Kemisk symbol för grundämnet kisel. Kisel i naturen (25,8 % i jordskorpan). Vad hotar överskott av kisel

11.11.2020

fysikaliska egenskaper. Kisel är ömtåligt. Vid uppvärmning över 800 ° C ökar dess plasticitet. Det är resistent mot syror. I en sur miljö täcks den med en olöslig oxidfilm och passiveras.

Mikroelementet är transparent för infraröd strålning, med början från en våglängd på 1,1 mikron.

Kemiska egenskaper. Kisel interagerar:

med halogener (fluor) med manifestationen av reducerande egenskaper: Si + 2F2 = SiF4. Den reagerar med väteklorid vid 300°C, med vätebromid vid 500°C;
med klor vid upphettning till 400–600°C: Si + 2Cl2 = SiCl4;
med syre vid upphettning till 400–600°C: Si + O2 = SiO2;
med andra icke-metaller. Vid en temperatur av 2000 ° C reagerar den med kol (Si + C = SiC) och bor (Si + 3B = B3Si);
med kväve vid en temperatur av 1000 ° C: 3Si + 2N2 = Si3N4;
med metaller för att bilda silicider: 2Ca + Si = Ca2Si;
med syror - endast med en blandning av fluorvätesyra och salpetersyra: 3Si + 4HNO3 + 18HF = 3H2 + 4NO + 8H2O;
med lut. Kisel löser sig och silikat och väte bildas: Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + H2.

Interagerar inte med väte.

Interaktion i kroppen med vitaminer och mineraler

Kisel interagerar med vitaminer och. Kombinationen av spannmål med citrusfrukter och gröna grönsaker anses vara den mest fördelaktiga.

Kisel är involverat i kampen mot fria radikaler. I växelverkan med tungmetaller (bly), bildar spårelementet stabila föreningar. De utsöndras av det genitourinära systemet. Samma sak händer med slagg och giftiga ämnen.

Kisel förbättrar absorptionen av järn (Fe) och kalcium (Ca), kobolt (Cb), mangan (Mn), fluor (F).

En minskning av koncentrationen av kisel i bindväven leder till vaskulär skada, åderförkalkning och en kränkning av benvävnadens styrka.

Silikonets roll i förekomsten och förloppet av olika sjukdomar

Med brist på kisel i kroppen ökar koncentrationen av kolesterol i blodet. På grund av detta bildas kolesterolplack, utflödet förvärras.

När kisel konsumeras mindre än 20 mg per dag försvagas immuniteten. Allergiska utslag uppstår, huden blir torr och flagnande, en svamp utvecklas.

Håret blir tunnare, hårbotten flagnar och kliar. Nagelplattorna är deformerade.

Arbetsförmåga och mentalt tillstånd försämras på grund av försämrat blodutflöde och mättnad av hjärnan med syre.

Med en minskning av mängden kisel i kroppen till 1,2-1,6% är det fyllt med förekomsten av stroke, hjärtinfarkt, diabetes mellitus, hepatitvirus och onkologi.

Ett överskott av kisel leder till avsättning av salter i urinvägarna och lederna, fibros och patologier i blodkärlen. I värsta fall förstoras levern, extremiteterna svullnar, huden blir blå och andnöd uppträder.

Funktionspotential hos kisel

Den huvudsakliga uppgiften för kisel i kroppen är bildandet av ben, broskvävnad och kärlväggar. 90% av mineralet finns i bind- och benvävnad, lymfkörtlar, sköldkörtel, hår och hud. Den funktionella potentialen hos det kemiska elementet är dock inte begränsad till detta. Tack vare silikon:

ben och ligament stärks. Ju fler mineraler i den första, desto starkare är den. En minskning av koncentrationen av kisel i benvävnad är fylld av osteoporos och åderförkalkning. För brosk är syntesen av glykosaminoglykaner viktig;
förhindrar degenerering av mellankotdiskarna. De senare består av plattor av broskvävnad. Ju mindre kisel, desto snabbare slits plattan ut. Om det bildas en spricka i den kommer cerebrospinalvätska att börja rinna ut. Detta är fyllt med utsprång och bråck;
benvävnad återställs. Ben, ligament och senor växer ihop mycket svårt och långa;
förbättrar hudens, naglarnas och hårets tillstånd. De innehåller den högsta koncentrationen av ett kemiskt element. Torr och flagnande hud, sprött och matt hår, exfolierande naglar är tecken på kiselbrist;
ämnesomsättningen stabiliseras. Tack vare kisel absorberas tre fjärdedelar av 70 % av de kemiska grundämnena. Mineralet är involverat i protein- och kolhydratmetabolism;
immuniteten stärks. Tack vare kisel accelereras fagocytos - bildandet av speciella celler i immunsystemet. Deras huvudsakliga funktion är nedbrytningen av främmande proteinstrukturer. Om en virusinfektion kommer in i kroppen, omsluter fagocyter fienden och förstör den;
tar bort tungmetaller och gifter. Kiseloxid reagerar med dem, omvandlar dem till föreningar som är neutrala för kroppen, som utsöndras i urinen;
väggarna i blodkärlen, hjärtklaffarna, skalet på organen i mag-tarmkanalen stärks. Grunden för kärlväggen är elastin, som syntetiseras med kisel;
permeabiliteten av blodkärlens väggar minskar, tecknen på åderbråck, tromboflebit och vaskulit minskar;
cancer förebyggs. Antioxidantegenskaperna hos vitamin C, A, E förstärks genom interaktion med kisel. Det är lättare för kroppen att bekämpa fria radikaler;
hjärnsjukdomar förebyggs. Med brist på kisel blir blodkärlens väggar mjukare, de transporterar dåligt blod till hjärnan, vilket leder till hypoxi - syresvält, på grund av vilken hjärnan inte fungerar med full kapacitet. Hjärnneuroner kan inte ge och ta emot kommandon utan kisel. Som ett resultat störs motoriken i rörelser, kärlen smalnar, huvudet gör ont och känns yr, och hälsotillståndet förvärras.

Källor till kisel

Kategori	Produkt	Ungefärlig kiselhalt
Vegetabilisk olja	Ceder, sesam, senap, mandel, oliv, jordnöt, pumpa, linfrö, soja
Animaliska oljor	Lamm, nötkött, fläskfett, ister, margarin, smör Fisk: flundra, hälleflundra, chinook lax	Obetydlig, efter bearbetning saknas kisel
Juicen	Druva, päron, tranbär	I ett glas - 24% av det dagliga behovet av ett mikroelement
nötter	Valnötter, hasselnötter, pistagenötter, solrosfrön	I en handfull nötter från 12 till 100% av dagsbehovet. Mest kisel finns i valnötter och hasselnötter (100 % i 50 g), minst i pistagenötter (25 % i 50 g)
Spannmål	Brunt ris, havregryn, hirs, vetekli, majs, korn	En portion gröt (200 g) innehåller det dagliga behovet av kisel
Grönsaker	Vitkål, lök, selleri, gurka, morötter, spenat, potatis, rädisor, rödbetor. Samt tomater, paprika, rabarber; bönor, gröna bönor och soja
Frukt och bär	Aprikoser, bananer, äpplen; jordgubbar, körsbär, plommon	I 200 g frukt - upp till 40% av det dagliga intaget av kisel, i samma mängd bär - upp till 30%
Torkade frukter	Dadlar, fikon, russin
Mjölkprodukter	Surmjölk, kefir, ägg
Kött och skaldjur	Kyckling, nötkött; tång, tång

brunt ris - 1240;
havregryn - 1000;
hirs - 754;
korn - 600;
sojabönor - 177;
bovete - 120;
bönor - 92;
Ärter - 83;
jordärtskocka - 80;
Majs - 60;
Hasselnöt - 51;
spenat - 42;
Ryazhenka - 34;
Persilja - 31;
Blomkål - 24;
Grön bladsallat - 18;
Persika - 10;
Kaprifol - 10.

Råd! Vill du snabbt fylla på kiselreserver i kroppen? Glöm kött med tillbehör. Köttet i sig, även om det innehåller en tillräcklig mängd kisel (30-50 mg per 100 g), förhindrar dess absorption från andra produkter. Separat mat är motsatsen. Kombinera brunt ris, korn, hirs, hirs, bovete med grönsaker och frukt. Ordna "fastedagar" på aprikoser, päron och körsbär

Kombination med andra näringsämnen

Undvik att kombinera kisel med aluminium. Den senares verkan är motsatt verkan av kisel.

Kisel, tillsammans med andra spårämnen, är involverat i de kemiska reaktionerna av syntesen av kollagen och elastin, som är en del av bindväven i huden, håret och naglarna.

Kisel förstärker antioxidantegenskaperna hos vitaminerna C, A, E. De senare bekämpar fria radikaler som orsakar cancer.

För att förebygga cancer, ät tillsammans sådana produkter (beskrivs i tabellen)

Mat rik på vitamin A:	Livsmedel rik på vitamin C:	Mat rik på vitamin E:
morötter, persilja, syra och bergaska; färska gröna ärtor, spenat; ärtor, salladsblad; pumpa, tomater, persika, aprikos; vitkål, gröna bönor, blått plommon, björnbär; röd paprika, potatis, salladslök; vildros, havtorn, katrinplommon; linser, sojabönor, äpplen; kalebasser; nässlor, pepparmynta	havtornsbär, jordgubbar, svarta vinbär; citrusfrukter, pepparrot; jordgubbe, ananas; banan, körsbär; vitkålsbroccoli, brysselkål, surkål; grön ung lök; hallon, mango; grön paprika, rädisa, spenat	kål, tomater, rotselleri, pumpa; gröna, paprika, ärtor; morötter, majs; hallon, blåbär, olika torkade frukter; svartvinbär, vildros (färsk), plommon; sesam, vallmo, korn, havre, baljväxter

Kiseloxid interagerar i kroppen med tungmetaller (bly) och gifter. Som ett resultat av en kemisk reaktion bildas stabila föreningar, som utsöndras från kroppen av njurarna.

Dagspris

Det dagliga intaget av kisel (listat nedan) beräknas endast för vuxna. Tolererbara övre intagsnivåer för kisel för barn och ungdomar har inte fastställts.

Barn under 6 månader och efter 7 månader är frånvarande.

Från 1 till 13 år - inga.
Ungdomar (manliga och kvinnliga) - inga.
Vuxna - 20-50 mg.

Vid användning av läkemedel som innehåller kisel (Atoxil) är den dagliga dosen för barn över 7 år och vuxna 12 g. Den maximala dosen av läkemedlet är 24 gram per dag. För barn från ett år till 7 år - 150-200 mg av läkemedlet per kilo kroppsvikt.

