.2-10 mg/kg dependiendo de la fuente geológica y condiciones de formación. Los depósitos de roca fosfórica ocasionalmente contienen niveles elevados de selenio (10-300 mg/kg) mediante procesos de concentración biogénica.

La distribución del selenio en rocas ígneas se correlaciona inversamente con el contenido de sílice, con rocas máficas y ultramáficas conteniendo concentraciones más altas (0.1-0.2 mg/kg) comparadas con composiciones félsicas (0.01-0.05 mg/kg). Este patrón refleja la afinidad del selenio por fases sulfúricas que se particionan preferencialmente en magmas básicos durante procesos de diferenciación.

Los ambientes hidrotermales concentran selenio mediante transporte y precipitación de fluidos, creando depósitos económicamente viables asociados a mineralización de sulfuros de metales base. Las principales regiones productoras incluyen la península de Keweenaw (Michigan), el distrito Mansfeld (Alemania), y ambientes volcánicos en Japón y Filipinas donde los minerales seleniuros alcanzan concentraciones significativas.

Los sistemas marinos mantienen concentraciones disueltas de selenio de aproximadamente 0.15 μg/L, principalmente como seleniato (SeO₄²⁻) en aguas oxigenadas y selenito (SeO₃²⁻) en ambientes suboxigenados. La absorción biológica por organismos marinos crea enriquecimiento localizado, mientras que sedimentos reductores actúan como sumideros para el selenio mediante procesos bacterianos de reducción de sulfato que simultáneamente reducen especies seleniatos.

Propiedades Nucleares y Composición Isotópica

El selenio natural comprende cinco isótopos estables con números de masa 74, 76, 77, 78, 80 y 82, mostrando distintos patrones de abundancia y propiedades nucleares. El ⁸⁰Se representa el isótopo más abundante con 49.61% de abundancia natural, seguido por ⁷⁸Se (23.77%), ⁷⁶Se (9.37%), ⁸²Se (8.73%), ⁷⁷Se (7.63%) y ⁷⁴Se (0.89%). Estas abundancias resultan de procesos de nucleosíntesis estelar, particularmente captura de neutrones tipo s en estrellas de la rama gigante asintótica.

Los estados de espín nuclear varían entre isótopos de selenio, con ⁷⁷Se exhibiendo espín nuclear I = 1/2 y momento magnético μ = +0.535 magnetones nucleares, haciéndolo adecuado para aplicaciones en espectroscopía RMN. El ⁷⁹Se (isótopo artificial) posee I = 1/2 con momento magnético aumentado, actuando como sonda en estudios estructurales de selenoproteínas y compuestos organoselénicos. Los isótopos de masa par exhiben espín nuclear cero, simplificando análisis espectroscópicos en caracterización de compuestos.

Varios isótopos de selenio experimentan decaimiento radiactivo con vidas medias que abarcan desde minutos hasta millones de años. El ⁷⁵Se (t₁/₂ = 119.8 días) experimenta captura electrónica para producir ⁷⁵As, encontrando aplicaciones en imágenes médicas y terapia radiactiva. El ⁸¹Se (t₁/₂ = 18.5 minutos) representa el isótopo artificial más comúnmente producido para investigación, decaendo mediante emisión β⁻ a ⁸¹Br estable.

Las secciones eficaces para absorción de neutrones varían significativamente entre isótopos de selenio, con secciones eficaces de captura de neutrones térmicos que van desde 11.7 barnes (⁷⁴Se) hasta 42 barnes (⁷⁶Se). Estos valores influyen en cálculos de física de reactores y estrategias de producción isotópica para aplicaciones especializadas. Mediciones de integrales de resonancia proporcionan datos nucleares adicionales esenciales para cálculos de transporte de neutrones en entornos de reactores de investigación.

Los estudios de decaimiento doble beta utilizan ⁸²Se como núcleo candidato para investigación de decaimiento doble beta sin neutrinos, potencialmente proporcionando información sobre la masa de los neutrinos y conservación del número leptónico. Experimentos actuales alcanzan sensibilidades suficientes para limitar modelos teóricos, mientras que tecnologías de detectores mejoradas prometen mayor precisión en mediciones fundamentales de física.

Producción Industrial y Aplicaciones Tecnológicas

Métodos de Extracción y Purificación

La producción industrial de selenio depende principalmente del recobro durante procesos de refinería electrolítica del cobre, donde el selenio se acumula en lodos anódicos durante operaciones de electroobtención. Estos lodos típicamente contienen 3-25% de selenio junto con metales preciosos e impurezas, requiriendo técnicas sofisticadas de separación para alcanzar niveles comerciales de pureza superiores al 99.5%.

