Полезные свойства кремний


вред и польза элемента, его значение для здоровья

Для поддержания здоровья необходимы витамины и полезные микроэлементы. Самый распространенный и важный после кислорода — кремний. Для организма человека он нужен, так как участвует в метаболических процессах. Проблемы возникают как при его недостатке, так и при избытке. Важно знать, в каких продуктах питания и лекарственных препаратах содержится достаточно кремния.

Состав элемента

При упоминании кремния многие вспоминают керамические изделия, компьютерные чипы и силиконы. А на самом деле это неметаллический кристалл, который плавится при температуре 1414 градусов.

Впервые чистый кремний был выделен шведским ученым-химиком Я. Берцелиусом в 1824 году. На планете Земля этот элемент считается вторым по распространенности после кислорода, а во Вселенной он занимает седьмое место. Земная кора состоит из кремния на 25%, но чаще его можно встретить в виде силикатов или кремнезема (оксида).

Этот элемент необходим растениям для роста стебля. У бамбука, злаковых культур, хвощей и диатомовых водорослей содержание кремния значительное.

Необходим он животным и человеку, особенно детям, у которых организм только развивается, и людям после перенесения тяжелых заболеваний или операций.

Значение кремния в организме человека Академик Б В Городиский


Watch this video on YouTube

Польза для организма

До 19 века кремний считали неактивным элементом, который не принимает участия в процессах, протекающих в организме. Но оказалось, что он необходим для метаболизма. Вещество сконцентрировано в органах, которые состоят из соединительных тканей:

  • кожные покровы;
  • аорта;
  • трахеи;
  • кости.

Больше всего элемент содержат кожа, волосы и ногти. Они же страдают первыми при его недостатке или избытке. Медикам удалось обнаружить элемент в почках, селезенке, легких и печени. Кремниевая кислота может накапливаться в крови, а ее нехватка снижает уровень коллагена в хрящах. Она содержится в здоровых тканях, но ее недостает больным раком, а также пожилым людям.

Элемент играет важную роль для человеческого организма. Основные его свойства:

  • образование коллагена;
  • придание прочности суставам;
  • минерализация костей;
  • повышение амортизирующих способностей хрящей;
  • облегчение симптомов менопаузы у женщин.

Суточная норма потребления элемента составляет 5−10 мг. Но не все пищевое вещество усваивается организмом, поэтому лучше превышать эту дозу. Особенно это касается регионов, где почвы бедные.

Как и кальций, кремний влияет на организм человека положительно. Он отвечает за оборот магния и калия, ускоряет рост и минерализацию костей. Элемент укрепляет кровеносные сосуды, позволяет организму быстрее усваивать более 70 полезных веществ и солей. А также он удаляет токсичные тяжелые металлы и выводит лишний цинк.

Полезен кремний для человека и тем, что делает соединительную ткань более эластичной, укрепляет десны и зубную эмаль, предотвращает образование тромбов и снижает риск заболевания атеросклерозом.

Элемент улучшает пищеварение благодаря восстановлению слизистой оболочки желудка. Он укрепляет кожу, а она не позволяет бактериям и вирусам проникнуть в организм. Минерал нейтрализует кислотность, которая снижает иммунитет. Вещество ускоряет регенерацию тканей при ожогах и порезах.

Крепкие кости! Кремний или кальций? Как восполнить недостаток кремния в организме


Watch this video on YouTube

Кремний полезен для волос и ногтей. Он делает их более крепкими и блестящими, предотвращает появление морщин на коже, так как повышает ее эластичность. Диоксид кремния выводит из организма токсины, восстанавливает слизистую оболочку органов дыхания. Это снижает риск развития заболеваний дыхательных путей, пищеварительной и выделительной системы.

Продукты и препараты

Кремний — основной связующий элемент, который оказывает влияние на метаболизм других полезных веществ. Почти 70% минералов не могут усвоиться, если он отсутствует или его не хватает в организме.

Большинство растений получают минерал из плодородного чернозема или специальных удобрений. Такие культуры нужно включить в рацион. В организме его растворяет желудочная кислота.

Кремний содержится во многих продуктах:

  • ячневая крупа;
  • фасоль, горох, чечевица;
  • кукуруза, рис;
  • пшеничная мука, пшено и овсянка;
  • топинамбур;
  • редис, шпинат;
  • бананы;
  • изюм;
  • брусника.

Кислотность желудка с возрастом снижается, поэтому употребление такой пищи не восполняет потребность организма в кремнии. Пожилым людям приходится принимать специальные препараты, которые улучшают пищеварение.

В аптеках минерал продается в виде таблеток и растворов. Но это не чистый элемент, а его двуокись. Самые распространенные лекарства и добавки:

  • Солгар;
  • Кремний активный;
  • Флорасил;
  • Полисорб;
  • вода Сулинка;
  • Силицея 6.

