Интересные факты про кремний

КОРОТКО ОБ ИЗОТОПАХ. Природный кремний состоит из трех изотопов с массовыми числами 28, 29 и 30. Преобладает (92,27%) легкий изотоп — кремний-28. Известны также несколько радиоактивных изотопов кремния; долгоживущий лишь один кремний-32 с периодом полураспада около 710 лет.

БОЛЬШЕ ВСЕГО — В СИЛИКАТАХ. Во всех природных соединениях кремний связан с кислородом. На долю кремнезема (во всех его разновидностях) приходится около 12% массы земной коры. Намного больше доля силикатов и алюмосиликатов: 75% массы земной коры составлено из этих соединений кремния, кислорода и других элементов, в первую очередь, алюминия.

ФЕРРОСИЛИЦИЙ. Сплав кремния с железом — ферросилиций широко используется в черной металлургии и для изготовления кислотоупорных изделий. Этот сплав готовят, прокаливая смесь двуокиси кремния, угля и железной руды в доменных или электрических печах. На ферросилиций с 15% Si не действуют большинство кислот; правда, он подвержен разрушению соляной кислотой. Чтобы ферросилиции был устойчив к действию и этой кислоты, нужно, чтобы в нем было не меньше 50% Si.

КАРБОРУНД — СОПЕРНИК АЛМАЗА. Это соединение, как и многие карбиды, отличается прочностью, твердостью, жаропрочностью и химической стойкостью. По твердости кристаллы SiC уступают лишь алмазу и боразону, но поскольку карбид кремния значительно дешевле, его широко применяют для обработки твердых материалов. Получают карборунд в реакции кварцевого песка с углем, проходящей в электрической печи при температуре около 2000°С. Чистый карборунд бесцветен, ему, как и кремнию, свойственны качества полупроводника. А еще это единственное соединение, в котором есть связь кремний — углерод и которое тем не менее не относят к кремнийорганическим соединениям. Очевидно, потому, что вообще все карбиды считаются неорганическими соединениями.

Применение кремния в космосе

СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ. На спутниках, луноходах, космических кораблях и станциях установлены солнечные батареи, преобразующие в электричество лучистую энергию Солнца. В них работают кристаллы полупроводниковых материалов и в первую очередь кремния. При поглощении кванта света в таком кристалле освобождаются электроны. Если такие кристаллы составят довольно внушительных размеров панели, то нетрудно соединить проводником освещенный и неосвещенный участки. По проводнику потечет ток. Кремниевые преобразователи солнечной энергии в электрическую уже работают не только в космосе, но и на земле. А в павильоне «Космос» на ВДНХ их может увидеть каждый.

Читайте также:  Блок питания монитора не включается

СТЕКЛА, СТЕКЛА, СТЕКЛА. Перефразируя И. А. Крылова, можно сказать: «Что стекла разны, всякий знает». Что без стекла современному человеку пришлось бы худо, — тоже. Что в составе подавляющего большинства стекол есть двуокись кремния, тоже, пожалуй, знают почти все. А вот соотношение различных окислов в составе различных стекол известно лишь химикам. В «нормальном» стекле 75,3% SiO2, в бутылочном — 73, оконном — 72, электроламповом — всего 69,4%. Зато в высокопрочном стекле «пирекс», отличающемся также повышенной химической стойкостью, двуокиси кремния 80,9% — больше, чем в любом другом стекле, кроме, конечно, кварцевого.

И РАСТВОРИМОЕ СТЕКЛО. Самый распространенный клей — силикатный, он же растворимое стекло, метасиликат натрия Na2SiO3. Это знает каждый школьник, но это не совсем верно. В растворимом стекле наряду с Na2SiO3 содержатся и более сложные силикаты натрия. Помутнение силикатного клея — результат отщепления части молекул SiO2. Этот клей плохо пристает к резине, потому его лучше держать в сосуде с резиновой, а не корковой или тем более стеклянной пробкой.

КРЕМНИЙ В ГАЗАХ. Некоторые соединения кремния газообразны при обычных условиях. Во-первых, это его тетрафторид — бесцветный газ с резким запахом, который переходит в жидкое состояние лишь при температуре — 77°С под давлением 2 атм. Газообразны и два простейших кремневодорода — моносилан SiH4, аналог метана, и дисилан Si2He, аналог этана. Оба эти газа чрезвычайно легко окисляются и обладают малоприятными запахами.

ЧТО ТАКОЕ АМЕТИСТ. Среди веществ состава SiO2 немало поделочных и полудрагоценных камней. Знаменитый лиловый аметист — это природный, окрашенный примесью марганца горный хрусталь. При нагревании до 300−350°С аметисты необратимо обесцвечиваются или даже желтеют. А аметисты, обесцвеченные рентгеновским излучением, способны восстановить свою изначальную окраску.

В чистом виде кремний получили французские учёные Жозеф Луи Гей-Люссак и Луи Жак Тенар в 1811 году.

Уже в 1825 году шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус действием металлического калия на фтористый кремний SiF4 получил т.н. чистый элементарный кремний. Новому элементу было дано название «силиций» (от лат. silex — кремень). В русском языке слово «кремний» перекочевало из древнегреческого (κρημνός — «утёс, гора»).

Содержание кремния в природе

Кремний является одним из самых распространённых химических элементов в земной коре. Содержание кремния в ней составляет по разным данным 27,6—29,5 % по массе. Т.е. этот химический элемент удерживает второе место после кислорода.