El proceso de extracción comienza con la tostación de lodos anódicos a temperaturas de 500-600°C en presencia de carbonato de sodio y atmósfera oxidante, convirtiendo el selenio a selenito de sodio (Na₂SeO₃) soluble en agua. La lixiviación con agua seguida de precipitación selectiva elimina cobre, plomo y otros metales base, manteniendo el selenio en solución para etapas posteriores de recuperación.

La purificación emplea la reducción de soluciones de selenito con gas dióxido de azufre a pH 1-2, precipitando selenio elemental según la reacción: H₂SeO₃ + 2SO₂ + H₂O → Se + 2H₂SO₄. Este proceso logra recobro de selenio del 95-98% con alta pureza, aunque se requiere refinamiento adicional para eliminar trazas de azufre, arsénico y teluro.

La purificación final utiliza técnicas de destilación que explotan la volatilidad del selenio a temperaturas moderadas (punto de ebullición 685°C). La destilación al vacío a baja presión permite separación a temperaturas menores, minimizando descomposición térmica y logrando grados de pureza ultralta requeridos para aplicaciones semiconductoras. Métodos alternativos incluyen refinación zonal y transporte químico de vapor para aplicaciones especializadas que requieren niveles extremos de pureza.

La producción global de selenio promedia 2,000-2,500 toneladas métricas anualmente, con principales países productores incluyendo Japón, Bélgica, Rusia y Estados Unidos. La capacidad productiva permanece estrechamente ligada a operaciones de refinería de cobre, creando restricciones de suministro durante periodos de reducción en producción de cobre. La volatilidad de precios refleja tanto limitaciones de suministro como creciente demanda desde aplicaciones tecnológicas emergentes.

Aplicaciones Tecnológicas y Perspectivas Futuras

Las propiedades fotoconductivas únicas del selenio establecieron sus primeras aplicaciones tecnológicas en fotoceldas, máquinas xerográficas y dispositivos rectificadores. La xerografía moderna continúa utilizando películas de selenio amorfo por sus superiores características de retención de carga y fotoconductividad, aunque los fotoconductores orgánicos compiten cada vez más en ciertos segmentos del mercado.

La tecnología de semiconductores emplea selenio en aplicaciones especializadas donde su banda prohibida intermedia (1.74 eV) proporciona propiedades electrónicas óptimas. Películas delgadas basadas en selenio se utilizan en celdas fotovoltaicas, especialmente en paneles solares de seleniuro de cobre, indio y galio (CIGS) que alcanzan eficiencias de conversión de energía superiores al 23%. El semiconductor compuesto CuInSe₂ exhibe características de banda prohibida directa ideales para conversión eficiente de energía solar.

La fabricación de vidrio utiliza selenio para decoloración y aplicaciones de coloración rojo rubí. Las adiciones de selenio neutralizan la coloración verde inducida por hierro en vidrio claro, mientras que concentraciones controladas producen vidrios rojo rubí valorados en aplicaciones artísticas y decorativas. Las formulaciones de vidrio óptico incorporan selenio para alcanzar características específicas de índice de refracción y dispersión.

Aplicaciones emergentes incluyen síntesis de puntos cuánticos donde nanopartículas de selenio demuestran propiedades ópticas dependientes del tamaño valiosas en tecnologías de visualización e imágenes biológicas. Los puntos cuánticos CdSe exhiben longitudes de onda de emisión ajustables a través del espectro visible, habilitando tecnologías de visualización avanzadas con mejorada reproducción de color y eficiencia energética.

La investigación en materiales avanzados explora compuestos basados en selenio para aplicaciones termoeléctricas, donde la combinación de propiedades semiconductoras y características térmicas favorables permite recuperación eficiente de calor residual. El seleniuro de bismuto (Bi₂Se₃) y compuestos relacionados demuestran prometedoras figuras de mérito termoeléctrico para generación y refrigeración de energía.

Las perspectivas futuras tecnológicas abarcan dispositivos spintrónicos, cristales fotónicos avanzados y arquitecturas de celdas solares de nueva generación. La combinación única de propiedades semiconductoras, fotoconductividad y versatilidad química posiciona al selenio favorablemente para tecnologías emergentes que requieren control preciso de características electrónicas y ópticas.