Kiselbrist och överskott

Kiselbrist kan orsakas av:

Bristen på kisel i kroppen är farlig i följande tillstånd:

hög koncentration av kolesterol i blodet. Kolesterol täpper till blodkärlen (zolesterol "plack" bildas), blodet blir mer trögflytande och dess utflöde förvärras;
predisposition för svampsjukdomar. Ju mindre kisel, desto svagare immunförsvar. När en virusinfektion kommer in i kroppen produceras fagocyter (speciella celler i immunsystemet) i otillräckliga mängder;
mjäll, håravfall och tunt hår. Hår och huds elasticitet är fördelen med elastin och kollagen, som syntetiseras på grund av kisel. Dess brist påverkar hudens, hårets och naglarnas tillstånd;
humörsvängningar. Inte bara arbetsförmåga, utan också det mentala tillståndet hos en person beror på hjärnans mättnad med syre. På grund av de försvagade väggarna i blodkärlen flyter blodet inte bra till hjärnan. Det finns inte tillräckligt med syre för att utföra de vanliga mentala operationerna. Humörsvängningar och försämrad prestanda är resultatet av brist på kisel. Samma sak händer när vädret växlar;
hjärt-kärlsjukdomar. Anledningen är densamma - försvagade väggar i blodkärlen;
diabetes mellitus. Anledningen är en ökning av koncentrationen av glukos i blodet och kroppens oförmåga att minska den.

från 1,2 till 4,7% - stroke och hjärtinfarkt;
1,4% eller mindre - diabetes mellitus;
1,6% eller mindre - hepatitvirus;
1,3% - onkologiska sjukdomar.

Råd! Kisel är involverat i alla typer av utbyte. Förvarat i blodkärlens väggar skyddar mikroelementet dem från penetrering av fetter i blodplasman och blockerar blodomloppet.

Öka mängden mat som innehåller kisel i din kost under:

fysisk och känslomässig trötthet. En portion flingor till frukost, en stor tallrik grönsallad till lunch och ett glas jäst bakad mjölk eller kefir innan du går och lägger dig garanterar en energikick;
graviditet och amning Barnets och moderns immunitet beror på rätt kost. 20-50 mg kisel per dag kommer att göra benen starka och huden elastisk;
förberedelser inför tävlingen. Ju mer energikostnader, desto mer kiselhaltig mat bör finnas i kosten. De kommer att förhindra sköra ben och stukning av ligament och senor;
puberteten. Smärta i knäna (Schlaters sjukdom) är vanligt. Benceller delar sig snabbare än bindeceller. Den senare håller inte bara benet i en anatomiskt korrekt position, utan skyddar också mot mekanisk skada. Tranbär, valnötter och päron är ett bra mellanmål för en tonåring.

Om tillståndet för huden, håret och naglarna är otillfredsställande, luta dig mot flingor och juice. Druvjuice till morgondagen, tranbärsjuice till lunch och päronjuice till middag är första steget till elastisk och tonad hud.

Vad hotar överskott av kisel

Det är omöjligt att bli sjuk på grund av ett överskott av kisel i kosten, men invånare i områden med hög halt av kisel i mark eller vatten är i riskzonen.

På grund av den höga koncentrationen av kisel i kroppen:

salter deponeras i urinvägarna, lederna och andra organ;
fibros utvecklas i blodkärlen och i hela kroppen som helhet. Symtom: snabb andning med lätt ansträngning, minskad lungkapacitet, lågt blodtryck;
den högra ventrikeln expanderar och hypertrofier ("cor pulmonale");
levern ökar, lemmarna sväller, huden blir blå;
irritabilitet ökar, asteniskt syndrom utvecklas;
ökad risk för övre luftvägsinfektioner. Den vanligaste av dessa är silikos. Sjukdomen utvecklas på grund av inandning av damm som innehåller kiseldioxid och fortsätter i kronisk form. När sjukdomen fortskrider växer bindväv i patientens lungor. Normalt gasutbyte störs och mot dess bakgrund utvecklas tuberkulos, emfysem eller lungcancer.

I riskzonen är arbetare i gruvor, gjuterier, tillverkare av eldfasta material och keramiska produkter. Sjukdomen signaleras av andnöd, andnöd och hosta. Symtomen förvärras av fysisk ansträngning. Porslin och fajans, glasproduktion, avlagringar av malmer av icke-järn och ädelmetaller, sandblästring av gjutgods är potentiellt farliga föremål.

Ett överskott av kisel bevisas av en minskning och ökning av kroppstemperaturen, depression, allmän trötthet och dåsighet.

Med sådana tecken, inkluderar morötter, rödbetor, potatis, jordärtskockor, samt aprikoser, körsbär, bananer och jordgubbar i kosten.

Produkter som innehåller kisel

Trots att en vuxens kropp innehåller 1-2 g kisel, gör en extra del inte ont. Per dag, med mat och vatten, konsumerar en vuxen cirka 3,5 mg kisel. En vuxen spenderar tre gånger mer på huvudmetabolismen - cirka 9 mg. Orsakerna till den ökade användningen av kisel är dålig ekologi, oxidativa processer som framkallar bildandet av fria radikaler och stress. Du kan inte klara dig utan enbart produkter som innehåller kisel - fyll på med droger eller medicinalväxter.

Rekordhållarna för innehållet av kisel är enbär, åkerfräken, renfana, malört, ginkgo biloba. Samt åkerkamomill, timjan, kinesisk valnöt och eukalyptus.

Kiselbrist kan fyllas med kiselvatten. En av egenskaperna hos ett spårämne är struktureringen av vattenmolekyler. Sådant vatten är inte lämpligt för livet av patogena mikroorganismer, protozoer, svampar, toxiner och främmande kemiska element.

Kiselvatten i smak och friskhet påminner om smält vatten.

För att rena och berika vatten med kisel hemma måste du:

köp flintstenar i en apoteksbutik - ju mindre, desto bättre (ju större kontaktyta mellan flinta och vatten);
lägg i vatten med en hastighet av 50 g stenar per 3 liter vatten;
infundera vatten i en glasskål vid rumstemperatur på en mörk plats i 3-4 dagar. Ju längre vattnet infunderas, desto mer uttalad blir den terapeutiska effekten;
häll det beredda vattnet i en annan behållare och lämna bottenskiktet 3–4 cm djupt (det kan inte användas på grund av ansamling av toxiner).
i en förseglad behållare lagras vatten i upp till ett och ett halvt år.
Du kan dricka kiselvatten i valfri mängd för att förhindra åderförkalkning, högt blodtryck och urolithiasis, hudpatologi och diabetes, infektionssjukdomar och onkologiska sjukdomar, åderbråck och till och med neuropsykiatriska sjukdomar.

Atoxil (Atoxil). Den aktiva substansen i Atoxil är kiseldioxid.

Utgivningsformulär:

pulver för beredning av suspension;
flaskor med 12 g av läkemedlet;
injektionsflaskor med 10 mg av läkemedlet;
2 g påsar, 20 påsar per förpackning.

Farmakologisk effekt. Den fungerar som en enterosorbent, har en sårläkande, antiallergisk, antimikrobiell, bakteriostatisk och avgiftande effekt.

I organen i mag-tarmkanalen absorberar läkemedlet exogena och endogena toxiner (bakterie- och matallergener, endotoxiner av mikroorganismer, giftiga ämnen) och tar bort dem.

Påskyndar transporten av toxiner från blod, lymf och vävnader till matsmältningskanalen.

Indikationer: diarré, salmonellos, viral hepatit A och B, allergiska sjukdomar (diates, atopisk dermatit), brännskador, trofiska sår, purulenta sår.

Det används för njursjukdomar, enterokolit, giftig hepatit, levercirros, hepatocholecystit, drog- och alkoholförgiftning, hudsjukdomar (eksem, dermatit, neurodermatit), förgiftning med purulenta-septiska processer och brännskador.

Hur man ansöker:

Flaska. Öppna flaskan (flaskan) med pulvret, lägg till 250 ml-märket i rent dricksvatten, skaka tills det är slätt.
Sachet. Lös upp 1-2 påsar i 100-150 ml rent dricksvatten. Ta en timme före måltid eller medicinering.

Behandlingstiden för akuta tarminfektioner är 3-5 dagar. Behandlingsförloppet är upp till 15 dagar. Vid behandling av viral hepatit - 7-10 dagar.

Biverkningar effekter: förstoppning.

Kontraindikationer: exacerbation av magsår i tolvfingertarmen och magen, erosion och sår i slemhinnan i tjock- och tunntarmen, tarmobstruktion, överkänslighet mot kiseldioxid.

Läkemedlet är inte ordinerat till barn under ett år, gravida och ammande.

Interaktion med läkemedel:

med acetylsalicylsyra (Aspirin) - ökad trombocytuppdelning;
med Simvastatin och Nikotinsyra - en minskning av blodnivåerna av aterogena fraktioner av lipidspektrumindikatorer och en ökning av nivån av VP-lipoproteiner och kolesterol;
med antiseptika (Trifuran, Furacillin, Klorhexidin, Bifuran, etc.) - öka effektiviteten av terapi för purulenta-inflammatoriska processer.

2349,85°C (2623 K)

Oud. fusionsvärme

50,6 kJ/mol

Oud. avdunstningsvärme

383 kJ/mol

Molär värmekapacitet Kristallgittret av ett enkelt ämne Gallerstruktur

kubik, diamant

Gitterparametrar Debye temperatur Andra egenskaper Värmeledningsförmåga

(300 K) 149 W/(m K)

Emissionsspektrum

14

3s 2 3p 2

namnets ursprung

Oftast förekommer kisel i naturen i form av kiseldioxid - föreningar baserade på kiseldioxid (IV) SiO 2 (ca 12 % av jordskorpans massa). De viktigaste mineralerna och bergarterna som bildas av kiseldioxid är sand (flod och kvarts), kvarts och kvartsiter, flinta, fältspat. Den näst vanligaste gruppen av kiselföreningar i naturen är silikater och aluminiumsilikater.

Isolerade fakta om att hitta rent kisel i naturlig form noteras.

Mottagande

Fri kisel erhålls genom att kalcinera fin vit sand (kiseldioxid) med magnesium:

$\mathsf(SiO_2+2Mg \ \högerpil \ 2MgO+Si)$

Detta skapar amorft kisel, med utseendet av ett brunt pulver.