В Солгаре кремнезем, полученный из водорослей, смешан с кальцием. Эти капсулы нужно принимать дважды в день перед едой для укрепления костной ткани. Кремний активный обогащен многими витаминами, которые необходимы для повышения эластичности суставов и хрящей. Он также улучшает состояние волос, зубной эмали и ногтей.

Флорасил нужен для поддержания эластичности кожи. Минерал для этого препарата добыли из хвоща. Применение Полисорба позволяет вывести из организма токсины. Он избавляет внутренние органы от аллергенов, солей тяжелых металлов, билирубина. А также его принимают, чтобы избавиться от жировой прослойки.

Вода Сулинка стабилизирует уровень холестерина и сахара в крови, укрепляет иммунитет. А Силицею 6 готовят на основе кремниевой кислоты. Ее принимают при сильных головных болях, астме, хроническом бронхите и других заболеваниях дыхательных путей. Препарат восстанавливает поврежденные волосы и ногти, устраняет проблемы желудочно-кишечного тракта.

Возможный вред

Большинство людей пугает наличие диоксида кремния в составе продуктов и лекарственных препаратов. На самом деле этот элемент содержится во многих растениях и воде. В человеческом организме он не задерживается, его быстро выводит выделительная система.

Организации по контролю за качеством продуктов питания изучали кремний. Оказалось, что такая добавка безопасна для здоровья. Но ее бездумное применение может причинить вред организму.

Возможны побочные эффекты при передозировке:

  • образование камней в почках;
  • появление заболеваний кровеносных сосудов;
  • повышение уровня сахара;
  • учащение мочеиспускания.

Если долго принимать препараты, содержащие кремний, могут возникнуть проблемы с почками. В них образуются камни, из-за которых человек ощущает боль при мочеиспускании. Мозг человека окружен особым барьером, не позволяющим проникнуть к нему вредным веществам. Под воздействием минерала этот защитный слой может разрушаться. Из-за этого возникают проблемы с кровеносными сосудами — васкулит, образование тромбов. А также могут проявляться заболевания суставов, снижение иммунитета.

Большинство препаратов с диоксидом кремния оказывают мочегонный эффект на организм. Человек страдает не только от обезвоживания, но и от хрупкости костей из-за вымывания кальция. А у диабетиков может резко понижаться уровень сахара в крови.

Кремний усиливает действие других лекарственных препаратов. Перед применением разных средств лучше проконсультироваться с врачом. Но нельзя одновременно принимать кремний с диуретиками или добавками хрома.

Переизбыток и недостаток кремния

Дефицит кремния возникает из-за того, что человек не питается продуктами, богатыми этим элементом. А также он быстрее выходит из организма при алкогольной зависимости, нервной анорексии.

Последствия недостатка вещества:

  • ломкие волосы, зубы и ногти;
  • тонкая кожа;
  • частые переломы;
  • частая усталость;
  • резкие смены настроения;
  • разрывы связок и сухожилий.

Если в организме не хватает кремния, кожа становится сухой и тонкой. Она не получает достаточно питания, из-за этого страдают волосяные луковицы и ногти. Волоски становятся тонкими и ломкими. Проблемы возникают и с зубами — они крошатся, трескаются, а десны кровоточат.

Организм, который не получает достаточно кремния, очень хрупкий. У такого человека часто ломаются кости или разрываются связки, раны затягиваются дольше. Костная структура у детей и подростков, которым не хватает минерала, развивается неправильно. Человек страдает от усталости, головных болей. Ухудшается состояние нервной системы. Из-за этого настроение постоянно меняется, пропадает аппетит, обостряются приступы агрессии.

Иногда возникает переизбыток кремния в организме. Это тоже приводит к негативным последствиям. Количество вещества превышается из-за неправильного кремниевого обмена, при злоупотреблении препаратов с его содержанием, а также при работе на вредном производстве.

Если человеку необходимо принимать лекарства, он должен соблюдать указанную на упаковке или установленную доктором норму. При ее повышении количество элемента в организме вырастет. Увеличится оно и в том случае, если работа связана производством химических веществ. Элемент попадает в организм через дыхательные пути. Лучше во время работы надевать респиратор.

Последствия переизбытка кремния:

  • мочекаменное заболевание;
  • повышенная раздражительность;
  • выпадение волос;
  • легочная недостаточность;
  • онкология пищеварительных органов.

Как и от недостатка, так и от переизбытка элемента ухудшается состояние волос, ногтей и зубов. А также человек может страдать от упадка сил, пониженного настроения, депрессии. Иногда на теле без причины появляются синяки, а также возникают раковые опухоли в желудке и кишечнике, легких. Еще один результат повышенного содержания кремния в организме — остеопороз.

