Kimyoviy element sifatida kremniyning xususiyatlari. Qanday qilib. Kremniy birikmalarini qo'llash

• Belgilanish - Si (Silicon);
• Davr - III;
• Guruh - 14 (IVa);
• Atom massasi - 28,0855;
• Atom raqami - 14;
• Atom radiusi = 132 pm;
• Kovalent radius = 111 pm;
• Elektron taqsimoti - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2;
• erish harorati = 1412 ° S;
• qaynash nuqtasi = 2355 ° S;
• Elektronegativlik (Pauling bo'yicha / Alpred va Rochow bo'yicha) = 1,90 / 1,74;
• Oksidlanish darajasi: +4, +2, 0, -4;
• Zichlik (no.) = 2,33 g/sm3;
• Molar hajmi = 12,1 sm 3 / mol.

Silikon birikmalari:

Kremniy birinchi marta 1811 yilda sof holda ajratilgan (frantsuz J. L. Gay-Lyusak va L. J. Tenard). Sof elementar kremniy 1825 yilda olingan (shved J. J. Berzelius). Kimyoviy element o'z nomini "kremniy" (qadimgi yunon tilidan tog' deb tarjima qilingan) 1834 yilda oldi (rus kimyogari G. I. Hess).

Kremniy Yerdagi eng keng tarqalgan (kisloroddan keyin) kimyoviy element (er qobig'idagi tarkib og'irligi bo'yicha 28-29%). Tabiatda kremniy ko'pincha kremniy (qum, kvarts, chaqmoqtosh, dala shpatlari), shuningdek silikatlar va aluminosilikatlar shaklida mavjud. Uning sof shaklida kremniy juda kam uchraydi. Ko'pgina tabiiy silikatlar sof shaklda qimmatbaho toshlardir: zumrad, topaz, akvamari - bularning barchasi kremniy. Sof kristall kremniy (IV) oksidi tosh kristalli va kvarts shaklida uchraydi. Turli xil aralashmalarni o'z ichiga olgan silikon oksidi qimmatbaho va yarim qimmatbaho toshlarni - ametist, agat, jasperni hosil qiladi.

Guruch. Kremniy atomining tuzilishi.

Kremniyning elektron konfiguratsiyasi 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 (qarang Atomlarning elektron tuzilishi ). Tashqi energiya darajasida kremniy 4 ta elektronga ega: 2 tasi 3s pastki sathida juftlashgan + 2 tasi p-orbitallarda juftlanmagan. Kremniy atomi qo'zg'aluvchan holatga o'tganda, s-kichik sathidan bitta elektron o'z juftligini "tarkadi" va p-kichik darajaga o'tadi, bu erda bitta erkin orbital mavjud. Shunday qilib, hayajonlangan holatda kremniy atomining elektron konfiguratsiyasi quyidagi shaklni oladi: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 3.

Guruch. Kremniy atomining qo'zg'aluvchan holatga o'tishi.

Shunday qilib, aralashmalardagi kremniy 4 (ko'pincha) yoki 2 (qarang Valentlik) valentligini ko'rsatishi mumkin. Kremniy (shuningdek, uglerod) boshqa elementlar bilan reaksiyaga kirishib, kimyoviy bog'larni hosil qiladi, bunda u o'z elektronlaridan voz kechishi va ularni qabul qilishi mumkin, ammo kremniy atomlarida elektronlarni qabul qilish qobiliyati kattaroq kremniy tufayli uglerod atomlariga qaraganda kamroq aniqlanadi. atom.

Silikon oksidlanish holatlari:

• -4 : SiH 4 (silan), Ca 2 Si, Mg 2 Si (metall silikatlar);
• +4 - eng barqaror: SiO 2 (kremniy oksidi), H 2 SiO 3 (kremniy kislotasi), silikatlar va kremniy halidlari;
• 0 : Si (oddiy modda)

Kremniy oddiy modda sifatida

Silikon to'q kulrang kristall modda bo'lib, metall yorqinligi bilan ajralib turadi. Kristalli kremniy yarimo'tkazgich hisoblanadi.

Silikon olmosga o'xshash faqat bitta allotropik modifikatsiyani hosil qiladi, lekin unchalik kuchli emas, chunki Si-Si aloqalari olmos uglerod molekulasidagi kabi kuchli emas (Qarang: Olmos).

Amorf kremniy- jigarrang kukun, erish nuqtasi 1420 ° S.

Kristalli kremniy amorf kremniydan qayta kristallanish yo'li bilan olinadi. Etarlicha faol kimyoviy modda bo'lgan amorf kremniydan farqli o'laroq, kristalli kremniy boshqa moddalar bilan o'zaro ta'sir qilish nuqtai nazaridan ko'proq inertdir.

Kremniyning kristall panjarasining tuzilishi olmosning tuzilishini takrorlaydi - har bir atom tetraedrning uchlarida joylashgan boshqa to'rtta atom bilan o'ralgan. Atomlar olmosdagi uglerod bog'lari kabi kuchli bo'lmagan kovalent bog'lanishlar bilan birlashtiriladi. Shu sababli, hatto yo'q. Kristalli kremniydagi ba'zi kovalent bog'lanishlar buziladi, natijada ba'zi elektronlar ajralib chiqadi, bu esa kremniyning elektr o'tkazuvchanligiga ega bo'lishiga olib keladi. Kremniy qizib ketganda, yorug'likda yoki ma'lum aralashmalar qo'shilganda, uzilgan kovalent bog'lanishlar soni ortadi, buning natijasida erkin elektronlar soni ortadi va shuning uchun kremniyning elektr o'tkazuvchanligi ham ortadi.

Kremniyning kimyoviy xossalari

Uglerod singari, kremniy ham qaysi modda bilan reaksiyaga kirishishiga qarab qaytaruvchi va oksidlovchi bo'lishi mumkin.

No. kremniy faqat ftor bilan o'zaro ta'sir qiladi, bu kremniyning etarlicha kuchli kristall panjarasi bilan izohlanadi.

Silikon xlor va brom bilan 400 ° C dan yuqori haroratlarda reaksiyaga kirishadi.

Silikon uglerod va azot bilan faqat juda yuqori haroratlarda o'zaro ta'sir qiladi.

• Nometallar bilan reaksiyalarda kremniy vazifasini bajaradi kamaytiruvchi vosita:
  • normal sharoitda, metall bo'lmagan, kremniy faqat ftor bilan reaksiyaga kirishib, kremniy galoidini hosil qiladi:
    Si + 2F 2 = SiF 4
  • yuqori haroratlarda kremniy xlor (400°C), kislorod (600°C), azot (1000°C), uglerod (2000°C) bilan reaksiyaga kirishadi:
    • Si + 2Cl 2 = SiCl 4 - kremniy halid;
    • Si + O 2 = SiO 2 - kremniy oksidi;
    • 3Si + 2N 2 = Si 3 N 4 - kremniy nitridi;
    • Si + C = SiC - karborund (kremniy karbid)
• Metalllar bilan reaksiyalarda kremniy bo'ladi oksidlovchi vosita(shakllangan salitsidlar:
  Si + 2Mg = Mg 2 Si
• Ishqorlarning konsentrlangan eritmalari bilan reaksiyalarda kremniy vodorod ajralib chiqishi bilan reaksiyaga kirishib, kremniy kislotasining eruvchan tuzlarini hosil qiladi. silikatlar:
  Si + 2NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2
• Silikon kislotalar bilan reaksiyaga kirishmaydi (HF dan tashqari).

Kremniyni tayyorlash va ishlatish

Kremniyni olish:

• laboratoriyada - silikadan (alyuminiy terapiyasi):
  3SiO 2 + 4Al = 3Si + 2Al 2 O 3
• sanoatda - kremniy oksidini yuqori haroratda koks (texnik jihatdan sof kremniy) bilan qaytarish orqali:
  SiO 2 + 2C = Si + 2CO
• Eng toza kremniy yuqori haroratda kremniy tetrakloridni vodorod (rux) bilan qaytarish orqali olinadi:
  SiCl 4 +2H 2 = Si+4HCl

Silikon ilovasi:

• yarimo'tkazgichli radioelementlarni ishlab chiqarish;
• issiqlikka chidamli va kislotaga chidamli birikmalar ishlab chiqarishda metallurgiya qo'shimchalari sifatida;
• quyosh batareyalari uchun fotoelementlar ishlab chiqarishda;
• AC rektifikatorlari sifatida.

Silikon mineral kremniy turli xil kremniy oksidi - qora, to'q kulrang yoki och - tabiatda juda keng tarqalgan va inson u bilan juda tanish. Ammo kremniyning shifobaxsh xususiyatlari yaqinda ma'lum bo'ldi: 20-asrning 70-yillari oxirida. Garchi insoniyat kremniy bilan juda uzoq vaqt oldin tanishgan.
Flint - insoniyat tsivilizatsiyasiga asos solgan tosh. Tosh asri davomida chaqmoqtosh asboblar yasash va ov qilish uchun material bo‘lib xizmat qilgan va undan olov yoqish uchun foydalanilgan. Chaqmoqtoshning shifobaxsh xususiyatlari qadimgi faylasuflarning risolalarida qayd etilgan. U siğillarni kesish, go'sht saqlanadigan xonalarning devorlarini bezash, gangrenaning oldini olgan kukun shaklida yaralarni sepish uchun ishlatilgan; tegirmonlardagi kremniy tegirmon toshlari ajoyib pishirish va ta'mga ega unni olishga imkon berdi. Uzoq vaqt davomida quduqlarning pastki va ichki yuzasi kremniy bilan qoplangan, chunki bunday quduqlardan suv ichgan odamlar kamroq kasal bo'lib qolishlari va bunday suvlar g'ayrioddiy tiniq, mazali va shifobaxsh ekanligi aniqlangan.