Inom industrin erhålls kisel av teknisk renhet genom att reducera SiO 2 -smältan med koks vid en temperatur av cirka 1800 ° C i ugnar av malmschakttyp. Renheten hos kisel som erhålls på detta sätt kan nå 99,9% (de huvudsakliga föroreningarna är kol och metaller).

Ytterligare rening av kisel från föroreningar är möjlig.

Rengöring i laboratoriet kan utföras genom att preliminärt erhålla magnesiumsilicid Mg 2 Si. Vidare erhålls gasformig monosilan SiH4 från magnesiumsilicid med användning av saltsyra eller ättiksyra. Monosilan renas genom destillation, sorption och andra metoder och sönderdelas sedan till kisel och väte vid en temperatur av cirka 1000 °C.
Rening av kisel i industriell skala utförs genom direkt klorering av kisel. I detta fall bildas föreningar med sammansättningen SiCl4, SiHCl3 och SiH2Cl2. De renas från föroreningar på olika sätt (som regel genom destillation och disproportionering) och reduceras i slutskedet med rent väte vid temperaturer från 900 till 1100 ° C.
Billigare, renare och effektivare industriell kiselreningsteknik håller på att utvecklas. För 2010 inkluderar dessa tekniker för rening av kisel med fluor (istället för klor); teknik som involverar destillation av kiselmonoxid; teknologier baserade på etsning av föroreningar som koncentreras vid intergranulära gränser.

Innehållet av föroreningar i efterrenat kisel kan reduceras till 10 −8 -10 −6 viktprocent. Mer detaljerat diskuteras frågorna om att erhålla ultrarent kisel i artikeln Polykristallint kisel.

Metoden för att erhålla kisel i sin rena form utvecklades av Nikolai Nikolaevich Beketov.

Fysikaliska egenskaper

Kristallgittret av kisel är en kubisk ytacentrerad diamanttyp, parameter a = 0,54307 nm (andra polymorfa modifieringar av kisel erhölls också vid höga tryck), men på grund av den längre bindningslängden mellan Si-Si-atomer jämfört med C-C-bindningen längd är kiselns hårdhet betydligt mindre än en diamant. Kisel är sprött, först när det värms över 800 °C blir det plastiskt. Den är transparent för infraröd strålning från en våglängd på 1,1 µm. Den inneboende koncentrationen av laddningsbärare är 5,81·10 15 m −3 (för en temperatur på 300 K).

Elektrofysiska egenskaper

Elementärt kisel i enkristallform är en halvledare med indirekt gap. Bandgapet vid rumstemperatur är 1,12 eV och vid T = 0 K - 1,21 eV. Koncentrationen av inre laddningsbärare i kisel under normala förhållanden är cirka 1,5·10 10 cm −3.

De elektrofysiska egenskaperna hos kristallint kisel påverkas i hög grad av föroreningarna som finns i det. För att erhålla kiselkristaller med hålledningsförmåga införs atomer av grupp III-element, såsom bor, aluminium, gallium, indium, i kisel. För att erhålla kiselkristaller med elektronisk ledningsförmåga, införs atomer av grupp V-element, såsom fosfor, arsenik, antimon, i kisel.

När man skapar elektroniska enheter baserade på kisel används huvudsakligen det ytnära skiktet av en enkristall (upp till tiotals mikron tjockt), så kvaliteten på kristallytan kan ha en betydande inverkan på de elektrofysiska egenskaperna hos kisel och följaktligen. , om egenskaperna hos den skapade elektroniska enheten. När man skapar vissa enheter används tekniken som modifierar ytan på en enskild kristall, till exempel behandling av kiselytan med olika kemiska reagenser och dess bestrålning.

Kemiska egenskaper

Liksom kolatomer kännetecknas kiselatomer av tillståndet sp 3 -hybridisering av orbitaler. I samband med hybridisering bildar rent kristallint kisel ett diamantliknande gitter där kisel är fyrvärt. I föreningar visar sig kisel vanligtvis också som ett fyrvärt grundämne med ett oxidationstillstånd på +4 eller -4. Det finns tvåvärda kiselföreningar, till exempel kiseloxid (II) - SiO.

Under normala förhållanden är kisel kemiskt inaktivt och reagerar aktivt endast med gasformigt fluor, med bildning av flyktig kiseltetrafluorid SiF 4 . Sådan "inaktivitet" av kisel är associerad med passivering av ytan av ett lager av kiseldioxid i nanoskala, som omedelbart bildas i närvaro av syre, luft eller vatten (vattenånga).

syre för att bilda SiO 2 dioxid, processen åtföljs av en ökning av tjockleken av dioxidskiktet på ytan, hastigheten för oxidationsprocessen begränsas av diffusion av atomärt syre genom dioxidfilmen.

Vid upphettning till temperaturer över 400-500 ° C reagerar kisel med klor, brom och jod - med bildning av motsvarande lättflyktiga tetrahalider SiHal 4 och, möjligen, halogenider av en mer komplex sammansättning.

Föreningar av metaller med kisel - silicider - används ofta i industrin (till exempel elektroniska och atomära) material med ett brett utbud av användbara kemiska, elektriska och nukleära egenskaper (motstånd mot oxidation, neutroner, etc.). Silicider av ett antal grundämnen är viktiga termoelektriska material.

Kiselföreningar tjänar som bas för tillverkning av glas och cement. Silikatindustrin ägnar sig åt tillverkning av glas och cement. Man producerar också silikatkeramik - tegel, porslin, fajans och produkter från dem.

Silikatlim är allmänt känt, används inom konstruktion som torkmedel, och inom pyroteknik och i vardagen för limning av papper.

Silikonoljor och silikoner, material baserade på organiska kiselföreningar, har fått stor spridning.

Biologisk roll

För vissa organismer är kisel ett viktigt näringsämne. Det är en del av bärande strukturer i växter och skelettstrukturer hos djur. I stora mängder koncentreras kisel av marina organismer - kiselalger, radiolarier, svampar. Åkerfränder och spannmål koncentrerar stora mängder kisel, främst underfamiljerna bambu och ris, inklusive sådd ris. Mänsklig muskelvävnad innehåller (1-2) 10 -2% kisel, benvävnad - 17 10 -4%, blod - 3,9 mg / l. Med mat kommer upp till 1 g kisel in i människokroppen dagligen.

Normerna för högsta tillåtna koncentrationer för kisel är knutna till innehållet av kiseldioxiddamm i luften. Detta beror på särdragen hos kiselkemin:

Rent kisel, såväl som kiselkarbid, i kontakt med vatten eller atmosfäriskt syre bildar en ogenomtränglig film av kiseldioxid (SiO 2) på ytan, vilket passiverar ytan;
Många organiska kiselföreningar i kontakt med atmosfäriskt syre och vattenånga oxideras eller hydrolyseras och bildar så småningom kiseldioxid;
Kiselmonoxid (SiO) i luft kan (ibland med en explosion) ytterligare oxidera till högdispergerad kiseldioxid.

Kiseldioxid är under normala förhållanden alltid ett fast bioinert, icke-nedbrytbart ämne, benäget att bilda damm, bestående av partiklar med vassa skäreggar. Den skadliga effekten av kiseldioxid och de flesta silicider och silikater är baserad på den irriterande och fibrogena effekten, på ansamling av ett ämne i lungvävnaden, som orsakar en allvarlig sjukdom - silikos. Andningsskydd används för att skydda andningsorganen från dammpartiklar. Men även vid användning av personlig skyddsutrustning för nasofarynx har halsen hos personer som systematiskt arbetar under dammiga förhållanden med kiselföreningar och speciellt kiselmonoxid tecken på inflammatoriska processer på slemhinnorna.

se även

Skriv en recension om artikeln "Silicon"

Kommentarer

Anteckningar

Litteratur

Samsonov. G.V. Silicider och deras användning inom teknik. - Kiev, Publishing House of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR, 1959. - 204 sid. från sjuk.