БЕЗ НЕГО ЖИЗНИ НЕТ. Второй по важности элемент после кислорода


Watch this video on YouTube

Лечебная вода

Многие верят, что молитвы и заговоры могут структурировать воду, сделать ее лечебной. На самом деле большое значение имеет содержание в жидкости кремния. Элемент за несколько минут выделяет в воду особое вещество, которое превращает ее в целебную.

Кремний обеззараживает и очищает жидкость, придает ей вкус ключевой. Пить ее нужно прохладной, кипятить нельзя. Вода подходит для людей с любыми заболеваниями, так как элемент позволяет укрепить иммунитет и справиться с разными патологиями.

Приготовить лечебный напиток можно в домашних условиях. Кремний для рецепта лучше приобрести в специальных магазинах. Не стоит подбирать его на лесных полянах или в долинах рек, он может быть загрязнен химикатами. Иногда встречаются смешанные с другими элементами породы.

Предпочтительнее купить черный или серый камень небольшого размера. Его вымывают под проточной водой и помещают на дно стеклянной банки. На каждые 10 г кремния нужно налить в емкость 1 л воды. Банку оставляют в темном месте на трое суток. Все это время ее нельзя трогать или передвигать. Затем жидкость переливают в другой сосуд, а камни можно вымыть и использовать снова.

В лечебной воде меняется структура молекул. Именно поэтому она может оказывать благотворное влияние на организм. Принимать такую жидкость нужно при некоторых проблемах:

  • дисфункции почек;
  • анемии;
  • простудных заболеваниях;
  • кожных воспалениях;
  • гипертонии.

Полезно пить целебную воду беременным, так как их организм изнашивается — начинают выпадать волосы, слоятся ногти, крошатся зубы. Младенцам лучше ее не давать, но можно протирать жидкостью кожу, чтобы на ней не образовывались воспаления. А также она полезна при нарушенной работе пищеварительной системы, закупорке кровеносных сосудов, отитах, упадке сил.

Недостаток или избыток кремния приведет к дисбалансу всех веществ в организме. Это может привести к серьезным проблемам со здоровьем. Возникнут трудности с пищеварительной, кровеносной, нервной и выделительной системой, внешним видом. Влияет элемент и на эмоциональный фон. Нехватка кремния приводит к стрессам и нервным срывам, депрессиям и упадку сил.

Кремний - польза или вред для организма? Почему Кремний важен для организма?


Watch this video on YouTubeКремний

| Свойства, использование, символ и факты

Кремний (Si) , неметаллический химический элемент семейства углерода (группа 14 [IVa] периодической таблицы). Кремний составляет 27,7% земной коры; это второй по распространенности элемент в коре, уступающий только кислороду.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Британская викторина

118 Названия и символы из таблицы Менделеева

Nh

Название кремний происходит от латинского слова silx или silicis , что означает «кремень» или «твердый камень».Аморфный элементарный кремний был впервые выделен и описан как элемент в 1824 году шведским химиком Йенсом Якобом Берцелиусом. Загрязненный кремний был получен уже в 1811 году. Кристаллический элементарный кремний не был получен до 1854 года, когда он был получен как продукт электролиза. Однако в форме горного хрусталя кремний был знаком египтянам додинастического периода, которые использовали его для изготовления бус и небольших ваз; ранним китайцам; и, вероятно, многим другим древним. Изготовлением стекла, содержащего кремнезем, занимались как египтяне - по крайней мере, еще в 1500 г. до н. Э. - так и финикийцы.Конечно, многие из встречающихся в природе соединений, называемых силикатами, использовались в различных видах строительного раствора для строительства жилищ древними людьми.

Свойства элемента
атомный номер 14
атомный вес 28.086
точка плавления 1410 ° C (2570 ° F)
точка кипения 2355 ° C (4270 ° F)
плотность 2.33 г / см 3
степень окисления −4, (+2), +4
электронная конфигурация 1 с 2 2 с 2 2 p 6 3 с 2 3 p 2

Возникновение и распространение

По весу содержание кремния в земной коре превышает только кислород. Оценки космического содержания других элементов часто приводятся в терминах числа их атомов на 10 6 атомов кремния.Только водород, гелий, кислород, неон, азот и углерод превосходят кремний по количеству в космосе. Кремний считается космическим продуктом поглощения альфа-частиц при температуре около 10 9 К ядрами углерода-12, кислорода-16 и неона-20. Энергия, связывающая частицы, образующие ядро ​​кремния, составляет около 8,4 миллиона электрон-вольт (МэВ) на нуклон (протон или нейтрон). По сравнению с максимумом около 8,7 миллионов электрон-вольт для ядра железа, почти вдвое более массивного, чем у кремния, эта цифра указывает на относительную стабильность ядра кремния.