Tabiatda kremniy keng tarqalgan minerallar shaklida uchraydi - kvarts, kalsedon, opal va hokazo. Bu minerallar guruhiga kiradi shoxli, Va jasper, rinstone, agat, opal, ametist va boshqa ko'plab toshlar. Ushbu minerallarning asosini kremniy dioksidi yoki kremniy dioksidi tashkil etadi, ammo zichligi, rangi va boshqa ba'zi xususiyatlari boshqacha. Kremniydan tashqari, kremniy tarkibida 20 ga yaqin kimyoviy elementlar mavjud bo'lib, ularning asosiylari Mg, Ca, P, Sr, Mn, Cu, Zn va boshqalar. Shuning uchun juda ko'p nomlar. Ammo bu oilaning vakillari orasida eng mashhuri, shubhasiz, chaqmoq toshdir. Yer qobig'ining katta qismi noorganik kremniy birikmalaridan iborat (28 vol.%).

Kremniy (Silicium — lot.) kimyoviy element, atom raqami 14, davriy sistemaning IV guruhi. Kremniy atomlari loy, qum va jinslarning asosini tashkil qiladi. Aytishimiz mumkinki, butun noorganik dunyo kremniy bilan bog'liq. Tabiiy sharoitda kremniy minerallari kaltsitlar va bo'rda uchraydi.

Kremniy er qobig'ida kisloroddan keyin ikkinchi eng keng tarqalgan element bo'lib, uning umumiy og'irligining uchdan bir qismini tashkil qiladi. Yer qobig'idagi har 6-atom kremniy atomidir. Dengiz suvida Yerdagi hayot uchun zarur bo'lgan fosfordan ham ko'proq kremniy mavjud.

Bizning tanamizda kremniy qalqonsimon bez, buyrak usti bezlari va gipofiz bezida mavjud. Uning eng yuqori konsentratsiyasi soch va tirnoqlarda topiladi.

Kremniy shuningdek, biriktiruvchi to'qimalarning asosiy oqsili bo'lgan kollagen tarkibiga kiradi. Uning asosiy roli kollagen va elastinning alohida tolalarini birlashtirib, biriktiruvchi to'qimalarga mustahkamlik va elastiklik beradigan kimyoviy reaktsiyada ishtirok etishdir. Kremniy, shuningdek, soch va tirnoqlardagi kollagenning tarkibiy qismidir va sinish paytida suyaklarni davolashda muhim rol o'ynaydi.

Kremniyning odamlar hayoti va sog'lig'ida, shuningdek, o'simlik va hayvonot dunyosida alohida o'rni bor. Kremniy o'simliklar tomonidan eritilgan kremniy kislotalari, silikatlar va kolloid kremniy oksidi shaklida so'riladi. Kremniyning etishmasligi don, asosan guruch, shuningdek, shakarqamish, kungaboqar, kartoshka, lavlagi, sabzi, bodring va pomidor kabi ekinlarning unib chiqishi, o'sishi va hosildorligiga salbiy ta'sir qiladi. Sabzavot, meva, sut, go'sht va boshqa mahsulotlar bilan bir kishi kuniga 10-20 mg kremniy iste'mol qilishi kerak. Bu miqdor tananing normal ishlashi, o'sishi va rivojlanishi uchun zarurdir.

Kremniyning inson salomatligi uchun tutgan o‘rni haqidagi ilmiy tadqiqotlar V.Krivenko va boshqalarning “Litoterapiya” monografiyalarida, M., 1994, E.Mixeeva, “Kremniyning shifobaxsh xususiyatlari”, Sankt-Peterburg, 2002, M.ning asarlarida yoritilgan. Voronkov va I. Kuznetsov (SSSR Fanlar akademiyasi, Sibir filiali, 1984), A. Panicheva, L. Zardashvili, N. Semenova va boshqalar.. Kremniyning ftor, magniy, alyuminiy va boshqa mineral birikmalar, lekin ayniqsa stronsiy va kaltsiy bilan yaqindan o'zaro ta'sir qiladi Kremniyning ta'sir qilish mexanizmlaridan biri shundaki, u kimyoviy xossalari tufayli odamlar uchun odatiy bo'lmagan viruslar va patogenlarni adsorbsiyalash xususiyatiga ega bo'lgan elektr zaryadlangan kolloid tizimlarni yaratadi.

Ba'zi o'simliklar kremniyni kontsentratsiyalashga qodir. Bu Quddus artishokasi, turp, zaytun A, smorodina, otquloq va hokazo.. Donli ekinlarda, ayniqsa, urugʻ poʻstlogʻida (kepak) koʻp miqdorda kremniy toʻplanadi: guruch, suli, tariq, arpa, soya. Tegirmonda donlarni maydalashda ular qobiqdan ozod qilinadi va shu bilan ularni kremniydan mahrum qiladi va shu bilan ularni qadrsizlantiradi.
Mineral suvlar kremniyga ham boy. Ammo tozalangan shakar amalda kremniydan mahrum. Faqat tozalanmagan sariq shakar kremniyga ega va shuning uchun katta ahamiyatga ega.

Ot quyruqlari yuqori kremniy miqdori bilan ajralib turadi - mahalliy floraning keng tarqalgan o'simliklari, yaqinda xalq tabobatida tobora ko'proq foydalanilmoqda. Shu nuqtai nazardan, dulavratotu yog'i deb ataladigan dori tarkibiga kiritilgan dulavratotu yog'i ekstrakti, otquloq ekstrakti va organik kremniy birikmalari (keramidlar) ot dumi ekstrakti bilan (keramidlar bilan) o'zini yaxshi isbotladi. Maxsus tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, ushbu dori:

• sochni oziqlantiradi va mustahkamlaydi, tuzilishini tiklaydi, soch uchlarini bo'linishdan himoya qiladi;

• soch o'sishini rag'batlantiradi (shu jumladan kimyoterapiya kursidan keyin soch to'kilishi);

• soch to'kilishini sezilarli darajada kamaytiradi;

• kepekni yo'q qiladi.

Foydalanish bo'yicha tavsiyalar: tashqi yoki ichki omillar ta'sirida soch tuzilishi shikastlanganda, shuningdek, sochlar ingichka va xira ko'rinishda bo'lganda.

Qo'llash tartibi: Soch va bosh terisiga iliq moy surting, kamida 15 daqiqa davomida yumshoq va yaxshilab silang (to'satdan va kuchli harakatlardan saqlaning, chunki bu sochni sindirib, tortib oladi), so'ngra yog'ni sochning butun uzunligi bo'ylab teng ravishda taqsimlang. 1 soat davomida qo'llang, keyin yumshoq shampun bilan yuving.

Silikon shuningdek, himoya funktsiyalarini, metabolik jarayonlarni va detoksifikatsiyani ta'minlash uchun javobgardir. U polisaxaridlar va ularning oqsillar bilan komplekslarining molekulyar "arxitekturasini" shakllantirishda ishtirok etadigan biologik "o'zaro bog'liqlik" agenti sifatida ishlaydi, biriktiruvchi to'qimalarga elastiklik beradi, qon tomirlarining elastini tarkibiga kiradi, kuch, elastiklik va o'tkazuvchanlikni beradi. ularning devorlariga va lipidlarning qon plazmasiga kirishiga to'sqinlik qiladi.

Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, suvdagi kremniy fermentatsiya va parchalanishga olib keladigan bakteriyalarni bostiradi, og'ir metallarni cho'ktiradi, xlorni neytrallaydi va radionuklidlarni so'rib oladi. Tirik organizmda biologik faol kremniy moddalar oqsil tuzilmalari bilan birgalikda fermentlar, aminokislotalar va gormonlar hosil bo'lishiga yordam beradi. Silikon, ayniqsa, biriktiruvchi to'qimalarda zarur bo'lib, qalqonsimon bez, buyrak usti bezlari va gipofiz bezida mavjud. Sochlarda juda ko'p kremniy mavjud. Uning eng yuqori konsentratsiyasi soch va tirnoqlarda topiladi.

Silikon:

• immunitet tizimini mustahkamlaydi va turli dorivor va kosmetika preparatlariga kiritilgan;

• Kosmetika bo'yicha mutaxassislar kremniyga asoslangan mahsulotlar soch, teri va tirnoqlar uchun juda foydali ekanligini aniqladilar;

• Agar tanada kremniy bo'lmasa, taxminan 70 ta element so'rilmaydi. Kaltsiy, xlor, ftor, natriy, oltingugurt, alyuminiy, sink, molibden, marganets, kobalt va boshqa elementlarning so'rilishi uchun zarur;

• kremniy kollagen biosintezini rag'batlantiradi, fosfor almashinuvi va lipidlar almashinuvida ishtirok etadi, shuningdek, organizmning qarish jarayoni bilan chambarchas bog'liq bo'lgan kaltsiy bilan muvozanatni saqlaydi.