Länkar





					Si



				Uut		Upp	Uus	Uuo
Uue	Ubn	Ubu	Ett utdrag som kännetecknar Silicon - Du kommer att vara bra, placera fronten framför fienden, mycket bra. "Fienden är fortfarande långt borta, ers excellens. Genom disposition... - Disposition! - utbrast Kutuzov bittert, - och vem har berättat detta för dig? ... Om du vill, gör vad du blir beordrad. – Jag lyssnar med. - Mon cher, - sa Nesvitsky viskande till prins Andrei, - le vieux est d "une humeur de chien. En österrikisk officer med grön plym på hatten, i vit uniform, galopperade fram till Kutuzov och frågade på kejsarens vägnar: kom den fjärde kolumnen fram? Kutuzov, utan att svara honom, vände sig bort och hans ögon föll av misstag på prins Andrei, som stod bredvid honom. När Kutuzov såg Bolkonsky mildrade det arga och frätande uttrycket av sin blick, som om han insåg att hans adjutant inte var skyldig till det som gjordes. Och utan att svara den österrikiske adjutanten vände han sig till Bolkonskij: - Allaz voir, mon cher, si la troisieme division a depasse le village. Dites lui de s "arreter et d" attendre mes ordres. [Gå, min kära, se om den tredje divisionen har gått genom byn. Säg åt henne att sluta och vänta på min beställning.] Så fort prins Andrei körde iväg stoppade han honom. "Et demandez lui, si les tirailleurs sont postes," tillade han. - Ce qu "ils font, ce qu" ils font! [Och fråga om pilarna är placerade. – Vad gör de, vad gör de!] – sa han för sig själv, men svarade fortfarande inte österrikaren. Prins Andrei galopperade iväg för att uppfylla ordern. Efter att ha tagit om alla bataljoner som gick framför, stoppade han 3:e divisionen och såg till att det verkligen inte fanns någon skjutlinje framför våra kolonner. Regementschefen för regementet framför var mycket förvånad över ordern som överbefälhavaren gav honom att skingra skyttarna. Regementschefen stod där i full förtroende om att det fortfarande fanns trupper framför honom, och att fienden inte kunde vara närmare än 10 verst. Det fanns faktiskt ingenting att se framåt, förutom ökenområdet, som lutade sig framåt och var täckt av tjock dimma. Prins Andrei beordrade på uppdrag av överbefälhavaren att fullgöra underlåtenheten, och galopperade tillbaka. Kutuzov stod stilla på samma plats och senilt sänkte sig ner i sadeln med sin feta kropp, gäspade tungt och slöt ögonen. Trupperna rörde sig inte längre, men deras vapen låg vid deras fötter. "Bra, bra", sa han till prins Andrei och vände sig till generalen, som med en klocka i händerna sa att det var dags att flytta, eftersom alla kolonner från vänster flank redan hade gått ner. "Vi har fortfarande tid, Ers excellens," sa Kutuzov med en gäspning. - Vi klarar det! upprepade han. Vid denna tidpunkt, bakom Kutuzov, hördes ljuden av hälsningsregementen i fjärran, och dessa röster började snabbt närma sig längs hela längden av den utsträckta raden av framryckande ryska kolonner. Det var uppenbart att den som de hälsade på körde snabbt. När soldaterna från det regemente som Kutuzov stod framför skrek körde han lite åt sidan och såg sig omkring med en rynka pannan. På vägen från Pracen galopperade så att säga en skvadron mångfärgade ryttare. Två av dem galopperade sida vid sida före resten. Den ena var i svart uniform med vit plym på en röd engelsk häst, den andra i vit uniform på en svart häst. Dessa var två kejsare med följe. Kutuzov, med tillgivenhet av en kämpe vid fronten, befallde trupperna som stod på uppmärksamhet och red fram till kejsaren, hälsande. Hela hans gestalt och sätt förändrades plötsligt. Han antog utseendet som en underordnad, oresonlig person. Han, med en tillgivenhet av vördnad, som uppenbarligen drabbade kejsar Alexander obehagligt, red fram och hälsade honom. Ett obehagligt intryck, bara som resterna av dimma på klar himmel, sprang över kejsarens unga och glada ansikte och försvann. Han var, efter ohälsa, något smalare den dagen än på Olmutzfältet, där Bolkonskij hade sett honom för första gången utomlands; men samma förtjusande kombination av majestät och ödmjukhet fanns i hans vackra gråa ögon och på hans tunna läppar samma möjlighet till olika uttryck och det rådande uttrycket av självbelåten, oskyldig ungdom. Vid Olmyutsky-recensionen var han mer majestätisk, här var han mer glad och energisk. Han rodnade lite medan han galopperade de där tre verstarna, och stoppade sin häst, suckade av lättnad och såg sig omkring på ansiktet på sitt följe, lika ung, lika livlig som hans eget. Chartorizhsky och Novosiltsev, och prins Bolkonsky, och Stroganov och andra, alla rikt klädda, glada, unga människor, på vackra, välvårdade, fräscha, bara lätt svettiga hästar, pratande och leende, stannade bakom suveränen. Kejsar Franz, en rödaktig ung man med lång ansikte, satt extremt upprätt på en stilig svart hingst och såg sig oroligt och utan brådska omkring honom. Han ringde en av sina vita adjutanter och frågade något. "Det stämmer, vid vilken tid de gick", tänkte prins Andrei och tittade på sin gamla bekant, med ett leende som han inte kunde låta bli att minnas sin publik. I kejsarnas följe utvaldes fina medordnare, ryska och österrikiska, vakter och arméregementen. Mellan dem leddes de vackra extra kungliga hästarna av bereytors i broderade täcken. Det var som om det genom det upplösta fönstret plötsligt luktade frisk fältluft in i det kvava rummet, så det dystra Kutuzov-högkvarteret luktade ungdom, energi och framgångsförtroende från denna briljanta yngling som galopperade upp. - Varför börjar du inte, Mikhail Larionovich? - Kejsar Alexander vände sig hastigt mot Kutuzov, samtidigt som han såg artigt på kejsar Franz. "Jag väntar, Ers Majestät," svarade Kutuzov och lutade sig respektfullt framåt. Kejsaren drog ner örat och rynkade pannan lätt för att visa att han inte hade hört. "Jag väntar, Ers Majestät," upprepade Kutuzov (Prins Andrey märkte att Kutuzovs överläpp darrade onaturligt medan han väntade på detta). ”Alla kolumner har inte samlats än, Ers Majestät. Suveränen hörde, men detta svar behagade honom tydligen inte; han ryckte på sina böjda axlar, tittade på Novosiltsev, som stod bredvid honom, som om han klagade på Kutuzov med denna blick. "Vi är trots allt inte på Tsaritsyns äng, Mikhail Larionovich, där de inte startar paraden förrän alla regementen anländer," sade suveränen och såg återigen in i kejsar Franzs ögon, som om han bjudit in honom, om inte. att delta, lyssna sedan på vad han talar; men kejsar Franz, som fortsatte att se sig omkring, lyssnade inte. "Det är därför jag inte börjar, sir," sa Kutuzov med en ljudlig röst, som om han varnade för möjligheten att inte bli hörd, och något darrade i hans ansikte igen. "Det är därför jag inte börjar, sir, för vi är inte på paraden och inte på Tsaritsy's Meadow," sa han klart och tydligt. I suveränens följe uttryckte alla ansikten, som omedelbart utbytte blickar med varandra, sorl och förebråelser. "Oavsett hur gammal han är, så borde han inte, han ska inte prata så", uttryckte dessa ansikten. Suveränen tittade uppmärksamt och uppmärksamt in i Kutuzovs ögon och väntade på att han skulle säga något annat. Men Kutuzov, å sin sida, böjde huvudet respektfullt, verkade också vänta. Tystnaden varade i ungefär en minut. "Men om du beordrar, ers majestät," sa Kutuzov, höjde huvudet och ändrade åter sin ton till den tidigare tonen från en dum, orimlig, men lydig general. Han rörde vid hästen och efter att ha kallat spaltchefen Miloradovich till sig, gav han honom order att avancera. Armén rörde på sig igen, och två bataljoner av Novgorod-regementet och en bataljon av Apsheron-regementet flyttade fram förbi suveränen. Medan denna Apsheron-bataljon, rödbruna Miloradovich, utan överrock, i uniform och order och med hatt med en enorm sultan, påsatt i sidled och från fältet, passerade, galopperade marschen fram och tappert saluterande tyglade hästen framför suveränen. "Gud välsigne dig, general," sa kejsaren till honom. - Ma foi, sire, nous ferons ce que qui sera dans notre possibilite, sire, [Verkligen, ers majestät, vi kommer att göra vad det kommer att vara möjligt för oss att göra, ers majestät,] - svarade han glatt, men orsakade en hånfull leende från herrarnas följe av suveränen med sin dåliga franska accent. Miloradovich vände plötsligt sin häst och ställde sig något bakom suveränen. Absheronians, upphetsade av närvaron av suveränen, tappert, snabbt slå av sina fötter, passerade kejsarna och deras följe. - Grabbar! - Miloradovich ropade med hög, självsäker och glad röst, uppenbarligen upphetsad av ljudet av skott, förväntan på strid och åsynen av de fina medmänniskorna i Apsheron, fortfarande deras Suvorov-kamrater, som hastigt passerade kejsare, att han glömde suveränens närvaro. - Killar, ni tar inte den första byn! han skrek. - Glad att prova! ropade soldaterna. Suveränens häst vek undan för ett oväntat rop. Denna häst, som hade burit suveränen vid granskningar i Ryssland, här, på Austerlitz fält, bar sin ryttare, motstå hans spridda slag med vänster fot, varnade hans öron för ljudet av skott, precis som hon gjorde det på Field of Mars, som inte förstod innebörden av några av dessa hörda skott, inte heller närheten till den svarta hingsten av kejsar Franz, eller allt som den som red den sa, trodde, kände den dagen. Suveränen vände sig till en av sitt följe med ett leende, pekade på de andra Absheronsna och sa något till honom. Kutuzov, åtföljd av sina adjutanter, red i en takt bakom carabinieri. Efter att ha färdats en halv verst vid pelarens svans stannade han vid ett ensamt övergivet hus (förmodligen en före detta krog) nära vägskälet. Båda vägarna gick nerför, och trupper marscherade längs båda. Dimman började skingras, och på obestämd tid, på två versts