Чистый кремний слишком реакционноспособен, чтобы его можно было найти в природе, но он содержится практически во всех породах, а также в песках, глинах и почвах в сочетании либо с кислородом в виде кремнезема (SiO 2 , диоксид кремния), либо с кислородом и другие элементы (например, алюминий, магний, кальций, натрий, калий или железо) в виде силикатов. Окисленная форма, такая как диоксид кремния и особенно силикаты, также обычна в земной коре и является важным компонентом мантии Земли. Его соединения также встречаются во всех природных водах, в атмосфере (в виде кремнистой пыли), во многих растениях, а также в скелетах, тканях и жидкостях тела некоторых животных.

Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня

В составе соединений диоксид кремния встречается как в кристаллических минералах (например, кварц, кристобалит, тридимит), так и в аморфных или кажущихся аморфными минералах (например, агат, опал, халцедон) на всех участках суши. Природные силикаты характеризуются своим обилием, широким распространением, сложностью структуры и состава. Большинство элементов следующих групп периодической таблицы содержится в силикатных минералах: группы 1–6, 13 и 17 (I – IIIa, IIIb – VIb, VIIa).Эти элементы называют литофильными или любящими камни. Важные силикатные минералы включают глины, полевой шпат, оливин, пироксен, амфиболы, слюды и цеолиты.

Свойства элемента

Элементарный кремний производят в промышленных масштабах путем восстановления диоксида кремния (SiO 2 ) с помощью кокса в электрической печи, а затем очищают нечистый продукт. В небольших масштабах кремний можно получить из оксида восстановлением алюминием. Практически чистый кремний получают восстановлением тетрахлорида кремния или трихлорсилана.Для использования в электронных устройствах монокристаллы выращивают путем медленного извлечения затравочных кристаллов из расплавленного кремния.

Чистый кремний - твердое темно-серое твердое вещество с металлическим блеском и октаэдрической кристаллической структурой, такой же, как у алмазной формы углерода, с которой кремний проявляет много химического и физического сходства. Пониженная энергия связи в кристаллическом кремнии делает этот элемент более мягким и химически более активным, чем алмаз. Была описана коричневая порошкообразная аморфная форма кремния, которая также имеет микрокристаллическую структуру.

Поскольку кремний образует цепи, подобные тем, которые образованы углеродом, кремний был изучен как возможный основной элемент для кремниевых организмов. Однако ограниченное количество атомов кремния, которые могут катенировать, значительно сокращает количество и разнообразие соединений кремния по сравнению с соединениями углерода. Окислительно-восстановительные реакции не являются обратимыми при обычных температурах. В водных системах стабильны только степени окисления кремния 0 и +4.

Кремний, как и углерод, относительно неактивен при обычных температурах; но при нагревании он активно реагирует с галогенами (фтором, хлором, бромом и йодом) с образованием галогенидов и с некоторыми металлами с образованием силицидов.Как и в случае с углеродом, связи в элементарном кремнии достаточно сильны, чтобы требовать больших энергий для активации или ускорения реакции в кислой среде, поэтому на него не действуют кислоты, за исключением фтористоводородной. При нагревании красным светом кремний подвергается воздействию водяного пара или кислорода, образуя поверхностный слой диоксида кремния. Когда кремний и углерод объединяются при температурах электропечи (2 000–2 600 ° C [3 600–4 700 ° F]), они образуют карбид кремния (карборунд, SiC), который является важным абразивом. С водородом кремний образует серию гидридов, силанов.В сочетании с углеводородными группами кремний образует серию органических соединений кремния.

Известны три стабильных изотопа кремния: кремний-28, который составляет 92,21% элемента в природе; кремний-29 4,70%; и кремний-30 3,09%. Известно пять радиоактивных изотопов.

Элементарный кремний и большинство кремнийсодержащих соединений не токсичны. Действительно, ткани человека часто содержат от 6 до 90 миллиграммов кремнезема (SiO 2 ) на 100 граммов сухого веса, и многие растения и низшие формы жизни усваивают кремнезем и используют его в своих структурах.Однако вдыхание пыли, содержащей альфа-SiO 2 , вызывает серьезное заболевание легких, называемое силикозом, которое часто встречается у шахтеров, камнерезов и керамистов, если не используются защитные устройства.

.

Фактов о кремнии, Символ, Открытие, Свойства, Обычное использование

Что такое кремний

Кремний (произношение SIL-ee-ken [2] ), представленный химическим символом или формулой Si [1] , является полупроводником [20] , принадлежащим к семейству углерода [23] . Может быть двух типов: аморфный порошок и твердый кристаллический вид. Встречающийся в природе Si представляет собой смесь трех стабильных изотопов с массовыми числами 28, 29 и 30 [1, 3] .Он не реагирует с воздухом при нагревании до 900 o C, так как очень тонкая пленка диоксида кремния на его поверхности предотвращает его дальнейшее окисление и делает его инертным по отношению к воде. Он реагирует с азотом и кислородом выше 1400 o C. Он также реагирует с кислотами и галогенами [5] .