Tanadagi kremniyning etishmasligi quyidagilarga olib keladi:

• osteomalaziya (suyaklarning yumshashi);

• ko'zlar, tishlar, tirnoqlar, teri va soch kasalliklari;

• artikulyar xaftaga tezlashtirilgan aşınma;

• terining qizarishi;

• jigar va buyraklardagi toshlar;

• disbakterioz;

• ateroskleroz

Ichimlik suvidagi kremniy kontsentratsiyasi va yurak-qon tomir kasalliklari o'rtasida bog'liqlik aniqlandi. Sil, qandli diabet, moxov, gepatit, gipertoniya, katarakta, artrit, saraton to'qimalar va organlarda kremniy kontsentratsiyasining pasayishi yoki uning metabolizmidagi buzilishlar bilan kechadi.

Ayni paytda, tanamiz har kuni kremniyni yo'qotadi - biz kuniga o'rtacha 3,5 mg kremniyni oziq-ovqat va suv bilan iste'mol qilamiz va taxminan 9 mg yo'qotamiz!

Tanadagi kremniy etishmovchiligining sabablari:

• tola va mineral suvni etarli darajada iste'mol qilmaslik;

• ortiqcha alyuminiy (masalan, alyuminiy idishlarda pishirish tufayli);

• bolalarda intensiv o'sish davri;

• jismoniy ortiqcha yuk

Odatda, kremniy tarkibidagi pasayish umumiy mineral tanqisligi fonida yuzaga keladi va magniy va kaltsiy etishmovchiligi bilan birga keladi.

Kremniy etishmovchiligi belgilari:

• biriktiruvchi to'qimalarning buzilishi - suyaklar, ligamentlar kasalliklari, osteoporozning rivojlanishi, periodontal kasallik, artroz;

• qon tomirlarining shikastlanishi - erta ateroskleroz, xolesterin darajasini oshirish;

• quruq, zaif teri;

• tirnoqlarning mo'rtligi va sekin o'sishi;

• tananing infektsiyalarga, o'pka va yuqori nafas yo'llarining kasalliklariga chidamliligi pasayadi

Ma'lumki, insonning biologik yoshi metabolik jarayonlarning tezligi bilan belgilanadi, ya'ni. alohida hujayralarning yangilanish tezligi. Va agar ko'plab kosmetik mahsulotlar bir daraja yoki boshqa darajada hidratsiya va himoya qilish muammosini hal qila olsa, metabolizmni tezlashtirish muammosi terining tashqi qatlamini yanada intensiv o'zgartirishni talab qiladi.

Teri regeneratsiyasi jarayonlarining sekinlashishi taxminan 30 yoshdan boshlanadi. Bu vaqtga kelib, tana allaqachon kremniy etishmasligini his qila boshlaydi. Bizning tanamiz kremniy etishmovchiligini o'z-o'zidan tiklay olmaydi, chunki atrofimizdagi tabiiy kremniy birikmalari asosan biologik faol emas va hujayra ichidagi biokimyoviy reaktsiyalarda ishtirok eta olmaydi.

Silikon ajoyib kosmetik mahsulotdir. U terini pustular shakllanishlardan tozalaydi. Ayniqsa, yuzingizni kremniyli suv bilan yuvish, shuningdek, balog'atga etmagan akne uchun og'iz orqali qabul qilish foydalidir. Tadqiqotlar jarayonida olimlar teridagi metabolik jarayonlarni tezlashtiradigan va biriktiruvchi to'qima oqsillari elastin va kollagen sintezida ishtirok etib, terining elastikligini oshiradigan va hosil bo'lgan ajinlarni yo'q qiladigan organik kremniy birikmalarining yangi sinfini yaratdilar.

WGN tomonidan patentlangan kremniy o'z ichiga olgan birikmalar hujayralardagi metabolik jarayonlarni tezlashtiradi va elastin va kollagen tolalarini qayta tiklaydi. Faol nanokremniy birikmalarini yaratish natijalari "nanosilikon" deb ataladigan NewAge kosmetik preparatlarini ishlab chiqish uchun asos bo'ldi.

Biologik faol nanosilikon terining chuqur qatlamlariga kirib, ularni tozalaydi va terining tabiiy o'tkazuvchanligi va nafas olish qobiliyatini saqlaydigan himoya qiladi. Kremniy bo'lmagan, proliferatsiya va regeneratsiya jarayonlarini rag'batlantiradi, epidermisning yangilanishini tezlashtiradi va dermal hujayralar - fibroblastlarning funktsiyalarini tiklaydi.

Silikon kosmetikaning afzalliklari komponentlarning dermatologik muvofiqligi; Har qanday teri turiga, shu jumladan sezgir teri uchun ishlatilishi mumkin; ta'sirning yuqori samaradorligi, terining funktsional holatining tabiiy biokimyoviy mexanizmlarini yumshoq rag'batlantirish.

Suv bilan o'zaro ta'sirlashganda, chaqmoqtosh o'z xususiyatlarini o'zgartiradi. Kremniy bilan faollashtirilgan suv mikroorganizmlarga zararli ta'sir ko'rsatadi, chirish va fermentatsiyaga olib keladigan bakteriyalarni bostiradi, unda og'ir metall birikmalarining faol cho'kishi sodir bo'ladi, suv tashqi ko'rinishida toza va ta'mga yoqimli bo'ladi, uzoq vaqt davomida buzilmaydi va boshqa ko'plab shifobaxsh fazilatlarga ega bo'ladi.

Flint kvarts yoki kalsedon oilasining minerallariga tegishli. Ushbu minerallar guruhiga karnelian, jasper, tosh kristalli, agat, opal, ametist va boshqa ko'plab toshlar kiradi. Ushbu minerallarning asosini silikon dioksid SiO2 yoki kremniy dioksidi tashkil etadi, ammo zichligi, rangi va boshqa ba'zi xususiyatlari boshqacha. Kremniydan tashqari, kremniy tarkibida 20 ga yaqin kimyoviy elementlar mavjud bo'lib, ularning asosiylari Mg, Ca, P, Sr, Mn, Cu, Zn va boshqalar. Shuning uchun juda ko'p nomlar. Ammo bu oilaning vakillari orasida eng mashhuri, shubhasiz, chaqmoq toshdir.

Chaqmoqtosh va suv o'rtasidagi o'zaro ta'sirning sabablari va mexanizmi to'liq o'rganilmagan. Ehtimol, kremniyning shifobaxsh ta'siri uning suv bilan maxsus assotsiatsiyalar hosil qilish qobiliyati bilan izohlanadi - atrof muhitdan axloqsizlik va begona mikroflorani o'zlashtiradigan kolloidlar.

Kremniyning organizm uchun foydali xususiyatlari haqida gapirganda, biz birinchi navbatda suvni eslaymiz. Inson tanasida taxminan 70% suv mavjud va shuning uchun ularsiz hayotni tasavvur qilish qiyin. Va agar metabolizmning barcha turlari suv muhiti orqali amalga oshirilishini hisobga olsak, bu suv fiziologik hayot jarayonlarining mutlaq ko'pchiligining dirijyori bo'lib, usiz hayotning biron bir shakli - uglerod, kremniy yoki boshqa har qanday bo'lsa, unda kremniy bilan faollashtirilgan suv alohida ma'noga ega ekanligi ayon bo'ladi.

"... chaqmoqtosh - noorganik tuzlarning suvli eritmalari tizimida bir qator metallarning intensiv cho'kishi sodir bo'ladi: alyuminiy, temir, kadmiy, seziy, rux, qo'rg'oshin, stronsiy."- P. Aladovskiy, suv resurslaridan foydalanish markaziy ilmiy-tadqiqot instituti laboratoriya mudiri, kimyo fanlari doktori. Boshqacha aytganda, chaqmoqtosh suvdan zararli metallarni siqib chiqaradi, uni tozalaydi. Ular pastki qismida qoladilar va tepada toza suv paydo bo'ladi.

“Kremniy bilan ishlov berilgan suv radionuklidlarning adsorbsion qobiliyatiga ta'sir qiladi. Bu Belarusiyaning radionuklidlar bilan ifloslangan hududida ba'zi radiokimyoviy muammolarni hal qilish uchun undan foydalanish imkonini berishi mumkin.- kimyo fanlari doktori Yu.Davydov Belarus Respublikasi Milliy Fanlar Akademiyasi Radiologik muammolar instituti laboratoriya mudiri.

"Kremniyli suv, saqlashning beshinchi kunidan boshlab, qonning gemostatik qobiliyatini kuchaytirish va uning ivish qobiliyatini oshirish qobiliyatiga ega." E. Ivanov - Belarus Respublikasi Sog'liqni saqlash vazirligi Gematologiya va qon quyish instituti direktori, tibbiyot fanlari doktori. Shu zahotiyoq gemofiliya xayolga keladi - qon yaxshi ivmaydigan kasallik. Bu shuni anglatadiki, hatto kichik tirnalgan odam qon yo'qotishdan o'lishi mumkin.