avstånd, kunde fientliga trupper redan ses på motsatta kullar. Till vänster nedanför blev skjutningen mer hörbar. Kutuzov slutade prata med den österrikiske generalen. Prins Andrei, som stod något bakom, kikade på dem och, som ville be adjutanten om ett teleskop, vände sig mot honom. "Titta, titta", sa denne adjutant och tittade inte på den avlägsna armén, utan på berget framför sig. - De är franska! Två generaler och adjutanter började ta tag i röret och drog ut det från varandra. Alla ansikten förändrades plötsligt och alla uttrycktes skräck. Fransmännen skulle vara två mil ifrån oss, men de dök plötsligt, oväntat upp framför oss. - Är det här en fiende? ... Nej! ... Ja, se, han ... förmodligen ... Vad är det här? röster hördes. Prins Andrey såg med ett enkelt öga en tät pelare av fransmän stiga till höger mot Apsheronians, inte längre än femhundra steg från platsen där Kutuzov stod. "Här är den, det avgörande ögonblicket har kommit! Det kom till mig, "tänkte prins Andrei och slog sin häst och körde upp till Kutuzov. "Vi måste stoppa Apsheronians," skrek han, "ers excellens!" Men i samma ögonblick var allt täckt av rök, skottlossning på nära håll hördes och en naivt rädd röst, två steg ifrån prins Andrei, ropade: "Jaså, bröder, sabbaten!" Och som om den här rösten var ett kommando. Vid denna röst skyndade allt att springa. Blandade, ständigt ökande folkmassor flydde tillbaka till platsen där trupperna för fem minuter sedan passerade kejsarna. Det var inte bara svårt att stoppa denna publik, utan det var omöjligt att inte flytta tillbaka tillsammans med publiken. Bolkonskij försökte bara hänga med henne och såg sig omkring, förvirrad och oförmögen att förstå vad som hände framför honom. Nesvitsky, med en arg blick, röd och inte som han själv, ropade till Kutuzov att om han inte lämnade nu, skulle han förmodligen fångas. Kutuzov stod på samma ställe och utan att svara tog han fram sin näsduk. Blodet rann från hans kind. Prins Andrei trängde sig fram till honom. - Är du skadad? frågade han och kunde knappt kontrollera darrningen i underkäken. – Såren är inte här, utan var! - sa Kutuzov och tryckte en näsduk mot sin skadade kind och pekade på de flyende. - Stoppa dem! skrek han, och samtidigt, förmodligen övertygad om att det var omöjligt att stoppa dem, slog han sin häst och red till höger. Skaran av flyktingar, återigen stormande, tog honom med sig och släpade honom tillbaka. Trupperna flydde i en så tät folkmassa att det var svårt att ta sig ur den när de väl kommit in i folkmassan. Som ropade: "Gå! vad är förseningen?" Som omedelbart vände sig om och sköt upp i luften; som slog hästen som Kutuzov själv red på. Med den största ansträngningen, att ta sig ur strömmen av folkmassan till vänster, gick Kutuzov med ett följe, reducerat med mer än hälften, till ljudet av närliggande pistolskott. När prins Andrei tog sig ur mängden av flyende, försökte han hålla jämna steg med Kutuzov, såg han på bergets sluttning, i röken, ett ryskt batteri som fortfarande skjuter och fransmännen springer fram till det. Det ryska infanteriet stod högre och rörde sig varken framåt för att hjälpa batteriet eller bakåt i samma riktning som flyktingarna. Generalen till häst skiljde sig från detta infanteri och red upp till Kutuzov. Endast fyra personer fanns kvar från Kutuzovs följe. Alla var bleka och tittade tyst på varandra. - Stoppa de jävlarna! - flämtande, sa Kutuzov till regementschefen och pekade på flyktingarna; men i samma ögonblick, som till straff för dessa ord, som en svärm av fåglar, visslade kulor över regementet och Kutuzovs följe. Fransmännen attackerade batteriet och, när de såg Kutuzov, sköt de mot honom. Med denna salva tog regementschefen tag i hans ben; flera soldater stupade, och fänriken, som stod med fanan, släppte den; fanan vacklade och föll och dröjde kvar på grannsoldaternas vapen. Soldater utan kommando började skjuta. - Oooh! Kutuzov mumlade med ett uttryck av förtvivlan och såg sig omkring. "Bolkonskij", viskade han med en röst som darrade från medvetandet om sin senila impotens. ”Bolkonskij”, viskade han och pekade på den oorganiserade bataljonen och fienden, ”vad är det här? Men innan han avslutade dessa ord, höll prins Andrei, som kände tårar av skam och ilska stiga till halsen, redan på väg att hoppa av sin häst och sprang till banderollen. - Killar, varsågod! skrek han barnsligt. "Här är det!" tänkte prins Andrei, som tog tag i fanans stav och med nöje lyssnade på kulvisseln, uppenbarligen riktade just mot honom. Flera soldater stupade. - Hurra! - ropade prins Andrej, knappt med den tunga fanan i sina händer, och sprang fram med otvivelaktigt förtroende att hela bataljonen skulle springa efter honom. Han sprang faktiskt bara några steg ensam. En, en annan soldat gav sig av, och hela bataljonen ropade "Hurra!" sprang fram och körde om honom. Bataljonens underofficer sprang upp och tog banern som vacklade från tyngden i händerna på prins Andrei, men dödades omedelbart. Prins Andrei tog åter tag i fanan och släpade den i skaftet och flydde med bataljonen. Framför sig såg han våra kanoner, av vilka några kämpade, andra kastade sina kanoner och sprang mot honom; han såg också franska infanterisoldater beslagta artillerihästar och vända kanonerna. Prins Andrei med bataljonen var redan 20 steg från kanonerna. Han hörde det oupphörliga pipandet av kulor ovanför sig, och soldaterna till höger och vänster om honom stönade oupphörligt och föll. Men han såg inte på dem; han kikade bara på vad som hände framför honom - på batteriet. Han såg tydligt redan en figur av en rödhårig artillerist med en shako knackad åt sidan, som drog en bannik från ena sidan, medan en fransk soldat drog en bannik mot honom från andra sidan. Prins Andrei såg redan det tydligt förvirrade och samtidigt förbittrade ansiktsuttrycket på dessa två personer, som tydligen inte förstod vad de gjorde. "Vad håller de på med? - tänkte prins Andrei och tittade på dem: - varför springer inte den rödhåriga artilleristen när han inte har några vapen? Varför sticker inte fransmannen honom? Innan han hinner springa kommer fransmannen att komma ihåg pistolen och sticka honom.” I själva verket sprang en annan fransman, med en pistol överviktig, fram till kämparna, och ödet för den rödhåriga artilleristen, som fortfarande inte förstod vad som väntade honom, och triumferande drog fram fanan, skulle avgöras. Men prins Andrei såg inte hur det slutade. Som från full gång av en stark käpp slog en av de närmaste soldaterna, som det tycktes honom, honom i huvudet. Det gjorde lite ont, och viktigast av allt, obehagligt, eftersom denna smärta underhöll honom och hindrade honom från att se vad han tittade på. "Vad är det? Jag faller? mina ben ger vika, tänkte han och föll på rygg. Han öppnade ögonen i hopp om att se hur kampen mellan fransmännen och artilleristerna slutade och ville veta om den rödhåriga artilleristen hade dödats eller inte, om vapnen hade tagits eller räddats. Men han tog ingenting. Ovanför honom fanns ingenting annat än himlen - en hög himmel, inte klar, men ändå omåttligt hög, med gråa moln som tyst smygande sig över den. ”Hur tyst, lugn och högtidlig, inte alls på det sätt jag sprang”, tänkte prins Andrei, ”inte som vi sprang, skrek och slogs; inte på samma sätt som fransmannen och artilleristen släpade varandras bannik med arga och rädda miner - inte alls som molnen som kröp över denna höga, oändliga himmel. Hur kunde jag inte ha sett denna höga himmel förut? Och vad glad jag är att jag äntligen lärt känna honom. ja! allt är tomt, allt är en lögn, förutom denna ändlösa himmel. Ingenting, inget annat än han. Men även det finns inte ens där, det finns inget annat än tystnad, lugn. Och tack gud!..." På högerkanten vid Bagration vid 9-tiden hade saken ännu inte börjat. Prins Bagration, som inte ville gå med på Dolgorukovs krav att starta ett företag och ville avleda ansvaret från sig själv, föreslog att Dolgorukov skulle skicka överbefälhavaren för att fråga om det. Bagration visste att det på ett avstånd av nästan 10 mil skilde den ena flanken från den andra, om de inte dödade den som sändes (vilket var mycket troligt), och om han ens hittade överbefälhavaren, vilket var mycket svårt, den skickade skulle inte hinna återvända tidigare kvällar. Bagration tittade på sitt följe med sina stora, uttryckslösa, sömniga ögon, och Rostovs barnsliga ansikte, som ofrivilligt dör av spänning och hopp, var det första som fångade hans blick. Han skickade den. - Och om jag möter hans majestät inför överbefälhavaren, ers excellens? - sa Rostov och höll sin hand mot visiret. "Du kan ge det vidare till Hans Majestät," sa Dolgorukov och avbröt hastigt Bagration. Efter att ha ändrat sig från kedjan lyckades Rostov sova några timmar före morgonen och kände sig glad, djärv, beslutsam, med den elasticiteten i rörelser, förtroende för sin lycka och i det humöret där allt verkar enkelt, roligt och möjligt. Alla hans önskningar uppfylldes i morse; en allmän strid gavs, han deltog i den; dessutom var han en ordningsman under den modigaste generalen; dessutom gick han på ett uppdrag till Kutuzov, och kanske till suveränen själv. Morgonen var klar, hästen under den var snäll. Hans hjärta var fullt av glädje och lycka. Efter att ha fått ordern startade han sin häst och galopperade längs linjen. Först red han längs linjen av Bagrations trupper, som ännu inte hade trätt i aktion och stod orörliga; sedan red han in i det utrymme som Uvarovs kavalleri upptog och här märkte han redan rörelser och tecken på förberedelser för fallet; efter att ha passerat Uvarovs kavalleri hörde han redan tydligt ljudet av kanoner och kanoneld framför sig. Skjutningen intensifierades.