Кремний символ

Где это находится

Металлоид - второй по численности элемент Земли, составляющий 27,7% ее коры по массе. Обычно в природе встречается в виде оксида и силикатов [1] .Кремнезем (диоксид кремния) добывается в виде отложений песка и залежей или прожилок, поскольку элемент редко встречается в несоединенном состоянии [17] . Другими примерами его оксидов являются аметист, опал, агат и т.д., а его силикатные формы - полевой шпат, слюда, глина. Элемент серийно производится в электрических печах путем восстановления песка углеродом [1] . Его рафинирование или процесс очистки включает восстановление тетрахлорида кремния или трихлорсилана [34] . Поскольку на человеческом теле важно поддерживать здоровье костей и зубов, а также наращивать ногти, волосы и кожу, вы можете включить минерал в свой рацион в виде таких продуктов, как изюм, коричневый рис, стручковая фасоль и т. Д. [27] .

Кремниевое изображение

История

Происхождение названия: Название происходит от латинского «silx» или «silicis», что означает кремень, одна из его оксидов образует [1] .

Кто это открыл: Шведский химик Йенс Якоб Берцелиус [1, 2] .

Когда и где был обнаружен кремний: Он был обнаружен в 1824 году в Стокгольме, Швеция [1] .

Как это было обнаружено

Попытки восстановить диоксид кремния до его составляющих потерпели неудачу, в 1811 году французские химики Жозеф Гей Люссак и Луи Жак Тенар провели химическую реакцию тетрахлорида кремния с металлическим калием и получили кремний в очень нечистой форме.Однако настоящая заслуга в его открытии принадлежит Берцелиусу, который произвел кремний путем нагревания калия с фторосиликатом калия в 1824 году. Он удалил загрязнения силицидом калия, перемешивая продукт с водой, получив сравнительно чистый порошок кремния [1] .

Кремний

Идентификация кремния

Атомный номер 14 [1]
Номер CAS 7440-21-3 [1]
Позиция в таблице Менделеева Группа Период Блок
14 [1] 3 [1] п. [1]

Местоположение кремния в Периодической таблице

Свойства и характеристики кремния

Общая недвижимость

Атомная масса 28.085 атомных единиц массы [1]
Атомный вес 28.085 [1]
Массовое число 28 [15]
Молярная масса / молекулярная масса 28,085 г / моль [12]

Физические свойства

Цвет / внешний вид Серебристый [3]
Глянец Сине-серый металлик [1]
Текстура Жесткий [28]
Ковкость [6]
Пластичность [6]
Точка плавления / замерзания 1414 ° C, 2577 ° F [1]
Температура кипения 3265 ° C, 5909 ° F [1]
Плотность 2.3296 г см -3 [1]
Состояние вещества при комнатной температуре (нормальная фаза) Цельный [1]
Твердость (шкала Виккерса) 9630.1303 МПа [9]
Электропроводность 1000 См / м [7]
Теплопроводность 150 Вт / (м · К) [8]
Диэлектрическая постоянная / относительная диэлектрическая проницаемость 11.7 [18]
Удельная теплоемкость 0,7 Дж г -1o C -1 [18]
Удельное сопротивление 6,4 x 10 2 Ом-м [21]
Модуль Юнга 140-180 ГПа [26]
Прочность на разрыв 165-180 МПа [26]
Показатель преломления 3.9766 [38]

Химические свойства

Воспламеняемость Есть [10]
Степени окисления / ионный заряд +4, +2, -4 [2]

Атомные данные кремниевого элемента

Валентные электроны / валентность 4 [4]
Квантовые числа
- н 3 [4]
- 1 [4]
- м 0 [4]
- м с + ½ [4]
Электронная конфигурация (конфигурация благородного газа) [Ne] 3s 2 3p 2 [1]
Кристаллическая структура Алмаз [13]
Постоянная решетки 5.431 Å [18]
Атомная структура
- Количество электронов 14 [3]
- Количество нейтронов 14 [3]
- Количество протонов 14 [3]
Уровни энергии [3]
- Первый уровень энергии 2
- Второй уровень энергии 8
- Третий уровень энергии 4
Радиус атома
- Атомный радиус 2.10 Å [1]
- Ковалентный радиус 1,14 Å [1]
Электроотрицательность (шкала Полинга) 1,90 [1]
Сродство к электрону 134,068 кДж моль −1 [1]
Энергия ионизации