"Bir necha yil davomida men kremniy faollashtirilgan suv (SAW) iste'mol qilgan ko'plab bemorlarda saraton kasalligini kuzatmadim. Pastki ekstremitalarning ko'p sonli trofik yaralari bo'lgan bemorlarda ACB (kuniga 6-8 marta) qabul qilishning 5-6 kunida T- va B-limfotsitlar soni ko'payishini aniqladik. Va bu yo'qolgan va zaiflashgan immunitetni yangilash qobiliyatini ko'rsatadi. Bundan tashqari, ACB qondagi xolesterin miqdorini kamaytiradi, ayniqsa semirishda. Shunday qilib, batareya aterosklerozning oldini olishga xizmat qiladi.- M. Sinyavskiy Mogilev davlat universiteti shifokorlar tayyorlash kafedrasi professori. A.A. Kuleshova.

Bu nima - kremniyli suv? Kremniyli suv to'q jigarrang chaqmoq toshining damlamasi bo'lib, u ichki va tashqi tomondan ishlatiladi. Flint suvini tayyorlash usuli juda oddiy. 2-3 litrli idishga, yaxshisi stakanga 40-50 g mayda chaqmoq toshlarini qo'shing, yaxshisi yorqin jigarrang (lekin qora emas), suv ta'minoti tarmog'idan suv quying, lekin yaxshisi normal filtrlashdan keyin va joylashtiring. uni to'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlaridan himoyalangan joyda va er usti patogen nurlanishdan tashqarida.

Bu suv 2-3 kun ichida ichishga tayyor bo'ladi. Agar siz xuddi shu texnologiyaga amal qilsangiz, lekin bo'yinni 2-3 qatlamli doka bilan bog'lab, suvni 5-7 kun davomida 5 ° C dan yuqori haroratda yorug' joyga qo'ysangiz, unda bu suv, uning xususiyatlaridan kelib chiqqan holda, nafaqat ichimlik suvi, balki dorivor maqsadlarda ham foydalanish mumkin.profilaktika maqsadida. Ovqat pishirish uchun foydalanish foydalidir - choy, sho'rvalar va boshqalar. Siz kremniyli suvni cheklovlarsiz ichishingiz mumkin (odatda kuniga 1,5-2 litr). Agar buning iloji bo'lmasa, kuniga kamida 3-5 marta, yarim stakan, har doim kichik qultumlarda va tercihen salqin.

Yuqorida aytib o'tilganidek, chaqmoq toshidan faqat yorqin jigarrang (qora emas) rangda foydalaning.

Faqat tabiiy minerallardan foydalanish kerak. Gap shundaki, chaqmoqtosh tarkibida mikroorganizmlar qoldiqlari mavjud bo'lib, ular bir vaqtning o'zida bo'r va undan qadimgi davrlardagi loydan hosil bo'lgan.

Bir yoki ikki marta ishlatilgandan so'ng, toshni salqin suv bilan yuvish va toza havoda 2 soat davomida ventilyatsiya qilish kerak. Agar toshlar yuzasida qatlamlar yoki konlar paydo bo'lsa, ular 2 soat davomida sirka kislotasi yoki sho'r suvning 2% eritmasiga botirilishi kerak; keyin 2-3 marta oddiy suv bilan yuvib tashlang va soda eritmasida 2 soat davomida namlang va yana yuving.

Kremniyli suvning o'ziga xos xususiyatlari ko'plab kasalliklarning oldini olish imkonini beradi. Silikon suv butun tananing umumiy holatiga ijobiy ta'sir ko'rsatadi.

Agar siz kremniy bilan faollashtirilgan suv ichsangiz yoki u bilan ovqat pishirsangiz, quyidagilar sodir bo'ladi:

- immun tizimini mustahkamlash, qondagi T- va B-limfotsitlar sonini ko'paytirish;

Jigar kasalliklari bilan og'rigan odamlarning ahvoli yaxshilanadi, chunki... suv safro oqimiga yordam beradi;

Kuyishlar, kesishlar, ko'karishlar, trofik yaralarni tezda davolash;

Ovqat hazm qilish buzilishiga yordam beradi, oshqozon-ichak trakti va gastritda yallig'lanishni engillashtiradi;

Qon shakar darajasini pasaytirish, shuningdek, vazn, semizlikka moyil diabet kasalligi;

Qonda xolesterin darajasini pasaytirish, ayniqsa semirishda, aterosklerozning oldini olish va buyraklar faoliyatini yaxshilash;

Gipertenziya bilan og'rigan bemorlarning holatini normallashtiradi;

Metabolizmni normallashtiradi;

Umumiy ohang kuchayadi.

Da tashqi foydalanish Silikon suv tanadagi tiklanish jarayonlarini rag'batlantiradi:

- tomoq og'rig'i, burun oqishi, milklarning yallig'lanishini davolash (ovqatdan keyin tomoq va og'izni yuvish);

Og'iz bo'shlig'ining virusli kasalliklari, stomatit va gingivit uchun;

Allergiya, furunkul, diatez, dermatit, turli teri tirnash xususiyati (loson va yuvish) davolash;

Konyunktivit uchun qichishish va yallig'lanishni engillashtiradi;

Bunday suv bilan yuvish terining holatini yaxshilashga, ajinlar sonini kamaytirishga va yangi paydo bo'lishining oldini olishga yordam beradi, notekislikni, qora nuqta va sivilcalarni bartaraf etishga yordam beradi;

Bosh va sochni yuvish, bosh terisiga surtish sochni mustahkamlash va o'sishiga yordam beradi;

Ba'zi teri kasalliklari uchun (oddiy vesikulyar, herpes zoster va pityriasis rosea).

- Sochlar to'kilib, uchlari yorilsa, sochlaringizni chaqmoq tosh suv bilan yuving;

Soqoldan keyin tirnash xususiyati yo'qotish uchun yuzingizni bir xil suv bilan yuving;

"Yoshlik akne" uchun yuzingizni yuving va ichkariga "suv" qo'llang;

Yuzingizni muz bo'laklari va muzlatilgan chaqmoq toshlari bilan artib oling;

Periodontal kasallikning oldini olish uchun tishlaringizni cho'tkalashda tish go'shtini suv bilan yuving.

Terapevtik va profilaktik maqsadlarda "chaqmoq tosh" suvidan foydalanish yaralarning tez bitishiga yordam beradi, suvni muntazam iste'mol qilish bilan shish paydo bo'lishining oldini oladi, qon tarkibini yaxshilaydi, buyrak usti funktsiyasini tiklaydi, oshqozon-ichak trakti va gastritdagi yallig'lanish jarayonlarini engillashtiradi, qon shakarini normallantiradi. darajalari, og'irlikni pasaytiradi, yoriqlarni davolash (suyaklar tezroq va asoratsiz shifo beradi), buyraklar faoliyatini va metabolizmini yaxshilash, safroni ajratish va olib tashlash. Kremniyli suv viruslarni o'ldiradi; Nafas olish epidemiyasi paytida oldini olish uchun burunga "suv" tomizish tavsiya etiladi. Bu uyqusizlikka yordam beradi.

Uy sharoitida gullash davrini uzaytiradigan gullarni sug'orish tavsiya etiladi; mevali daraxtlar va sabzavot ekinlarining meva berish davrini tezlashtiradi; unumdorlikni 10% ga oshiradi. Mog'or, kulrang chiriyotgan, ayniqsa qulupnay va boshqa qo'ziqorinlarni o'ldiradi. Bunday suvda urug'larni namlash unib chiqishni oshiradi. Gullarni kremniy toshlari bo'lgan idishda saqlash yaxshidir, ularning saqlash muddati keskin oshadi. Akvariumda chaqmoq toshlari suvning gullashiga to'sqinlik qiladi. Silikon shuningdek, sayyohlar bilishi muhim bo'lgan sayohat paytida suvni tozalashga yordam beradi.

Ateroskleroz (tomirlar sklerotik cho'kmalardan tozalanadi), turli xil metabolik kasalliklar, tomoq og'rig'i, gripp, faringit (kremniyli suv bilan yuvish bu kasalliklarning davomiyligini sezilarli darajada kamaytiradi) uchun kremniyli suvni ichish ham foydalidir - axir, kremniy bu erda antibiotik), revmatizm, Botkin kasalligi (kremniy patogen viruslarni o'ldiradi), tish va bo'g'imlarning kasalliklari (chunki kremniy suyak to'qimalarining yaxlitligini tiklaydi).

Va endi eng muhim nuqta - kontrendikatsiyalar. Silikon suv kontrendikatsiyaga ega va ularni juda ehtiyotkorlik bilan ishlatish kerak. Shifokorlar saraton kasalligiga moyil bo'lganlar uchun undan butunlay voz kechish yaxshiroq ekanini payqashdi.

TA’RIF

Kremniy davriy sistemaning asosiy (A) kichik guruhi IV guruhining uchinchi davrida joylashgan.

p-oilasining elementlariga tegishli. Metall bo'lmagan. Belgilanishi - Si. Seriya raqami - 14. Nisbiy atom massasi - 28,086 amu.

Kremniy atomining elektron tuzilishi

Kremniy atomi musbat zaryadlangan yadrodan (+14) iborat bo'lib, 14 ta proton va 14 neytrondan iborat bo'lib, uning atrofida 14 ta elektron 3 ta orbita bo'ylab harakatlanadi.

1-rasm. Kremniy atomining sxematik tuzilishi.

Elektronlarning orbitallar orasida taqsimlanishi quyidagicha:

14Si) 2) 8) 4 ;

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 .