Desarrollo Histórico y Descubrimiento

El descubrimiento del selenio representa un momento crucial en la química analítica del siglo XIX, ilustrando el enfoque sistemático que caracterizó al método científico de esta era. En 1817, Jöns Jacob Berzelius, trabajando en el Instituto Karolinska en Estocolmo, encontró un residuo inesperado mientras analizaba producción de ácido sulfúrico en la fábrica Gripsholm. El residuo, inicialmente descartado como contaminación de teluro, exhibía propiedades que no podían explicarse con el conocimiento químico existente.

La investigación metódica de Berzelius reveló diferencias fundamentales entre esta nueva sustancia y el teluro, especialmente en coloración de llama, características de volatilidad y patrones de reactividad química. La comparación sistemática condujo al reconocimiento de un elemento previamente desconocido, al cual Berzelius nombró selenio desde la palabra griega "selene" (luna), reconociendo su confusión inicial con el teluro (nombrado desde el latín "tellus" para tierra). Este descubrimiento demostró el poder de la química analítica cuidadosa en revelar nuevos elementos mediante investigación sistemática de procesos industriales.

La caracterización química temprana durante los años 1820-1840 estableció las propiedades básicas del selenio, incluyendo sus múltiples formas alotrópicas y estados de oxidación variables. Los químicos reconocieron la posición del selenio en lo que posteriormente se convertiría en el grupo de los calcógenos, notando similitudes con azufre y teluro mientras identificaban características únicas que lo distinguían de elementos vecinos. El desarrollo de métodos analíticos sistemáticos permitió determinar cuantitativamente su peso atómico y proporciones químicas de combinación.

El siglo XIX tardío presenció el reconocimiento de las propiedades fotoconductivas del selenio, comenzando con la observación de Willoughby Smith en 1873 de conductividad eléctrica dependiente de luz en resistencias de selenio utilizadas para pruebas de cable submarino. Este descubrimiento lanzó una extensa investigación en fenómenos fotoeléctricos, estableciendo al selenio como el primer material fotoconductivo práctico y sentando las bases para la tecnología optoelectrónica moderna.

Las aplicaciones industriales surgieron en las primeras décadas del siglo XX con el desarrollo de rectificadores de selenio para conversión de energía eléctrica y celdas fotoeléctricas para medición y control de luz. La invención de la copia xerográfica por Chester Carlson en 1938 dependió fundamentalmente de las propiedades fotoconductivas del selenio, creando una importante aplicación comercial que persistió durante décadas. La Segunda Guerra Mundial aceleró la investigación del selenio para aplicaciones electrónicas militares, especialmente en radar y sistemas de comunicación que requerían componentes semiconductores confiables.

La química moderna del selenio se desarrolló junto con avances en física del estado sólido y ciencia de materiales en el periodo post-guerra. Técnicas sofisticadas de caracterización revelaron comprensión detallada de estructura electrónica, química cristalina y propiedades superficiales que permitieron diseño racional de materiales basados en selenio para aplicaciones específicas. La investigación contemporánea continúa expandiendo la química del selenio hacia nanotecnología, biotecnología y ciencia de materiales avanzados, manteniendo su relevancia en desarrollo tecnológico de vanguardia.

Conclusión

El selenio ocupa una posición única en la tabla periódica que puentea el comportamiento no metálico y semiconductor, mostrando propiedades que han mantenido su relevancia tecnológica desde los primeros dispositivos fotoeléctricos hasta aplicaciones contemporáneas en nanotecnología. Su configuración electrónica [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴ establece la base para sus propiedades fotoconductivas distintivas, estados de oxidación variables y capacidades de formación de compuestos diversos que lo distinguen de otros miembros de la familia de los calcógenos.

La relevancia industrial proviene del papel insustituible del selenio en tecnología xerográfica, fabricación especializada de vidrio y aplicaciones fotovoltaicas emergentes donde su combinación única de propiedades electrónicas y ópticas no puede reemplazarse fácilmente. Su abundancia moderada y metodologías establecidas de extracción aseguran disponibilidad continua para aplicaciones tecnológicas, mientras investigación en curso expande el conocimiento de la química del selenio en puntos cuánticos, semiconductores avanzados y aplicaciones en ciencia de materiales.

Las direcciones futuras de investigación abarcan aplicaciones spintrónicas, materiales termoeléctricos avanzados y arquitecturas de celdas solares de nueva generación donde las propiedades del selenio podrían habilitar tecnologías innovadoras. La versatilidad del elemento para formar compuestos estables a través de múltiples estados de oxidación, combinada con sus propiedades nucleares favorables para estudios isotópicos, posiciona al selenio como sujeto continuo de investigación fundamental y aplicada en química, física y ciencia de materiales.