(кДжмоль -1 ) [1]

1-й 2-я 3-й 4-я 5-я 6-й 7-я
786.518 1577.134 3231,585 4355.523 16090.571 19805,55 23783,6

Кремниевая электронная конфигурация (модель Бора)

Кремниевая точечная структура Льюиса / электронно-точечная диаграмма

Кремний использует

  1. В электронных схемах полупроводник используется как проводник за счет легирования его примесями [11, 20]. Выпрямители с кремниевым управлением используются для переключения мощности в цепях постоянного и переменного тока высокого напряжения [14] .Он также используется в повседневной жизни, такой как транзисторы, диоды (включая фотодиоды), микрочипы, оптические модуляторы, матрицы, пластины, батареи, компьютерные микросхемы, гибридные кремниевые лазеры и кремниевый фотоумножитель, детектор излучения [17, 22, 32] .
  2. Аморфный кремний, его некристаллическая форма, используется в солнечных элементах и ​​панелях [16] .
  3. Большинство горных пород и гранита представляют собой сложные силикаты, используемые в проектах гражданского строительства [1] .
  4. Кремниевые добавки действуют как лекарства для лечения остеопороза, инсульта, сердечных заболеваний, выпадения волос и т. Д. [19] .
  5. В качестве удобрений в сельском хозяйстве [25] .
  6. Песок используется в производстве строительных материалов и стекла [1] . Еще один оксид кварца используется при производстве часов [40] .
  7. Для повышения твердости и прочности стали и в технологии упаковки полупроводников [31, 39] .
  8. Кремниевые нанопроволоки находят применение в фотонных устройствах [33] .Кремниевые оптические волокна более энергоэффективны, чем стандартные [35] .
  9. Процесс изготовления кремния на изоляторе ускоряет работу переключателя [37] .

Изображение кремния

Это опасно

Элемент необходим для жизни растений, но его применение в клетках животных сомнительно. Хотя сам по себе он не ядовит и не опасен, некоторые силикаты, такие как асбест, являются канцерогенными. У камнерезов, шахтеров и других рабочих, подвергающихся воздействию кремнистой пыли, вероятно, разовьется серьезное заболевание легких, известное как силикоз [1] .

Вещи из кремния

Интересные факты

  • Батареи с кремниево-кристаллическим графитом - отличная экологичная, более эффективная и дешевая альтернатива стандартным литий-ионным батареям [24] .
  • Кристалл
  • Si является анизотропным, что означает, что он проявляет разные свойства в разных направлениях по отношению к ориентации кристалла. Это делает его отличным инженерным материалом [29] .
  • Инновационная идея литий-ионных аккумуляторов с замененными анодами кремниевым покрытием или нанотрубками для увеличения срока службы проходит испытания [30] .
  • Кремний может способствовать развитию возобновляемой энергии, согласно последнему исследованию [36] .

Как выглядит кремний

Кремний (Si-элемент) Стоимость

Чистый элемент оценивается в 5,4 доллара за каждые 100 граммов, а оптом он стоит 0,14 доллара за такое же количество [3] .

Список литературы

  1. http://www.rsc.org/periodic-table/element/14/silicon
  2. https://education.jlab.org/itselemental/ele014.html
  3. https://www.chemicool.com/elements/silicon.html
  4. http://chemistry-reference.com/q_elements.asp?Symbol=Si
  5. https://www.webelements.com/silicon/chemistry.html
  6. https://periodictable09.wikispaces.com/Group+14
  7. http://periodictable.com/Properties/A/ElectricalConductivity.an.html
  8. http://periodictable.com/Properties/A/ThermalConductivity.an.html
  9. http://periodictable.com/Properties/A/VickersHardness.v.log.html # Silicon.VickersHardness.note
  10. http://www.elementalmatter.info/silicon-properties.htm
  11. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Solids/sili.html
  12. https://www.webqc.org/molecular-weight-of-Si.html
  13. https://www.webelements.com/silicon/crystal_structure.html
  14. https://www.radio-electronics.com/info/data/semicond/thyristor/thyristor.php
  15. http://www.elementalmatter.info/mass-numbers.htm
  16. http: //www.solar-facts-and-advice.ru / amorphous-Silicone.html
  17. http://www.mine-engineer.com/mining/mineral/silicon.htm
  18. http://www.ioffe.ru/SVA/NSM/Semicond/Si/basic.html
  19. https://www.medicinenet.com/silicon/supplements-vitamins.htm
  20. https://electronics.howstuffworks.com/diode1.htm
  21. https://www.radio-electronics.com/info/formulae/resistance/resistivity-table.php
  22. https://www.azosensors.com/article.aspx?ArticleID=865
  23. https://www.britannica.com/science/silicon
  24. http: // www.electric-bikes.com/betterbikes/silicon.html
  25. http://blog.agrivi.com/post/benefits-of-silicon-on-plant-growth
  26. https://www.azom.com/properties.aspx?ArticleID=599
  27. https://www.livestrong.com/article/170903-what-food-is-silicon-found-in/
  28. https://answers.yahoo.com/question/index?qid=20100120174641AAaMChS
  29. http://micromachine.stanford.edu/~hopcroft/Publications/Hopcroft_E_Si_v1p1.pdf
  30. https://www.techopedia.com/definition/30500/silicon-anode-battery
  31. https: // www.leonghuat.com/articles/elements.htm
  32. http://www.photonics.intec.ugent.be/download/pub_2704.pdf
  33. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn101076t
  34. http://www.madehow.com/Volume-6/Silicon.html
  35. https://www.osa.org/en-us/about_osa/newsroom/news_releases/2008/siliconopticalfiber/
  36. https://climatenewsnetwork.net/silicon-renewable-energy-revolution/
  37. http://www.bitsonchips.com/wp-content/uploads/2017/07/ref20.pdf
  38. https: // refractiveindex.info /? полка = main & book = Si & page = Aspnes
  39. https://anysilicon.com/semiconductor-packaging-history-trends/
  40. https://www.minerals.net/mineral/quartz.aspx
.