Kremniyning tashqi energiya darajasi to'rtta elektronni o'z ichiga oladi, barcha 3-chi darajali elektronlar. Energiya diagrammasi quyidagi shaklni oladi:

Ikki juftlashtirilmagan elektronning mavjudligi kremniyning +2 oksidlanish holatini ko'rsatishga qodir ekanligini ko'rsatadi. Bo'sh 3 mavjudligi sababli kremniy atomi uchun hayajonlangan holat ham mumkin d-orbitallar. Elektronlar 3 s-pastki qatlamlar bug'lanadi va erkin egallaydi d

Shuning uchun kremniy yana bitta oksidlanish darajasiga ega bo'lib, +4 ga teng.

Muammoni hal qilishga misollar

MISOL 1

Kremniy(lot. silicium), si, Mendeleyev davriy sistemasining IV guruhi kimyoviy elementi; atom raqami 14, atom massasi 28.086. Tabiatda element uchta barqaror izotop bilan ifodalanadi: 28 si (92,27%), 29 si (4,68%) va 30 si (3,05%).

Tarixiy ma'lumotnoma . Er yuzida keng tarqalgan K birikmalari insonga tosh davridan beri ma'lum. Tosh qurollaridan mehnat va ovchilikda foydalanish bir necha ming yillar davomida davom etgan. Ularni qayta ishlash bilan bog'liq K birikmalaridan foydalanish - ishlab chiqarish shisha - miloddan avvalgi 3000-yillarda boshlangan. e. (Qadimgi Misrda). K.ning eng qadimgi birikmasi dioksid sio 2 (kremniy oksidi). 18-asrda silika oddiy tana deb hisoblangan va "erlar" deb nomlangan (uning nomida aks ettirilgan). Kremniy tarkibining murakkabligini I. Ya. Berzelius. Birinchi marta 1825 yilda u kremniy ftorid sif 4 dan elementar kaltsiyni oldi, ikkinchisini kaliy metalli bilan qaytardi. Yangi elementga "kremniy" nomi berildi (lotincha silex - chaqmoq toshidan). Ruscha nom G.I. Hess 1834 yilda.

Tabiatda tarqalishi . Er qobig'ida tarqalishi bo'yicha kislorod ikkinchi element (kisloroddan keyin), uning litosferadagi o'rtacha miqdori 29,5% (massa bo'yicha). Yer qobig'ida uglerod hayvon va o'simlik dunyosida uglerod kabi asosiy rol o'ynaydi. Kislorod geokimyosi uchun uning kislorod bilan nihoyatda kuchli aloqasi katta ahamiyatga ega. Litosferaning taxminan 12% ni mineral shakldagi kremniy oksidi sio 2 tashkil etadi kvarts va uning navlari. Litosferaning 75% ni har xil qatlamlar tashkil qiladi silikatlar Va aluminosilikatlar(dala shpatlari, slyudalar, amfibollar va boshqalar). Kremniyni o'z ichiga olgan minerallarning umumiy soni 400 dan oshadi .

Magmatik jarayonlarda kaltsiyning zaif differensiatsiyasi sodir bo'ladi: u granitoidlarda (32,3%) va o'ta asosli jinslarda (19%) to'planadi. Yuqori harorat va yuqori bosimda sio 2 ning eruvchanligi ortadi. Uning suv bug'lari bilan ko'chishi ham mumkin, shuning uchun gidrotermal tomirlarning pegmatitlari ko'pincha ruda elementlari (oltin-kvars, kvarts-kassiterit va boshqalar) bilan bog'liq bo'lgan kvarsning sezilarli konsentratsiyasi bilan tavsiflanadi.

Fizikaviy va kimyoviy xossalari. Uglerod metall yorqinligi bilan to'q kulrang kristall hosil qiladi, davri a = 5,431 a, zichligi 2,33 g / sm 3 bo'lgan yuz markazli kubikli olmos tipidagi panjaraga ega. Juda yuqori bosimlarda 2,55 g / sm 3 zichlikdagi yangi (ko'rinishidan olti burchakli) modifikatsiya olindi. K. 1417°S da eriydi, 2600°S da qaynaydi. Maxsus issiqlik sig'imi (20-100 ° S da) 800 J/ (kg? K) yoki 0,191 kal/ (g? daraja); Issiqlik o'tkazuvchanligi hatto eng toza namunalar uchun ham doimiy emas va (25°C) 84-126 Vt/ (m? K) yoki 0,20-0,30 kal/ (sm? sek? deg) oralig'ida. Chiziqli kengayishning harorat koeffitsienti 2,33? 10 -6 K -1; 120k dan past bo'lsa, u salbiy bo'ladi. K. uzun toʻlqinli infraqizil nurlarga nisbatan shaffof; sindirish ko'rsatkichi (l =6 mkm uchun) 3,42; dielektrik doimiy 11.7. K. diamagnit, atom magnit sezuvchanligi -0,13? 10 -6. Mohs 7,0 bo'yicha K. qattiqligi, Brinell bo'yicha 2,4 Gn / m2 (240 kgf / mm2), elastik modul 109 Gn / m2 (10890 kgf / mm2), siqilish koeffitsienti 0,325? 10 -6 sm 2 / kg. K. mo'rt material; sezilarli plastik deformatsiya 800 ° C dan yuqori haroratlarda boshlanadi.

K. tobora ortib borayotgan yarimoʻtkazgichdir. Misning elektr xususiyatlari aralashmalarga juda bog'liq. Xona haroratida hujayraning o'ziga xos o'ziga xos hajmli elektr qarshiligi 2,3? 10 3 ohm? m(2,3 ? 10 5 ohm? sm) .

O'tkazuvchanlikka ega yarimo'tkazgichli sxema R-turi (qo'shimchalar B, al, in yoki ga) va n-turi (qo'shimchalar P, bi, as yoki sb) sezilarli darajada past qarshilikka ega. Elektr o'lchovlari bo'yicha tarmoqli bo'shlig'i 1,21 ga teng ev 0 da TO va 1,119 gacha kamayadi ev 300 da TO.

Mendeleyevning davriy tizimidagi halqaning holatiga ko'ra, halqa atomining 14 elektroni uchta qobiq bo'ylab taqsimlanadi: birinchisida (yadrodan) 2 ta elektron, ikkinchisida 8 ta, uchinchisida (valentlik) 4; elektron qobiq konfiguratsiyasi 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2. Ketma-ket ionlanish potentsiallari ( ev): 8.149; 16,34; 33.46 va 45.13. Atom radiusi 1,33 a, kovalent radiusi 1,17 a, ion radiusi si 4+ 0,39 a, si 4- 1,98 a.

Uglerod birikmalarida (uglerodga o'xshash) 4-valentin. Biroq, ugleroddan farqli o'laroq, kremniy dioksidi 4 koordinatsion raqami bilan birga 6 ga teng koordinatsion sonni ko'rsatadi, bu uning atomining katta hajmi bilan izohlanadi (bunday birikmalarga 2-guruhni o'z ichiga olgan silikofloridlar misol bo'ladi).

Uglerod atomining boshqa atomlar bilan kimyoviy bog'lanishi odatda gibrid sp 3 orbitallari tufayli amalga oshiriladi, lekin uning beshta (bo'sh) 3 dan ikkitasini jalb qilish ham mumkin. d- orbitallar, ayniqsa K. olti koordinatali boʻlsa. Elektromanfiylik qiymati 1,8 ga teng (uglerod uchun 2,5 ga nisbatan; azot uchun 3,0 va boshqalar) uglerod metall bo'lmagan birikmalarda elektropozitivdir va bu birikmalar tabiatda qutblidir. Kislorod si-o bilan yuqori bog'lanish energiyasi, 464 ga teng kJ/mol(111 kkal/mol) , uning kislorod birikmalarining (sio 2 va silikatlar) barqarorligini aniqlaydi. Si-si bog'lanish energiyasi past, 176 kJ/mol (42 kkal/mol) ; Ugleroddan farqli o'laroq, uglerod Si atomlari orasidagi uzun zanjirlar va qo'sh bog'larning shakllanishi bilan tavsiflanmaydi. Havoda himoya oksidi plyonkasi hosil bo'lganligi sababli, uglerod yuqori haroratlarda ham barqarordir. Kislorodda u 400 ° C dan boshlab oksidlanadi, hosil bo'ladi kremniy dioksidi sio 2. Sio monoksit ham ma'lum, gaz shaklida yuqori haroratlarda barqaror; keskin sovutish natijasida si va sio 2 ning yupqa aralashmasiga oson parchalanadigan qattiq mahsulot olinishi mumkin. K. kislotalarga chidamli boʻlib, faqat nitrat va gidroftorik kislotalar aralashmasida eriydi; vodorod ajralib chiqishi bilan issiq ishqor eritmalarida oson eriydi. K. xona haroratida ftor bilan, qizdirilganda esa boshqa galogenlar bilan reaksiyaga kirishib, umumiy formula olti 4 birikmalarini hosil qiladi. . Vodorod uglerod bilan bevosita reaksiyaga kirishmaydi va kremniy kislotalari(silanlar) silisidlarning parchalanishi natijasida olinadi (pastga qarang). Vodorod silikonlari sih 4 dan si 8 h 18 gacha ma'lum (tarkibi to'yingan uglevodorodlarga o'xshaydi). K. kislorodli silanlarning 2 guruhini hosil qiladi - siloksanlar va siloksenlar. K azot bilan 1000°S dan yuqori haroratda reaksiyaga kirishadi. 1200°C da ham havoda oksidlanmaydigan, kislotalarga (azotdan tashqari) va ishqorlarga, shuningdek, erigan metallar va shlaklarga chidamli bo'lgan si 3 n 4 nitridi katta amaliy ahamiyatga ega bo'lib, bu uni tozalash uchun qimmatli material qiladi. kimyo sanoati, refrakterlar ishlab chiqarish uchun va boshqalar. Uglerodning uglerod bilan birikmalari yuqori qattiqligi, shuningdek, issiqlik va kimyoviy chidamliligi bilan ajralib turadi ( kremniy karbid sic) va bor bilan (sib 3, sib 6, sib 12). Qizdirilganda xlor (metall katalizatorlar ishtirokida, mis kabi) xlororganik birikmalar (masalan, ch 3 cl) bilan reaksiyaga kirishib, sintez uchun ishlatiladigan organogalosilanlarni [masalan, si (ch 3) 3 ci] hosil qiladi. sonidan organosilikon birikmalari.