Kisel

KISEL-Jag; m.[från grekiska. krēmnos - klippa, sten] Ett kemiskt grundämne (Si), mörkgråa kristaller med metallglans, som är en del av de flesta bergarter.

◁ Kisel, th, th. K-salter. Kiselhaltig (se 2.K .; 1 tecken).

kisel

(lat. Silicium), ett kemiskt element i grupp IV i det periodiska systemet. Mörkgrå kristaller med en metallisk glans; densitet 2,33 g/cm 3, t pl 1415ºC. Motståndskraftig mot kemiska angrepp. Det utgör 27,6% av massan av jordskorpan (2:a plats bland elementen), de viktigaste mineralerna är kiseldioxid och silikater. Ett av de viktigaste halvledarmaterialen (transistorer, termistorer, fotoceller). En integrerad del av många stål och andra legeringar (ökar mekanisk hållfasthet och korrosionsbeständighet, förbättrar gjutegenskaperna).

KISEL

KISEL (lat. Kisel från silex - flinta), Si (läs "kisel", men nu ganska ofta som "si"), ett kemiskt grundämne med atomnummer 14, atommassa 28,0855. Det ryska namnet kommer från det grekiska kremnos - klippa, berg.
Naturligt kisel består av en blandning av tre stabila nuklider (centimeter. NUKLID) med massnummer 28 (härskar i blandningen, det är 92,27 viktprocent i den), 29 (4,68%) och 30 (3,05%). Konfiguration av det yttre elektronskiktet av en neutral oexciterad kiselatom 3 s 2 R 2 . I föreningar uppvisar det vanligtvis ett oxidationstillstånd på +4 (valens IV) och mycket sällan +3, +2 och +1 (valens III, II respektive I). I Mendeleevs periodiska system är kisel beläget i IVA-gruppen (i kolgruppen), i den tredje perioden.
Radien för den neutrala kiselatomen är 0,133 nm. Sekventiella joniseringsenergier för kiselatomer är 8,1517, 16,342, 33,46 och 45,13 eV, elektronaffiniteten är 1,22 eV. Radien för Si 4+-jonen med koordinationstalet 4 (den vanligaste när det gäller kisel) är 0,040 nm, med ett koordinationstal på 6 - 0,054 nm. På Pauling-skalan är elektronegativiteten för kisel 1,9. Även om kisel vanligtvis klassificeras som en icke-metall, intar den en mellanposition mellan metaller och icke-metaller i ett antal egenskaper.
I fri form - brunt pulver eller ljusgrått kompakt material med metallglans.
Upptäcktshistoria
Kiselföreningar har varit kända för människan sedan urminnes tider. Men med en enkel substans kisel träffades människan för bara cirka 200 år sedan. Faktum är att de första forskarna som fick kisel var fransmannen J. L. Gay-Lussac (centimeter. GAY LUSSAC Joseph Louis) och L. J. Tenard (centimeter. TENAR Louis Jacques). De upptäckte 1811 att uppvärmning av kiselfluorid med metalliskt kalium leder till bildandet av ett brunbrunt ämne:
SiF 4 + 4K = Si + 4KF, men forskarna själva gjorde inte den korrekta slutsatsen om att få fram en ny enkel substans. Äran att upptäcka ett nytt grundämne tillhör den svenske kemisten J. Berzelius (centimeter. BERZELIUS Jens Jacob), som också upphettade en förening med sammansättningen K2SiF6 med metalliskt kalium för att erhålla kisel. Han fick samma amorfa pulver som de franska kemisterna och tillkännagav 1824 ett nytt elementärt ämne, som han kallade "kisel". Kristallint kisel erhölls först 1854 av den franska kemisten A. E. St. Clair Deville (centimeter. SAINT CLAIR DEVILLE Henri Etienne) .
Att vara i naturen
När det gäller prevalensen i jordskorpan är kisel tvåa bland alla grundämnen (efter syre). Kisel står för 27,7% av massan av jordskorpan. Kisel ingår i flera hundra olika naturliga silikater (centimeter. SILIKAT) och aluminiumsilikater (centimeter. ALUMOSILIKATER). Kiseldioxid, eller kiseldioxid, är också vitt spridd (centimeter. KISELDIOXID) SiO 2 (flodsand (centimeter. SAND), kvarts (centimeter. KVARTS), flinta (centimeter. FLINTA) och andra), som utgör cirka 12 % av jordskorpan (i massa). Kisel finns inte i fri form i naturen.
Mottagande
Inom industrin erhålls kisel genom att reducera SiO 2 -smältan med koks vid en temperatur av ca 1800°C i ljusbågsugnar. Renheten hos det sålunda erhållna kiseln är ca 99,9 %. Eftersom kisel av högre renhet behövs för praktisk användning, kloreras det resulterande kislet. Det bildas föreningar med sammansättningen SiCl 4 och SiCl 3 H. Dessa klorider renas vidare med olika metoder från föroreningar och reduceras i slutskedet med rent väte. Det är också möjligt att rena kisel genom att preliminärt erhålla magnesiumsilicid Mg 2 Si. Vidare erhålls flyktig monosilan SiH4 från magnesiumsilicid med användning av saltsyra eller ättiksyra. Monosilan renas ytterligare genom destillation, sorption och andra metoder och sönderdelas sedan till kisel och väte vid en temperatur av cirka 1000°C. Halten av föroreningar i kiseln som erhålls med dessa metoder reduceras till 10-8-10-6 viktprocent.
Fysiska och kemiska egenskaper
Kristallgittret av kisel är en kubisk ansiktscentrerad typ av diamant, parameter a = 0,54307 nm (andra polymorfa modifieringar av kisel erhölls också vid höga tryck), men på grund av den längre bindningslängden mellan Si-Si-atomer jämfört med C-C-bindningslängden, är hårdheten hos kisel mycket mindre än hos diamant.
Densiteten för kisel är 2,33 kg/dm 3 . Smältpunkt 1410°C, kokpunkt 2355°C. Kisel är sprött, först när det värms över 800°C blir det plastiskt. Intressant nog är kisel genomskinligt för infraröd (IR) strålning.
Elementärt kisel är en typisk halvledare (centimeter. HALVLEDARE). Bandgapet vid rumstemperatur är 1,09 eV. Koncentrationen av strömbärare i kisel med inneboende konduktivitet vid rumstemperatur är 1,5·10 16 m -3. De elektriska egenskaperna hos kristallint kisel påverkas kraftigt av de mikroföroreningar som finns i det. För att erhålla enkristaller av kisel med hålledningsförmåga införs tillsatser av element från III-gruppen - bor i kisel (centimeter. BOR (kemiskt element)), aluminium (centimeter. ALUMINIUM) gallium (centimeter. GALLIUM) och Indien (centimeter. INDIUM), med elektronisk ledningsförmåga - tillsatser av element i den V-te gruppen - fosfor (centimeter. FOSFOR), arsenik (centimeter. ARSENIK) eller antimon (centimeter. ANTIMON). De elektriska egenskaperna hos kisel kan varieras genom att ändra bearbetningsförhållandena för enkristaller, i synnerhet genom att behandla kiselytan med olika kemiska medel.
Kemiskt är kisel inaktivt. Vid rumstemperatur reagerar den endast med gasformig fluor för att bilda flyktig kiseltetrafluorid SiF 4 . Vid upphettning till en temperatur av 400-500°C reagerar kisel med syre och bildar dioxid SiO 2 , med klor, brom och jod - för att bilda motsvarande flyktiga tetrahalider SiHal 4 .
Kisel reagerar inte direkt med väte, kiselföreningar med väte är silaner (centimeter. SILANES) med den allmänna formeln Si n H 2n+2 - erhålls indirekt. Monosilane SiH 4 (det kallas ofta helt enkelt silan) frigörs under interaktionen av metallsilicider med sura lösningar, till exempel:
Ca 2 Si + 4HCl \u003d 2CaCl 2 + SiH 4
Silanen SiH 4 som bildas i denna reaktion innehåller en blandning av andra silaner, i synnerhet disilan Si 2 H 6 och trisilan Si 3 H 8, i vilka det finns en kedja av kiselatomer sammankopplade med enkelbindningar (-Si-Si-Si -) .
Med kväve bildar kisel vid en temperatur av cirka 1000°C nitrid Si 3 N 4 , med bor-termiskt och kemiskt stabila borider SiB 3 , SiB 6 och SiB 12 . Föreningen av kisel och dess närmaste analog enligt det periodiska systemet - kol - kiselkarbid SiC (karborundum) (centimeter. KARBORUNDUM)) kännetecknas av hög hårdhet och låg kemisk aktivitet. Karborundum används ofta som ett slipmaterial.
När kisel värms upp med metaller bildas silicider (centimeter. SILICIDER). Silicider kan delas in i två grupper: jonisk-kovalenta (silicider av alkali, alkaliska jordartsmetaller och magnesium såsom Ca 2 Si, Mg 2 Si, etc.) och metallliknande (övergångsmetallsilicider). Silicider av aktiva metaller sönderfaller under inverkan av syror, silicider av övergångsmetaller är kemiskt stabila och sönderdelas inte under inverkan av syror. Metallliknande silicider har höga smältpunkter (upp till 2000°C). Metallliknande silicider av kompositionerna MSi, M3Si2, M2Si3, M5Si3 och MSi2 bildas oftast. Metallliknande silicider är kemiskt inerta, resistenta mot syre även vid höga temperaturer.
Kiseldioxid SiO 2 är en sur oxid som inte reagerar med vatten. Finns i form av flera polymorfa modifikationer (kvarts (centimeter. KVARTS) tridymit, kristobalit, glasartad SiO 2). Av dessa modifieringar har kvarts det största praktiska värdet. Kvarts har piezoelektriska egenskaper (centimeter. PIESOELEKTRISKA MATERIAL), den är genomskinlig för ultraviolett (UV) strålning. Det kännetecknas av en mycket låg värmeutvidgningskoefficient, så att diskarna av kvarts inte spricker vid temperaturfall på upp till 1000 grader.
Kvarts är kemiskt resistent mot syror, men reagerar med fluorvätesyra:
SiO2 + 6HF \u003d H2 + 2H2O
och gasformig vätefluorid HF:
SiO 2 + 4HF \u003d SiF 4 + 2H 2 O
Dessa två reaktioner används ofta för glasetsning.
När SiO 2 smälts samman med alkalier och basiska oxider, samt med karbonater av aktiva metaller, bildas silikater (centimeter. SILIKAT)- salter av mycket svaga, vattenolösliga kiselsyror som inte har en konstant sammansättning (centimeter. KISELSYROR) den allmänna formeln xH 2 O ySiO 2 (ganska ofta i litteraturen skriver de inte särskilt exakt inte om kiselsyror, utan om kiselsyra, även om vi i själva verket talar om samma sak). Till exempel kan natriumortosilikat erhållas:
SiO2 + 4NaOH \u003d (2Na2O) SiO2 + 2H2O,
kalciummetasilikat:
SiO 2 + CaO \u003d CaO SiO 2
eller blandat kalcium och natriumsilikat:
Na 2 CO 3 + CaCO 3 + 6SiO 2 = Na 2 O CaO 6SiO 2 + 2CO 2
Fönsterglas är tillverkat av Na 2 O CaO 6SiO 2 silikat.
Det bör noteras att de flesta silikater inte har en konstant sammansättning. Av alla silikater är endast natrium- och kaliumsilikater lösliga i vatten. Lösningar av dessa silikater i vatten kallas lösligt glas. På grund av hydrolys kännetecknas dessa lösningar av en starkt alkalisk miljö. Hydrolyserade silikater kännetecknas av bildandet av inte sanna, men kolloidala lösningar. Vid surgörande av lösningar av natrium- eller kaliumsilikater fälls en gelatinaktig vit fällning av hydratiserade kiselsyror ut.
Det huvudsakliga strukturella elementet i både fast kiseldioxid och alla silikater är gruppen där kiselatomen Si är omgiven av en tetraeder med fyra syreatomer O. I detta fall är varje syreatom kopplad till två kiselatomer. Fragment kan kopplas till varandra på olika sätt. Bland silikaterna, enligt typen av bindningar i dem, är fragmenten uppdelade i ö, kedja, band, skikt, ramverk och andra.
När SiO2 reduceras med kisel vid höga temperaturer bildas kiselmonoxid av sammansättningen SiO.
Kisel kännetecknas av bildandet av organiska kiselföreningar (centimeter. KISELFÖRENINGAR), där kiselatomer är anslutna i långa kedjor på grund av överbryggande syreatomer -O-, och till varje kiselatom, förutom två O-atomer, ytterligare två organiska radikaler R 1 och R 2 \u003d CH 3, C 2 H 5, C6 är fästa H5, CH2CH2CF3 och andra.
Ansökan
Kisel används som halvledarmaterial. Kvarts används som ett piezoelektriskt material, som ett material för tillverkning av värmebeständiga kemiska (kvarts) skålar och UV-strålningslampor. Silikater används ofta som byggmaterial. Fönsterglas är amorfa silikater. Silikonmaterial kännetecknas av hög slitstyrka och används ofta i praktiken som silikonoljor, lim, gummi och fernissor.
Biologisk roll
För vissa organismer är kisel ett viktigt biogent element. (centimeter. BIOGENA ELEMENT). Det är en del av bärande strukturer i växter och skelettstrukturer hos djur. I stora mängder koncentreras kisel av marina organismer - kiselalger. (centimeter. DIATOMALGER), radiolarier (centimeter. RADIOLARIA), svampar (centimeter. SVAMP). Mänsklig muskelvävnad innehåller (1-2) 10 -2% kisel, benvävnad - 17 10 -4%, blod - 3,9 mg / l. Med mat kommer upp till 1 g kisel in i människokroppen dagligen.
Kiselföreningar är inte giftiga. Men det är mycket farligt att andas in starkt dispergerade partiklar av både silikater och kiseldioxid, som bildas till exempel vid sprängning, vid mejsling av sten i gruvor, vid drift av sandblästringsmaskiner etc. SiO 2 mikropartiklar som kommer in i lungorna kristalliseras i dem, och de resulterande kristallerna förstör lungvävnaden och orsakar en allvarlig sjukdom - silikos (centimeter. SILIKOS). För att förhindra detta farliga damm från att komma in i lungorna bör en andningsskydd användas för andningsskydd.

encyklopedisk ordbok. 2009 .