Кремний (Si) - химические свойства, воздействие на здоровье и окружающую среду



Кремний

Кремний - самый распространенный электроположительный элемент в земной коре. Это металлоид с заметным металлическим блеском и очень хрупкий. Обычно он четырехвалентен по своим соединениям, хотя иногда бывает двухвалентным, и по своему химическому поведению он является чисто электроположительным. Кроме того, также известны пентакоординированные и гексакоординированные соединения кремния.

Натуральный силикон содержит 92.2% изотопа 28, 4,7% кремния 29 и 3,1% кремния 30. Помимо этих стабильных природных изотопов известны различные радиационные искусственные изотопы. Элементный кремний имеет физические свойства металлоидов, подобных тем, что находится под ним в группе IV периодической таблицы, или германии. Кремний является внутренним полупроводником в чистом виде, хотя интенсивность его полупроводимости значительно увеличивается за счет введения небольших количеств примесей. Кремний похож на металлы по своим химическим свойствам.

Он почти такой же электроположительный, как олово, и гораздо более положительный, чем германий или свинец. В соответствии с этим металлическим характером он образует тетраположительные ионы и различные ковалентные соединения; он появляется как отрицательный ион только в некоторых силицидах и как положительный компонент оксикислот или комплексных анионов.

Он образует различные серии гидридов, различные галогениды (многие из которых содержат кремний-кремниевые связи) и многие серии соединений, содержащих кислород, которые могут иметь ионные или ковалентные свойства.

Приложения

Кремний является основным компонентом стекла, цемента, керамики, большинства полупроводниковых устройств и силиконов, причем последний - пластичное вещество, которое часто путают с кремнием. Кремний также является важным компонентом некоторых сталей и основным ингредиентом кирпича. Это тугоплавкий материал, используемый для изготовления эмалей и гончарных изделий.

Элементарный неочищенный кремний и его интерметаллические соединения используются в качестве интегралов сплава для обеспечения большей устойчивости к алюминию, магнию, меди и другим металлам.Металлургический кремний чистотой 98-99% используется в качестве сырья при производстве кремнийорганических и кремниевых смол, уплотнений и масел. Кремниевые чипы используются в интегральных схемах. В фотоэлементах для прямого преобразования солнечной энергии используются тонкие срезы простых кристаллов кремния электронного качества. Диоксид кремния используется в качестве сырья для производства элементарного кремния и карбида кремния. Для изготовления пьезоэлектрических стекол используются большие кристаллы кремния. Плавленые кварцевые пески превращаются в силиконовые стекла, которые используются в лабораториях и на химических предприятиях, а также в электроизоляторах.Коллоидная дисперсия кремния в воде используется как покрывающий агент и как ингредиент для некоторых эмалей.

Известно, что кремний образует соединения с 64 из 96 стабильных элементов и, возможно, образует силициды с другими 18 элементами. Помимо силицидов металлов, которые в больших количествах используются в металлургии, он образует важные обычно используемые соединения с водородом, углеродом, галогенами, азотом, кислородом и серой. Кроме того, много полезных кремнийорганических побочных продуктов.

Кремний в окружающей среде

Кремний содержится во многих формах диоксида и в бесчисленных вариациях по сравнению с природными силикатами.

Кремния гораздо больше, чем любого другого элемента, кроме кислорода. Он составляет 27,72% твердой земной коры, при этом кислород составляет 46,6%, а следующий элемент после кремния, алюминий, содержится в 8,13%.