K. deyarli barcha metallar bilan birikmalar hosil qiladi - silisidlar(faqat bi, tl, pb, hg bilan ulanishlar aniqlanmadi). 250 dan ortiq silisidlar olindi, ularning tarkibi (mesi, mesi 2, me 5 si 3, me 3 si, me 2 si va boshqalar) odatda klassik valentliklarga mos kelmaydi. Silisidlar o'tga chidamli va qattiqdir; Ferrosilikon va molibden silisid mosi 2 eng katta amaliy ahamiyatga ega (elektr pechka isitgichlari, gaz turbinasi pichoqlari va boshqalar).

Kvitansiya va ariza. K.ning texnik tozaligi (95—98%) grafit elektrodlari orasidagi silika sio 2 ni kamaytirish orqali elektr yoyida olinadi. Yarimo'tkazgich texnologiyasining rivojlanishi bilan bog'liq holda sof va ayniqsa sof mis olish usullari ishlab chiqildi.Bu misning eng sof boshlang'ich birikmalarini dastlabki sintez qilishni talab qiladi, undan mis qaytarilish yoki termik parchalanish yo'li bilan olinadi.

Sof yarimo'tkazgichli mis ikki shaklda olinadi: polikristalli (sici 4 yoki sihcl 3 ni sink yoki vodorod bilan kamaytirish, sil 4 va sih 4 ning termal parchalanishi) va bir kristalli (tigelsiz zonaning erishi va bitta kristallni "tortish" eritilgan misdan - Czochralski usuli).

Yarimo'tkazgichli qurilmalar (tranzistorlar, termistorlar, quvvatni to'g'rilash moslamalari, boshqariladigan diodlar - tiristorlar; kosmik kemalarda ishlatiladigan quyosh fotoelementlari va boshqalar) ishlab chiqarish uchun material sifatida maxsus qo'shilgan mis keng qo'llaniladi. K. toʻlqin uzunligi 1 dan 9 gacha boʻlgan nurlar uchun shaffof boʻlgani uchun mkm, u infraqizil optikada qo'llaniladi .

K. xilma-xil va tobora kengayib borayotgan qoʻllanish sohalariga ega. Metallurgiyada kislorod erigan metallarda erigan kislorodni olib tashlash uchun ishlatiladi (deoksidlanish). K. temir va rangli metallarning koʻp sonli qotishmalari tarkibiga kiradi. Odatda, uglerod qotishmalarning korroziyaga chidamliligini oshiradi, ularning quyma xususiyatlarini yaxshilaydi va mexanik kuchni oshiradi; ammo K. ning yuqori miqdori bilan mo'rtlikka olib kelishi mumkin. Eng muhimlari tarkibida kaltsiy bo'lgan temir, mis va alyuminiy qotishmalari.Kremniy organokomponentlari va silisidlarni sintez qilish uchun ko'proq miqdorda uglerod ishlatiladi. Silika va koʻplab silikatlar (gil, dala shpatlari, slyuda, talk va boshqalar) shisha, sement, keramika, elektrotexnika va boshqa sanoat tarmoqlarida qayta ishlanadi.

V. P. Barzakovskiy.

Kremniy organizmda turli birikmalar shaklida bo'lib, asosan qattiq skelet qismlari va to'qimalarining shakllanishida ishtirok etadi. Ba'zi dengiz o'simliklari (masalan, diatomlar) va hayvonlar (masalan, kremniyli gubkalar, radiolar) o'lganlarida okean tubida kremniy dioksidining qalin konlarini hosil qilib, ayniqsa katta miqdorda kremniy to'plashi mumkin. Sovuq dengiz va koʻllarda kaliy bilan boyitilgan biogen loylar, tropik dengizlarda kaliy miqdori kam boʻlgan ohakli loylar ustunlik qiladi.Yer oʻsimliklari orasida donli oʻsimliklar, chanoqlar, palma, otquloqlarda kaliy koʻp toʻplanadi. Umurtqali hayvonlarda kul moddalarida kremniy dioksid miqdori 0,1-0,5% ni tashkil qiladi. Eng koʻp miqdorda K. zich biriktiruvchi toʻqima, buyrak va oshqozon osti bezida uchraydi. Kundalik inson ratsionida 1 tagacha mavjud G K. Havoda kremniy dioksid changi koʻp boʻlsa, u odam oʻpkasiga kirib, kasallikni keltirib chiqaradi - silikoz.

V. V. Kovalskiy.

Lit.: Berezhnoy A.S., Silikon va uning ikkilik tizimlari. K., 1958; Krasyuk B. A., Gribov A. I., Yarimo'tkazgichlar - germaniy va kremniy, M., 1961; Renyan V.R., Yarimo'tkazgichli kremniy texnologiyasi, trans. ingliz tilidan, M., 1969; Sally I.V., Falkevich E.S., Yarimo'tkazgichli kremniy ishlab chiqarish, M., 1970; Kremniy va germaniy. Shanba. Art., ed. E. S. Falkevich, D. I. Levinzon, V. 1-2, M., 1969-70; Gladishevskiy E.I., Silitsidlar va germanidlarning kristall kimyosi, M., 1971; bo'ri N. f., silikon yarimo'tkazgich ma'lumotlari, oxf. - n. y., 1965 yil.

referat yuklab olish

Kremniy

KREMNIY-men; m.[yunon tilidan krēmnos - jarlik, tosh] Kimyoviy element (Si), koʻpchilik jinslarda metall yaltiroq toʻq kulrang kristallar uchraydi.

◁ Silikon, oh, oh. K tuzlari. Silisli (qarang: 2.K.; 1 ball).

kremniy

(lot. Silicium), davriy sistemaning IV guruhining kimyoviy elementi. Metall yorqinligi bilan quyuq kulrang kristallar; zichligi 2,33 g/sm 3, t p 1415ºC. Kimyoviy ta'sirlarga chidamli. U er qobig'i massasining 27,6% ni tashkil qiladi (elementlar orasida 2-o'rin), asosiy minerallar kremniy va silikatlardir. Eng muhim yarimo'tkazgichlardan biri (tranzistorlar, termistorlar, fotosellar). Ko'pgina po'lat va boshqa qotishmalarning ajralmas qismi (mexanik mustahkamlik va korroziyaga chidamliligini oshiradi, quyish xususiyatlarini yaxshilaydi).