Synonymer:

Se vad "silikon" är i andra ordböcker:

- (symbol Si), ett utbrett grått kemiskt element i grupp IV i det periodiska systemet, icke-metall. Det isolerades först av Jens BERZELIUS 1824. Kisel finns endast i föreningar som KISEL (kiseldioxid) eller i ... ... Vetenskaplig och teknisk encyklopedisk ordbok

Kisel- erhålls nästan uteslutande genom koltermisk reduktion av kiseldioxid med hjälp av ljusbågsugnar. Det är en dålig ledare av värme och elektricitet, hårdare än glas, vanligtvis i form av ett pulver eller oftare formlösa bitar ... ... Officiell terminologi

KISEL- kemi. grundämne, icke-metall, symbol Si (lat. Kisel), kl. n. 14, kl. m. 28,08; amorft och kristallint kisel (som är byggt av kristaller av samma typ som diamant) är kända. Amorft K. brunt pulver av en kubisk struktur i en mycket spridd ... ... Great Polytechnic Encyclopedia

- (Silicium), Si, ett kemiskt element i grupp IV i det periodiska systemet, atomnummer 14, atommassa 28,0855; icke-metall, smp 1415shC. Kisel är det näst vanligaste grundämnet på jorden efter syre, innehållet i jordskorpan är 27,6 viktprocent. ... ... Modern Encyclopedia

Si (lat. Silicium * a. Silicium, Silicon; n. Silizium; f. Silicium; and. Siliseo), chem. element IV grupp periodisk. Mendeleev system, kl. n. 14, kl. m. 28.086. I naturen finns det 3 stabila isotoper 28Si (92,27), 29Si (4,68%), 30Si (3 ... Geologisk uppslagsverk

Kiselföreningar, brett spridda på jorden, har varit kända för människan sedan stenåldern. Användningen av stenredskap för arbete och jakt fortsatte i flera årtusenden. Användningen av kiselföreningar i samband med deras bearbetning - tillverkning av glas - började omkring 3000 f.Kr. e. (i det gamla Egypten). Den tidigaste kända kiselföreningen är SiO 2 oxid (kiseldioxid). På 1700-talet ansågs kiseldioxid vara en enkel kropp och hänvisade till "jordar" (vilket återspeglas i dess namn). Komplexiteten i sammansättningen av kiseldioxid fastställdes av I. Ya Berzelius. Han var den första, 1825, som fick elementärt kisel från kiselfluorid SiF 4 , vilket reducerade den senare med metalliskt kalium. Det nya elementet fick namnet "kisel" (från latinets silex - flinta). Det ryska namnet introducerades av G.I. Hess 1834.

Distribution av kisel i naturen. När det gäller prevalens i jordskorpan är kisel det andra (efter syre) grundämnet, dess genomsnittliga innehåll i litosfären är 29,5 % (i massa). I jordskorpan spelar kisel samma primära roll som kol i djur- och växtriket. För geokemin av kisel är dess exceptionellt starka bindning med syre viktig. Cirka 12 % av litosfären är kiseldioxid SiO 2 i form av mineralet kvarts och dess varianter. 75 % av litosfären består av olika silikater och aluminiumsilikater (fältspat, glimmer, amfiboler, etc.). Det totala antalet mineraler som innehåller kiseldioxid överstiger 400.

Kisel är svagt differentierat under magmatiska processer: det ackumuleras både i granitoider (32,3 %) och i ultramafiska bergarter (19 %). Vid höga temperaturer och höga tryck ökar lösligheten av SiO 2. Det kan också migrera med vattenånga; därför kännetecknas pegmatiter av hydrotermiska vener av betydande koncentrationer av kvarts, som ofta är förknippat med malmelement (guldkvarts, kvarts-kassiterit och andra vener).

Kiselets fysikaliska egenskaper. Kisel bildar mörkgråa kristaller med en metallisk glans, med ett kubiskt ytcentrerat gitter av diamanttyp med en period a = 5,431 Å, densitet 2,33 g/cm 3 . Vid mycket höga tryck erhölls en ny (förmodligen hexagonal) modifiering med en densitet av 2,55 g/cm 3 . Kisel smälter vid 1417°C och kokar vid 2600°C. Specifik värmekapacitet (vid 20-100 °C) 800 J/(kg K), eller 0,191 cal/(g grader); värmeledningsförmågan, även för de renaste proverna, är inte konstant och ligger i intervallet (25 ° C) 84-126 W / (m K), eller 0,20-0,30 cal / (cm s deg). Temperaturkoefficienten för linjär expansion 2,33·10 -6 K -1 under 120 K blir negativ. Kisel är transparent för långvågiga infraröda strålar; brytningsindex (för λ = 6 μm) 3,42; dielektrisk konstant 11,7. Kisel är diamagnetisk, atomär magnetisk känslighet -0,13-10 -6. Kiselhårdhet enligt Mohs 7,0, enligt Brinell 2,4 Gn / m 2 (240 kgf / mm 2), elasticitetsmodul 109 Gn / m 2 (10 890 kgf / mm 2), kompressibilitetskoefficient 0,325 10 -6 cm 2 /kg . Kisel är ett sprött material; märkbar plastisk deformation börjar vid temperaturer över 800°C.

Silicon är en halvledare med ett brett användningsområde. Silikonets elektriska egenskaper är starkt beroende av föroreningar. Den inre specifika volymen elektriska resistansen för kisel vid rumstemperatur antas vara 2,3·10 3 ohm·m (2,3·10 5 ohm·cm).

Halvledare Kisel med konduktivitet av p-typ (tillsatser B, Al, In eller Ga) och n-typ (tillsatser P, Bi, As eller Sb) har ett mycket lägre motstånd. Bandgapet enligt elektriska mätningar är 1,21 eV vid 0 K och minskar till 1,119 eV vid 300 K.

Kemiska egenskaper hos kisel. I enlighet med kiselpositionen i Mendeleevs periodiska system är 14 elektroner av kiselatomen fördelade över tre skal: i det första (från kärnan) 2 elektroner, i det andra 8, i det tredje (valens) 4; elektronskalskonfiguration 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 . Sekventiella joniseringspotentialer (eV): 8,149; 16,34; 33.46 och 45.13. Atomradie 1,33Å, kovalent radie 1,17Å, jonradie Si 4+ 0,39Å, Si 4- 1,98Å.

I föreningar Kisel (liknande kol) är 4-valent. Men till skillnad från kol uppvisar kisel, tillsammans med ett koordinationstal på 4, ett koordinationstal på 6, vilket förklaras av den stora volymen av dess atom (silikonfluorider som innehåller en 2-grupp är ett exempel på sådana föreningar).

Den kemiska bindningen av kiselatomen med andra atomer utförs vanligtvis genom hybrid sp 3 orbitaler, men det är också möjligt att involvera två av dess fem (lediga) 3d orbitaler, speciellt när kisel är sex-koordinerat. Med ett lågt elektronegativitetsvärde på 1,8 (mot 2,5 för kol; 3,0 för kväve, etc.), är kisel i föreningar med icke-metaller elektropositiva, och dessa föreningar är polära till sin natur. Den höga bindningsenergin med syre Si - O, lika med 464 kJ / mol (111 kcal / mol), bestämmer stabiliteten hos dess syreföreningar (SiO 2 och silikater). Si-Si-bindningsenergin är låg, 176 kJ/mol (42 kcal/mol); till skillnad från kol kännetecknas inte kisel av bildandet av långa kedjor och en dubbelbindning mellan Si-atomer. På grund av bildandet av en skyddande oxidfilm är kisel stabil även vid förhöjda temperaturer i luft. I syre oxiderar det från 400 ° C och bildar kiseloxid (IV) SiO 2. Kiseloxid (II) SiO är också känt, som är stabilt vid höga temperaturer i form av en gas; som ett resultat av snabb kylning kan en fast produkt erhållas, som lätt sönderdelas till en tunn blandning av Si och SiO2. Kisel är resistent mot syror och löses endast i en blandning av salpeter- och fluorvätesyror; löser sig lätt i heta alkalilösningar med utveckling av väte. Kisel reagerar med fluor vid rumstemperatur, med andra halogener - vid upphettning för att bilda föreningar med den allmänna formeln SiX4. Väte reagerar inte direkt med kisel, och kiselhydrider (silaner) erhålls genom nedbrytning av silicider (se nedan). Kiselväten är kända från SiH4 till Si8H18 (liknande i sammansättning som mättade kolväten). Kisel bildar 2 grupper av syrehaltiga silaner - siloxaner och siloxener. Kisel reagerar med kväve vid temperaturer över 1000 ° C. Si 3 N 4 nitrid är av stor praktisk betydelse, det oxiderar inte i luft ens vid 1200 ° C, det är resistent mot syror (förutom salpetersyra) och alkalier, samt till smälta metaller och slagg, vilket gör det till ett värdefullt material för den kemiska industrin, för tillverkning av eldfasta material och andra. Kiselföreningar med kol (kiselkarbid SiC) och bor (SiB 3 , SiB 6 , SiB 12) kännetecknas av hög hårdhet, såväl som termisk och kemisk beständighet. Vid upphettning reagerar kisel (i närvaro av metallkatalysatorer, såsom koppar) med organiska klorföreningar (till exempel med CH 3 Cl) för att bilda organohalosilaner [till exempel Si(CH 3) 3 Cl], som används för syntes av många organiska kiselföreningar.

Kisel bildar föreningar med nästan alla metaller - silicider (föreningar hittades inte bara med Bi, Tl, Pb, Hg). Mer än 250 silicider har erhållits, vars sammansättning (MeSi, MeSi 2 , Me 5 Si 3 , Me 3 Si, Me 2 Si och andra) vanligtvis inte motsvarar klassiska valenser. Silicider utmärker sig genom sin eldfasthet och hårdhet; av största praktiska betydelse är ferrokisel (ett reduktionsmedel vid smältning av speciallegeringar, se Ferrolegeringar) och molybdensilicid MoSi 2 (elektriska ugnsvärmare, gasturbinblad, etc.).