В качестве источника кремния, производимого в промышленных масштабах, используется песок. Добывают несколько силикатных минералов, например тальк и слюда. Другие добываемые силикаты - это полевой шпат, нефенил, оливин, вермикулит, перлит, каолинит и т. Д. С другой стороны, существуют формы кремнезема, настолько редкие, что они желательны только по этой причине: опал из драгоценных камней, агат и горный хрусталь.

Кремний не концентрируется ни в одном конкретном органе тела, но обнаруживается в основном в соединительных тканях и коже. Кремний нетоксичен как элемент и во всех его природных формах, например, кремнезем и силикаты, которые являются наиболее распространенными.

Элементарный кремний - инертный материал, который, по-видимому, не обладает свойством вызывать фиброз в легочной ткани. Однако сообщалось о незначительных поражениях легких у лабораторных животных в результате интратрахеальных инъекций кремниевой пыли. Кремниевая пыль оказывает незначительное неблагоприятное воздействие на легкие и, по-видимому, не вызывает серьезных органических заболеваний или токсических эффектов, если уровень воздействия не превышает пределов воздействия.Кремний может вызывать хронические респираторные заболевания. Кристаллический кремнезем (диоксид кремния) представляет серьезную опасность для органов дыхания. Однако вероятность образования кристаллического кремнезема во время нормальной обработки очень мала. LD50 (перорально) - 3160 мг / кг. (LD50: Смертельная доза 50. Разовая доза вещества, вызывающая смерть 50% популяции животных от воздействия вещества любым путем, кроме ингаляции. Обычно выражается в миллиграммах или граммах вещества на килограмм веса животного.)

Кремний кристаллический при контакте вызывает раздражение кожи и глаз.Вдыхание вызывает раздражение легких и слизистой оболочки. Раздражение глаз вызовет слезотечение и покраснение. Покраснение, шелушение и зуд - признаки воспаления кожи.

Рак легких связан с профессиональным воздействием кристаллического кремнезема, особенно кварца и кристобалита. Отношения экспозиции ответ было сообщено в исследованиях шахтеров, диатомовые рабочих земными, гранитные рабочие, рабочие керамики, огнеупоров рабочих кирпича и других работников

Несколько эпидемиологических исследований выявили статистически значительное число случаев смерти или случаев иммунологических расстройств и аутоиммунный заболевания рабочих, подвергшихся воздействию кремнезема.Эти заболевания и расстройства включают склеродермию, ревматоидный артрит, системную красную волчанку и саркоидоз.

Недавние эпидемиологические исследования показали статистически значимую связь профессионального воздействия кристаллического кремнезема с почечными заболеваниями и субклиническими изменениями почек

Кристаллический кремнезем может влиять на иммунную систему, приводя к микобактериальным инфекциям (туберкулезным и нетуберкулезным) или грибковым заболеваниям, особенно у рабочих с силикозом

Профессиональное воздействие дышащего кристаллического кремнезема связано с бронхитом, хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) и эмфиземой.Некоторые эпидемиологические исследования показывают, что эти последствия для здоровья могут быть менее частыми или отсутствовать у некурящих.

О негативном воздействии на окружающую среду не сообщалось.

А теперь загляните на нашу страницу о кремнии и воде!

Источники периодической таблицы

Вернуться к периодической таблице элементов.

.

Кремний - Информация об элементе, свойства и использование

Кремний - один из самых полезных элементов для человечества. Большинство из них используется для изготовления сплавов, включая алюминий-кремний и феррокремний (железо-кремний). Они используются для изготовления динамо-машин и пластин трансформаторов, блоков двигателей, головок цилиндров и станков, а также для раскисления стали.

Кремний также используется для изготовления силиконов. Это кремний-кислородные полимеры с присоединенными метильными группами. Силиконовое масло является смазкой и добавляется в некоторые косметические средства и кондиционеры для волос.Силиконовый каучук используется в качестве водонепроницаемого герметика в ванных комнатах, вокруг окон, труб и крыш.

Элемент кремний широко используется в качестве полупроводника в твердотельных устройствах в компьютерной и микроэлектронной промышленности. Для этого нужен сверхчистый кремний. Кремний избирательно легируется небольшими количествами бора, галлия, фосфора или мышьяка, чтобы контролировать его электрические свойства.

Гранит и большинство других пород представляют собой сложные силикаты, которые используются в проектах гражданского строительства.Песок (диоксид кремния или кремнезем) и глина (силикат алюминия) используются для изготовления бетона и цемента. Песок также является основным ингредиентом стекла, которое имеет тысячи применений. Кремний в виде силиката присутствует в керамике, эмали и жаропрочной керамике.

Карбиды кремния являются важными абразивами и также используются в лазерах.

.

Смотрите также