KREMNIY

KREMNIYON (lat. Silicium silexdan - chaqmoqtosh), Si ("silikiy" deb o'qing, lekin hozirda ko'pincha "si" deb ataladi), atom raqami 14, atom massasi 28,0855 bo'lgan kimyoviy element. Ruscha nomi yunoncha kremnos - jar, tog'dan keladi.
Tabiiy kremniy uchta barqaror nuklid aralashmasidan iborat (sm. NUCLIDE) massa raqamlari bilan 28 (aralashmada ustunlik qiladi, u massa bo'yicha 92,27% ni o'z ichiga oladi), 29 (4,68%) va 30 (3,05%). Neytral qo'zg'atilmagan kremniy atomining tashqi elektron qatlamining konfiguratsiyasi 3 s 2 R 2 . Birikmalarda u odatda +4 (valentlik IV) va juda kamdan-kam hollarda +3, +2 va +1 (mos ravishda III, II va I valentlik) oksidlanish darajasini ko'rsatadi. Mendeleyev davriy sistemasida kremniy IVA guruhida (uglerod guruhida), uchinchi davrda joylashgan.
Neytral kremniy atomining radiusi 0,133 nm. Kremniy atomining ketma-ket ionlanish energiyalari 8,1517, 16,342, 33,46 va 45,13 eV, elektronga yaqinligi esa 1,22 eV. Koordinatsion raqami 4 boʻlgan Si 4+ ionining radiusi (kremniyda eng koʻp uchraydigan) 0,040 nm, koordinatsion soni 6 – 0,054 nm. Pauling shkalasiga ko'ra, kremniyning elektr manfiyligi 1,9 ga teng. Kremniy odatda metall bo'lmaganlar sifatida tasniflangan bo'lsa-da, bir qator xususiyatlarda u metallar va metall bo'lmaganlar o'rtasida oraliq pozitsiyani egallaydi.
Erkin shaklda - jigarrang kukun yoki metall nashrida och kulrang ixcham material.
Kashfiyot tarixi
Kremniy birikmalari insonga qadim zamonlardan beri ma'lum. Ammo inson oddiy moddasi kremniy bilan atigi 200 yil oldin tanishgan. Darhaqiqat, kremniyni olgan birinchi tadqiqotchilar frantsuz J. L. Gey-Lyusak edi (sm. GAY LUSSAC Jozef Lui) va L. J. Tenard (sm. TENAR Lui Jak). Ular 1811 yilda kremniy ftoridni kaliy metalli bilan qizdirish jigarrang-jigarrang moddaning hosil bo'lishiga olib kelishini aniqladilar:
SiF 4 + 4K = Si + 4KF, ammo tadqiqotchilarning o'zlari yangi oddiy moddani olish haqida to'g'ri xulosa chiqarmadilar. Yangi elementni ochish sharafi shved kimyogari J. Berzeliusga tegishli (sm. BERZELIUS Jens Jeykob), shuningdek, kremniy hosil qilish uchun K 2 SiF 6 tarkibidagi birikmani kaliy metalli bilan qizdirdi. U frantsuz kimyogarlari bilan bir xil amorf kukunni oldi va 1824 yilda yangi elementar moddani e'lon qildi va uni "kremniy" deb atadi. Kristalli kremniy faqat 1854 yilda frantsuz kimyogari A. E. Sent-Kler Devil tomonidan olingan. (sm. SENT-KLER DEVIL Anri Etyen) .
Tabiatda bo'lish
Yer qobig'ining ko'pligi bo'yicha kremniy barcha elementlar orasida (kisloroddan keyin) ikkinchi o'rinda turadi. Kremniy er qobig'i massasining 27,7% ni tashkil qiladi. Silikon bir necha yuz xil tabiiy silikatlarning tarkibiy qismidir (sm. SILIKALAR) va aluminosilikatlar (sm. ALyuminiy silikatlar). Kremniy oksidi yoki kremniy dioksidi ham keng tarqalgan (sm. kremniy dioksidi) SiO 2 (daryo qumi (sm. QUM), kvarts (sm. KVARS), chaqmoqtosh (sm. FLINT) va boshqalar), er qobig'ining taxminan 12% ni tashkil qiladi (massa bo'yicha). Kremniy tabiatda erkin holda uchramaydi.
Kvitansiya
Sanoatda kremniy SiO 2 eritmasini kamon pechlarida taxminan 1800 ° S haroratda koks bilan kamaytirish orqali ishlab chiqariladi. Shu tarzda olingan kremniyning tozaligi taxminan 99,9% ni tashkil qiladi. Amaliy foydalanish uchun yuqori toza kremniy kerak bo'lganligi sababli, hosil bo'lgan kremniy xlorlanadi. SiCl 4 va SiCl 3 H tarkibidagi birikmalar hosil bo'ladi.Bu xloridlar qo'shimcha ravishda turli usullar bilan aralashmalardan tozalanadi va oxirgi bosqichda ular toza vodorod bilan qaytariladi. Avval magniy silisidi Mg 2 Si olish orqali kremniyni tozalash ham mumkin. Keyinchalik, uchuvchi monosilan SiH 4 xlorid yoki sirka kislotalari yordamida magniy silisididan olinadi. Monosilan rektifikatsiya, sorbsiya va boshqa usullar bilan yanada tozalanadi, so'ngra taxminan 1000 ° S haroratda kremniy va vodorodga parchalanadi. Ushbu usullar bilan olingan kremniy tarkibidagi nopoklik miqdori og'irlik bo'yicha 10 -8 -10 -6% gacha kamayadi.
Fizikaviy va kimyoviy xossalari
Silikon yuz markazli kubik olmos turining kristall panjarasi, parametr a = 0,54307 nm (yuqori bosimlarda kremniyning boshqa polimorf modifikatsiyalari olingan), lekin Si-Si atomlari orasidagi bog'lanish uzunligi CC-bog'ining uzunligiga nisbatan uzunroq bo'lganligi sababli, kremniyning qattiqligi olmosnikidan sezilarli darajada kamroq.
Silikon zichligi 2,33 kg/dm3 ni tashkil qiladi. Erish nuqtasi 1410 ° S, qaynash nuqtasi 2355 ° S. Silikon mo'rt, faqat 800 ° C dan yuqori qizdirilganda u plastik moddaga aylanadi. Qizig'i shundaki, kremniy infraqizil (IR) nurlanish uchun shaffofdir.
Elemental kremniy odatiy yarimo'tkazgichdir (sm. YARIMOQCHILAR). Xona haroratida tarmoqli bo'shlig'i 1,09 eV ni tashkil qiladi. Xona haroratida ichki o'tkazuvchanlikka ega kremniydagi oqim tashuvchilarning konsentratsiyasi 1,5·10 16 m -3 ni tashkil qiladi. Kristalli kremniyning elektr xususiyatlariga uning tarkibidagi mikroifratlar katta ta'sir ko'rsatadi. Teshik o'tkazuvchanligi bo'lgan kremniy monokristallarini olish uchun kremniyga III guruh elementlarining qo'shimchalari - bor kiritiladi. (sm. BOR (kimyoviy element)), alyuminiy (sm. ALyuminiy), galliy (sm. GALLIY) va Hindiston (sm. INDIUM), elektron o'tkazuvchanlik bilan - V guruh elementlarining qo'shimchalari - fosfor (sm. FOSFOR), mishyak (sm. ARSENIK) yoki surma (sm. Surma). Kremniyning elektr xossalari monokristallarni qayta ishlash sharoitlarini o'zgartirish, xususan, kremniy yuzasini turli xil kimyoviy vositalar bilan davolash orqali o'zgarishi mumkin.
Kimyoviy jihatdan kremniy faol emas. Xona haroratida u faqat ftor gazi bilan reaksiyaga kirishadi, natijada uchuvchi kremniy tetraflorid SiF 4 hosil bo'ladi. 400-500°C haroratgacha qizdirilganda kremniy kislorod bilan reaksiyaga kirishib, dioksid SiO 2, xlor, brom va yod bilan reaksiyaga kirishib, mos keladigan yuqori uchuvchi tetragalidlar SiHal 4 ni hosil qiladi.
Kremniy vodorod bilan to'g'ridan-to'g'ri reaksiyaga kirishmaydi; vodorod bilan kremniy birikmalari silanlardir (sm. SILANS) umumiy formula bilan Si n H 2n+2 - bilvosita olingan. Monosilan SiH 4 (ko'pincha oddiy silan deb ataladi) metall silisidlar kislota eritmalari bilan reaksiyaga kirishganda chiqariladi, masalan:
Ca 2 Si + 4HCl = 2CaCl 2 + SiH 4
Ushbu reaksiyada hosil bo'lgan silan SiH 4 boshqa silanlarning aralashmasini o'z ichiga oladi, xususan, disilan Si 2 H 6 va trisilan Si 3 H 8, ularda bitta bog'lar (-Si-Si-Si) bilan bog'langan silikon atomlari zanjiri mavjud. -) .
Azot bilan, taxminan 1000 ° C haroratda kremniy Si 3 N 4 nitridini, bor bilan - termal va kimyoviy jihatdan barqaror SiB 3, SiB 6 va SiB 12 boridlarini hosil qiladi. Kremniy birikmasi va davriy jadvalga ko'ra uning eng yaqin analogi - uglerod - kremniy karbid SiC (karborundum) (sm. KARBORUND)) yuqori qattiqlik va past kimyoviy reaktivlik bilan tavsiflanadi. Karborundum abraziv material sifatida keng qo'llaniladi.
Kremniyni metallar bilan qizdirganda, silisidlar hosil bo'ladi (sm. SILICIDLAR). Silitsidlarni ikki guruhga bo'lish mumkin: ion-kovalent (ishqoriy, gidroksidi tuproq metallari va magniyning Ca 2 Si, Mg 2 Si va boshqalar silisidlari) va metallga o'xshash (o'tish metallarining silisidlari). Faol metallarning silisidlari kislotalar ta'sirida parchalanadi, o'tish metallarining silisidlari kimyoviy jihatdan barqaror va kislotalar ta'sirida parchalanmaydi. Metallga o'xshash silisidlar yuqori erish nuqtalariga ega (2000 ° S gacha). Eng ko'p hosil bo'lgan metallga o'xshash silisidlar MSi, M 3 Si 2, M 2 Si 3, M 5 Si 3 va MSi 2 kompozitsiyalaridir. Metallga o'xshash silisidlar kimyoviy jihatdan inert va hatto yuqori haroratlarda ham kislorodga chidamli.
Silikon dioksid SiO 2 kislotali oksid bo'lib, suv bilan reaksiyaga kirishmaydi. Bir nechta polimorflar shaklida mavjud (kvars (sm. KVARS), tridimit, kristobalit, shishasimon SiO 2). Ushbu modifikatsiyalar ichida kvarts eng katta amaliy ahamiyatga ega. Kvarts piezoelektrik xususiyatlarga ega (sm. PIEZOELEKTR MATERIALLAR), ultrabinafsha (UV) nurlanish uchun shaffofdir. Bu termal kengayishning juda past koeffitsienti bilan tavsiflanadi, shuning uchun kvartsdan tayyorlangan idishlar 1000 darajagacha bo'lgan harorat o'zgarishida yorilib ketmaydi.
Kvarts kimyoviy jihatdan kislotalarga chidamli, ammo gidroflorik kislota bilan reaksiyaga kirishadi:
SiO 2 + 6HF =H 2 + 2H 2 O
va vodorod ftorid gazi HF:
SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O
Bu ikki reaksiya shisha qirqish uchun keng qo'llaniladi.
SiO 2 ishqorlar va asosiy oksidlar, shuningdek faol metallarning karbonatlari bilan birlashganda silikatlar hosil bo'ladi. (sm. SILIKALAR)- doimiy tarkibga ega bo'lmagan juda zaif suvda erimaydigan kremniy kislotalarning tuzlari (sm. kremniy kislotalari) umumiy formula xH 2 O ySiO 2 (ko'pincha adabiyotda ular kremniy kislotalari haqida emas, balki kremniy kislotasi haqida juda aniq yozadilar, garchi aslida ular bir xil narsa haqida gapirsalar ham). Masalan, natriy ortosilikat olinishi mumkin:
SiO 2 + 4NaOH = (2Na 2 O) SiO 2 + 2H 2 O,
kaltsiy metasilikat:
SiO 2 + CaO = CaO SiO 2
yoki aralash kaltsiy va natriy silikat:
Na 2 CO 3 + CaCO 3 + 6SiO 2 = Na 2 O CaO 6SiO 2 + 2CO 2
Deraza oynasi Na 2 O·CaO·6SiO 2 silikatdan tayyorlanadi.
Shuni ta'kidlash kerakki, ko'pchilik silikatlar doimiy tarkibga ega emas. Barcha silikatlardan faqat natriy va kaliy silikatlari suvda eriydi. Ushbu silikatlarning suvdagi eritmalari eruvchan shisha deb ataladi. Gidroliz tufayli bu eritmalar yuqori ishqoriy muhit bilan tavsiflanadi. Gidrolizlangan silikatlar haqiqiy emas, balki kolloid eritmalar hosil bo'lishi bilan tavsiflanadi. Natriy yoki kaliy silikatlarining eritmalari kislotalanganda, gidratlangan kremniy kislotalarning jelatinsimon oq cho'kmasi cho'kadi.
Ham qattiq kremniy dioksidi, ham barcha silikatlarning asosiy strukturaviy elementi guruh bo'lib, unda kremniy atomi Si to'rtta kislorod atomidan iborat tetraedr bilan o'ralgan O. Bu holda, har bir kislorod atomi ikkita kremniy atomiga bog'langan. Fragmanlar bir-biriga turli yo'llar bilan ulanishi mumkin. Silikatlar orasida ularning bo'laklaridagi bog'lanishlarning tabiatiga ko'ra, ular orol, zanjir, lenta, qatlamli, ramka va boshqalarga bo'linadi.
SiO 2 yuqori haroratlarda kremniy bilan qaytarilganda SiO tarkibidagi kremniy monoksit hosil bo'ladi.
Kremniy organosilikon birikmalarining hosil bo'lishi bilan tavsiflanadi (sm. ORGANOSILON BIRIKMALARI), unda silikon atomlari kislorod atomlari -O- ko'prigi tufayli uzun zanjirlarda bog'langan va har bir kremniy atomiga ikkita O atomiga qo'shimcha ravishda yana ikkita organik radikal R 1 va R 2 = CH 3, C 2 H 5, C 6 biriktirilgan H 5, CH 2 CH 2 CF 3 va boshqalar.
Ilova
Yarim o'tkazgich sifatida kremniy ishlatiladi. Kvarts piezoelektrik sifatida, issiqlikka chidamli kimyoviy (kvars) kostryulkalar va UV lampalar ishlab chiqarish uchun material sifatida ishlatiladi. Silikatlar qurilish materiallari sifatida keng qo'llaniladi. Deraza oynalari amorf silikatlardir. Organosilikon materiallar yuqori aşınma qarshiligi bilan ajralib turadi va amalda silikon moylari, yopishtiruvchi moddalar, kauchuklar va laklar sifatida keng qo'llaniladi.
Biologik rol
Ba'zi organizmlar uchun kremniy muhim biogen element hisoblanadi (sm. BIOGENIK ELEMENTLAR). U o'simliklardagi qo'llab-quvvatlovchi tuzilmalar va hayvonlarda skelet tuzilmalarining bir qismidir. Kremniy ko'p miqdorda dengiz organizmlari - diatomlar tomonidan to'plangan. (sm. DIATOM suvo'tlari), radiolariyaliklar (sm. RADIOLARYA), gubkalar (sm. SPONGS). Inson mushak to'qimasida (1-2)·10 -2% kremniy, suyak to'qimasida - 17·10 -4%, qonda - 3,9 mg/l. Inson tanasiga kuniga 1 g gacha kremniy oziq-ovqat bilan kiradi.
Silikon birikmalari zaharli emas. Ammo silikat va kremniy dioksidining yuqori dispersli zarrachalarini, masalan, portlatish ishlarida, shaxtalarda tog' jinslarini kesishda, qumtosh mashinalarining ishlashida va hokazolarni nafas olish juda xavflidir.O'pkaga kiradigan SiO 2 mikrozarralari kristallanadi. ularda va hosil bo'lgan kristallar o'pka to'qimasini yo'q qiladi va jiddiy kasallik - silikozni keltirib chiqaradi (sm. SILIKOZ). Ushbu xavfli changning o'pkangizga kirishiga yo'l qo'ymaslik uchun siz nafas olish tizimini himoya qilish uchun respiratordan foydalanishingiz kerak.