Får kisel. Kisel av teknisk renhet (95-98%) erhålls i en elektrisk ljusbåge genom reduktion av kiseldioxid SiO 2 mellan grafitelektroder. I samband med utvecklingen av halvledartekniken har metoder utvecklats för att erhålla rent och speciellt rent kisel, vilket kräver en preliminär syntes av de renaste initiala kiselföreningarna, från vilka kisel utvinns genom reduktion eller termisk nedbrytning.

Ren halvledare Kisel erhålls i två former: polykristallint (genom reduktion av SiCl 4 eller SiHCl 3 med zink eller väte, termisk sönderdelning av SiI 4 och SiH 4) och enkristall (genom smältning av en degellös zon och "dragning" av en enkristall från smält kisel - Czochralski-metoden).

Användningen av kisel. Speciellt dopat kisel används i stor utsträckning som material för tillverkning av halvledarenheter (transistorer, termistorer, likriktare, tyristorer; solfotoceller som används i rymdfarkoster, etc.). Eftersom kisel är genomskinligt för strålar med en våglängd på 1 till 9 mikron, används det i infraröd optik,

Silicon har olika och ständigt växande applikationer. Inom metallurgin används kisel för att avlägsna syre löst i smälta metaller (deoxidation). Kisel är en integrerad del av ett stort antal järn och icke-järnlegeringar. Kisel ger vanligtvis legeringar ökad motståndskraft mot korrosion, förbättrar deras gjutegenskaper och ökar den mekaniska hållfastheten; Men vid högre halter kan kisel orsaka sprödhet. De viktigaste är järn-, koppar- och aluminiumlegeringar som innehåller kisel. En ökande mängd kisel används för syntes av organiska kiselföreningar och silicider. Kiseldioxid och många silikater (leror, fältspat, glimmer, talk, etc.) bearbetas av glas-, cement-, keramik-, el- och andra industrier.

Kisel finns i kroppen i form av olika föreningar involverade främst i bildandet av fasta skelettdelar och vävnader. Vissa marina växter (till exempel kiselalger) och djur (till exempel svampar med kiselhorn, radiolarier) kan ackumulera särskilt mycket kisel och bilda tjocka avlagringar av kisel (IV) oxid på havsbotten när de dör. I kalla hav och sjöar dominerar biogen silt berikad med kisel i det tropiska området. hav - kalkhaltig silt med låg halt av kisel. Bland landlevande växter ackumuleras mycket kisel i gräs, starr, palmer och åkerfräken. Hos ryggradsdjur är halten kiseloxid (IV) i askämnen 0,1-0,5 %. Kisel finns i de största mängderna i tät bindväv, njurar och bukspottkörtel. Människans dagliga kost innehåller upp till 1 g kisel. Med ett högt innehåll av kiseloxid (IV) damm i luften kommer det in i en persons lungor och orsakar en sjukdom - silikos.

Kisel i kroppen. Kisel finns i kroppen i form av olika föreningar involverade främst i bildandet av fasta skelettdelar och vävnader. Vissa marina växter (till exempel kiselalger) och djur (till exempel svampar med kiselhorn, radiolarier) kan ackumulera särskilt mycket kisel och bilda tjocka avlagringar av kisel (IV) oxid på havsbotten när de dör. I kalla hav och sjöar dominerar biogen silt berikad med kisel i det tropiska området. hav - kalkhaltig silt med låg halt av kisel. Bland landlevande växter ackumuleras mycket kisel i gräs, starr, palmer och åkerfräken. Hos ryggradsdjur är halten kiseloxid (IV) i askämnen 0,1-0,5 %. Kisel finns i de största mängderna i tät bindväv, njurar och bukspottkörtel. Människans dagliga kost innehåller upp till 1 g kisel. Med ett högt innehåll av kiseloxid (IV) damm i luften kommer det in i en persons lungor och orsakar en sjukdom - silikos.

Kisel i fri form isolerades 1811 av J. Gay-Lussac och L. Tenard genom att passera ångor av kiselfluorid över metalliskt kalium, men det beskrevs inte av dem som ett grundämne. Den svenske kemisten J. Berzelius gav 1823 en beskrivning av det kisel som erhölls av honom genom att vid hög temperatur behandla kaliumsaltet K 2 SiF 6 med kaliummetall. Det nya elementet fick namnet "kisel" (från latinets silex - flinta). Det ryska namnet "kisel" introducerades 1834 av den ryske kemisten tysken Ivanovich Hess. Översatt från annan grekiska. krhmnoz- "klippa, berg".

Att vara i naturen, få:

I naturen finns kisel i form av dioxid och silikater av olika sammansättning. Naturlig kiseldioxid förekommer huvudsakligen i form av kvarts, även om andra mineraler finns - cristobalit, tridymit, kitite, cousite. Amorf kiseldioxid finns i kiselalgeravlagringar på botten av hav och oceaner - dessa avlagringar bildades av SiO 2, som var en del av kiselalger och vissa ciliater.
Fri kisel kan erhållas genom att kalcinera fin vit sand med magnesium, som är nästan ren kiseloxid i kemisk sammansättning, SiO 2 +2Mg=2MgO+Si. Kisel av industriell kvalitet erhålls genom att reducera SiO 2-smältan med koks vid en temperatur av cirka 1800°C i ljusbågsugnar. Renheten hos kisel som erhålls på detta sätt kan nå 99,9% (de huvudsakliga föroreningarna är kol, metaller).

Fysikaliska egenskaper:

Amorft kisel har formen av ett brunt pulver, vars densitet är 2,0 g/cm 3 . Kristallint kisel - en mörkgrå, glänsande kristallin substans, spröd och mycket hård, kristalliseras i diamantgallret. Det är en typisk halvledare (leder elektricitet bättre än en isolator av gummityp och sämre än en ledare - koppar). Kisel är sprött, först när det värms över 800 °C blir det plastiskt. Intressant nog är kisel genomskinligt för infraröd strålning med början vid en våglängd på 1,1 mikrometer.

Kemiska egenskaper:

Kemiskt är kisel inaktivt. Vid rumstemperatur reagerar den endast med gasformig fluor för att bilda flyktig kiseltetrafluorid SiF 4 . Vid upphettning till en temperatur av 400-500 ° C reagerar kisel med syre för att bilda dioxid, med klor, brom och jod - för att bilda motsvarande lättflyktiga tetrahalider SiHal 4 . Vid en temperatur på cirka 1000°C reagerar kisel med kväve för att bilda nitrid Si 3 N 4 , med bor-termiskt och kemiskt stabila borider SiB 3 , SiB 6 och SiB 12 . Kisel reagerar inte direkt med väte.
För kiseletsning används en blandning av fluorvätesyra och salpetersyra mest.
Kisel löser sig i heta alkalilösningar: Si + 2KOH + H 2 O = K 2 SiO 3 + 2H 2
Kisel kännetecknas av föreningar med ett oxidationstillstånd på +4 eller -4.

De viktigaste anslutningarna:

Kiseldioxid, SiO 2- (kiselsyraanhydrid), färglös. crist. ämne, eldfast (1720 C), med hög hårdhet. Syraoxid, kemiskt inaktiv, interagerar med fluorvätesyra och alkalilösningar och bildar i det senare fallet salter av kiselsyror - silikater. Silikater bildas också när kiseloxid smälts samman med alkalier, basiska oxider och vissa salter.
Si02 + 4NaOH = Na4Si04 + 2H2O; SiO2 + CaO \u003d CaSiO3;
Na 2 CO 3 + CaCO 3 + 6SiO 2 = Na 2 CaSi 6 O 14 + 2CO 2 (blandat natriumkalciumsilikat, glas)
Kiselsyror- svag, olöslig, bildad genom tillsats av syra till en silikatlösning i form av en gel (gelatinös substans). H 4 SiO 4 (ortokisel) och H 2 SiO 3 (metasilicium eller kisel) finns endast i lösning och omvandlas irreversibelt till SiO 2 när de värms och torkas. Den resulterande fasta porösa produkten - silikagel, har en utvecklad yta och används som gasadsorbent, torkmedel, katalysator och katalysatorbärare.
silikater- Salter av kiselsyror är för det mesta (förutom natrium- och kaliumsilikater) olösliga i vatten. Lösliga silikater i lösning genomgår stark hydrolys.
Väteföreningar- analoger av kolväten, silaner, föreningar där kiselatomer är förbundna med en enkelbindning, Silenes om kiselatomerna är dubbelbundna. Liksom kolväten bildar dessa föreningar kedjor och ringar. Alla silaner kan antändas spontant, bilda explosiva blandningar med luft och lätt reagera med vatten: SiH 4 + 2H 2 O \u003d SiO 2 + 4H 2
Kiseltetrafluorid SiF 4, en gas med en obehaglig lukt, giftig, bildad av verkan av fluorvätesyra på kisel och många av dess föreningar, inklusive glas:
Na2SiO3 + 6HF = 2NaF + SiF4 + 3H2O
Reagerar med vatten för att bilda kiseldioxid och hexafluorkisel(H 2 SiF 6) syror:
3SiF 4 + 3H 2 O \u003d 2H 2 SiF 6 + H 2 SiO 2
H 2 SiF 6 är i styrka nära svavelsyra, salter är fluorsilikater.

Ansökan:

Kisel har den största användningen vid tillverkning av legeringar för att ge styrka till aluminium, koppar och magnesium och för framställning av ferrosilicider, som är viktiga vid tillverkning av stål och halvledarteknik. Kiselkristaller används i solceller och halvledarenheter - transistorer och dioder. Kisel fungerar också som råvara för framställning av organiska kiselföreningar, eller siloxaner, erhållna i form av oljor, smörjmedel, plaster och syntetiska gummin. Oorganiska kiselföreningar används i keramik- och glasteknik, som ett isolerande material och piezokristaller.

För vissa organismer är kisel ett viktigt biogent element. Det är en del av bärande strukturer i växter och skelettstrukturer hos djur. I stora mängder koncentreras kisel av marina organismer - kiselalger, radiolarier, svampar. Stora mängder kisel är koncentrerade i åkerfräken och spannmål, främst i underfamiljerna bambu och ris, inklusive vanligt ris. Mänsklig muskelvävnad innehåller (1-2) 10 -2% kisel, benvävnad - 17 10 -4%, blod - 3,9 mg / l. Med mat kommer upp till 1 g kisel in i människokroppen dagligen.

Antonov S.M., Tomilin K.G.
KhF Tyumen State University, 571 grupper.

Källor: Silicon. Wikipedia; Silicon in the Online Encyclopedia "Krugosvet" , ;
Silikonsajt