Читайте также:  Видеозвонок в одноклассниках нет звука

Чаще всего в природе кремний встречается в виде кремнезёма — соединений на основе диоксида кремния SiO2 (порядка 12 % массы земной коры).

В морской воде концентрация этого химического элемента ниже — всего 3 мг/л кремния.

Лунный грунт на 20% состоит из кремния, на 10% из алюминия и на 10% из кальция.

У растений, кремний входит в состав так называемых опорных образований, а у животных в состав скелетных.

Содержание кремния в человеческом организме

Ежедневно с пищей в организм человека поступает менее 1 грамма кремния в виде разнообразных химических соединений.

Кремний обеспечивает нормальный обмен веществ, а также этот элемент способствует усваиванию порядка 70 разнообразных соединений. Оказывается, что в крови человека содержится — 3,9 мг/л кремния.

Применение кремния в промышленности

При нагревании выше 800 °C, кремний становится пластичным веществом.

Кремний применяется для производства одиночных электронных приборов, а также однокристальных микросхем.

Кремний является основным сырьём при производстве солнечных батарей.

Также кремний применяется при изготовлении зеркал в лазерной отрасли.

Соединения кремния являются основой при изготовлении цемента и стекла.

Полудрагоценный камень из песка

Цитрин — это одна из разновидностей кварца (SiO2). Цитрин отличается от обычного кварца только цветом. Относительно недорогой полудрагоценный камень. Название произошло от латинского слова « citrus» — т.е. лимонно-жёлтый. Желтоватый оттенок минералу придают примеси железа.

В Смитсоновском институте хранится огранённый цитрин весом 2258 каратов.

В XIX — начале ХХ века из золота с цитрином изготавливали личные печати для запечатывания деловых бумаг и личных писем.

Цитрины с характерным зеленоватым оттенком иногда ошибочно называют изумрудами.

Ответ

Человеческий организм состоит на 4,7% из кремния. И каждый день нам необходимо получить не менее 10 миллиграмм кремния. Почему? Потому что кремний обеспечивает нормальный обмен веществ в организме. От него зависит, как будут усваиваться около 70 других элементов.

Кремний известен как минерал красоты. Кремний повышает эластичность кожи и влияет на рост волос и ногтей. Большое количество кремния содержится именно в коже и волосах. При дефиците кремния кожа теряет гладкость и упругость, волосы становятся ломкими и тонкими, ногти начинают слоиться.

Кремний предупреждает развитие атеросклероза и болезней сердца. Оказывается, что содержание кремния в стенках пораженных атеросклерозом артерий в 10 — 14 ниже, чем в неизмененных. При дефиците кремния в организме холестерин хуже усваивается клетками и начинает откладываться в сосудах. Кроме того, в стенках сосудах начинает откладываться кальций.

Читайте также:  Если посуда больше индукционной конфорки

Кремний — важный элемент, влияющий на обмен кальция, адсорбцию кальция, минерализацию и строение кости. При недостатке кремния кальций начинает откладываться в других местах, в том числе и в мягких тканях. При переломах костей содержание кремния в костях увеличивается в 50 раз. Чтобы обеспечить процессы строения кости, употребление кальция обязательно необходимо сочетать с поступлением кремния.

Кремний также помогает обеспечить эластичность коллагена в соединительных тканях организма, в том числе сухожилиях и хрящах. От кремния зависит производство гликозамингликанов. Благодаря кремнию в организме синтезируется эластин, делающий сосуды прочными и упругими. Поэтому недостаток кремния может сопровождаться варикозной болезнью, тромбофлебитом, васкулитами.

Кремний влияет на состояние защитных реакций организма. Он стимулирует фагоцитоз, создаёт коллоидные системы, нарушающие жизнедеятельность бактерий и вирусов, принимает участие в реакциях иммунитета.

емная кора — почва, по которой люди ходят и на которой живут — состоят в большой степени из кремния.
Кремний — второй по распространенности химический элемент на Земле, но он никогда не встречается в свободном состоянии. Это значит, что он всегда соединен еще с одним или несколькими элементами. Кремний — основной элемент во всех горных породах, за исключением одной разновидности — карбонатов. Глина, например, содержит в среднем 50 процентов кремния, и можете не сомневаться, что большинство камней, которые вы видите, имеют такое же количество кремния. Кремний обнаружен на звездах и даже в растениях. Самое большое количество кремния в мире находится в кремнеземе, состоящем из кислорода и кремния. Кварц, яшма, опал, песок — все это разновидности кремнезема. В старину люди использовали кремнезем для изготовления стекла.
Кремний существует в двух видах: кристаллическом и в виде порошка. Чистый кремний не находит широкого применения, поэтому его редко производят. А вот различные кремниевые соединения используются во многих отраслях. При соединении песка с коксом образуется карбид кремния, который обычно называется карборундом. Это чрезвычайно твердое вещество и используется для шлифования и полировки металлов. Еще кремний добавляется в сталь, поскольку он придает стали многие полезные качества. В стали может содержаться от 2 до 6% кремния. Когда сталь используется при изготовлении химического оборудования, в ней содержится 6% кремния, вследствие чего она гораздо лучше противостоит коррозии, чем любая другая сталь. Когда в стали 2% кремния, она становится незаменимой для электрооборудования, поскольку в этом случае требуется меньше энергии, чтобы намагнитить сталь. Кремниевые соединения широко используются и в химической промышленности для разнообразных нужд.

Оцените статью
Adblock detector