ensiklopedik lug'at. 2009 .

Sinonimlar:

Boshqa lug'atlarda "kremniy" nima ekanligini ko'ring:

- (Si belgisi), davriy sistemaning IV guruhining keng tarqalgan kulrang kimyoviy elementi, metall bo'lmagan. U birinchi marta 1824 yilda Jens BERZELIUS tomonidan ajratilgan. Kremniy faqat SILICA (kremniy dioksidi) kabi birikmalarda yoki... ... Ilmiy-texnik entsiklopedik lug'at

Kremniy- deyarli faqat elektr yoy pechlari yordamida kremniy oksidini karbotermik kamaytirish orqali ishlab chiqariladi. Bu issiqlik va elektrni yomon o'tkazuvchi, shishadan qattiqroq, odatda kukun shaklida yoki ko'pincha shaklsiz bo'laklar ... ... Rasmiy terminologiya

KREMNIY- kimyo. element, metall bo'lmagan, belgisi Si (lat. Silicium), at. n. 14, da. m 28.08; amorf va kristalli kremniy (olmos bilan bir xil turdagi kristallardan qurilgan) ma'lum. Kubik tuzilishga ega boʻlgan amorf K. jigarrang kukuni yuqori dispersli... ... Katta politexnika entsiklopediyasi

- (Silisium), Si, davriy sistemaning IV guruhi kimyoviy elementi, atom raqami 14, atom massasi 28,0855; metall bo'lmagan, erish nuqtasi 1415 ° S. Silikon Yerda kisloroddan keyin ikkinchi eng keng tarqalgan element bo'lib, uning er qobig'idagi miqdori og'irligi bo'yicha 27,6% ni tashkil qiladi. Zamonaviy ensiklopediya

Si (lot. Silicium * a. kremniy, kremniy; n. Silizium; f. silicium; i. siliseo), kimyoviy. davriy IV guruh elementi. Mendeleyev tizimi, at. n. 14, da. m. 28,086. Tabiatda 3 ta barqaror izotop mavjud: 28Si (92,27), 29Si (4,68%), 30Si (3 ... Geologik ensiklopediya

- (Si), sintetik monokristal, yarim o'tkazgich. Nuqta simmetriya guruhi m3m, zichligi 2,33 g/sm3, Tmelt=1417°C. Mohs shkalasi bo'yicha qattiqlik 7, mo'rt, sezilarli egiluvchanlik. deformatsiya T>800°S da boshlanadi. Issiqlik o'tkazuvchanligi, harorat koeffitsienti. chiziqli ...... Jismoniy ensiklopediya

Rus sinonimlarining silisium lug'ati. kremniy nomi, sinonimlar soni: 6 leykon (1) mineral ... Sinonim lug'at

Kremniy- (Silisium), Si, davriy sistemaning IV guruhi kimyoviy elementi, atom raqami 14, atom massasi 28,0855; metall bo'lmagan, erish nuqtasi 1415 ° S. Silikon Yerda kisloroddan keyin ikkinchi eng keng tarqalgan element bo'lib, uning er qobig'idagi miqdori og'irligi bo'yicha 27,6% ni tashkil qiladi. Illustrated entsiklopedik lug'at

- (lat. Silicium) Si, davriy sistemaning IV guruhining kimyoviy elementi, atom raqami 14, atom massasi 28,0855. Metall yorqinligi bilan quyuq kulrang kristallar; zichligi 2,33 g/sm³, erish temperaturasi 1415.C. Kimyoviy ta'sirlarga chidamli. To'ldiradi ...... Katta ensiklopedik lug'at

KREMNIY, kremniy, ko'p. yo'q, er (kimyoviy). Ko'pgina jinslarda uchraydigan kimyoviy element. Ushakovning izohli lug'ati. D.N. Ushakov. 1935 1940 ... Ushakovning izohli lug'ati