Кремний

Содержание

Кремний: характеристики, особенности и области применения

Кремний

Как самостоятельный химический элемент кремний стал известен человечеству всего лишь в 1825 году.

Что, конечно, не мешало применять соединения кремния в таком количестве сфер, что проще перечислить те, где элемент не используется.

Данная статья прольет свет на физические, механические и полезные химические свойства кремния и его соединений, области применения, также мы расскажем о том, как влияет кремний на свойства стали и иных металлов.

Для начала давайте остановимся на общей характеристике кремния. От 27,6 до 29,5% массы земной коры составляет кремний. В морской воде концентрация элемента тоже изрядная – до 3 мг/л.

По распространенности в литосфере кремний занимает второе почетное место после кислорода. Однако наиболее известная его форма – кремнезем, является диоксидом, и именно его свойства и стали основой для столь широкого применения.

О том, что такое кремний, расскажет этот видеосюжет:

Кремний – неметалл, однако при разных условиях может проявлять и кислотные, и основные свойства. Является типичным полупроводником и чрезвычайно широко используется в электротехнике. Физические и химические его свойства во многом определяются аллотропным состоянием. Чаще всего дело имеют с кристаллической формой, поскольку ее качества более востребованы в народном хозяйстве.

  • Кремний – один из базовых макроэлементов в человеческом теле. Его нехватка губительно сказывается на состоянии костной ткани, волос, кожи, ногтей. Кроме того, кремний оказывает влияние на работоспособность иммунной системы.
  • В медицине элемент, вернее говоря, его соединения нашли свое первое применение именно в этом качестве. Вода из колодцев, выложенных кремнием, отличались не только чистотой, но и положительно сказывалась на стойкости к инфекционным болезням. Сегодня соединение с кремнием служат основой для препаратов против туберкулеза, атеросклероза, артрита.
  • В целом неметалл малоактивен, однако и в чистом виде встретить его сложно. Связано это с тем, что на воздухе он быстро пассивируется слоем диоксида и перестает реагировать. При нагревании химическая активность увеличивается. В результате человечество гораздо ближе знакомо с соединениями вещества, а не с ним самим.

Так, кремний образует сплавы практически со всеми металлами – силициды. Все они отличаются тугоплавкостью и твердостью и применяются на соответствующих участках: газовые турбины, нагреватели печей.

Размещается неметалл в таблице Д. И. Менделеева в 6 группе вместе с углеродом, германием, оловом, что указывает на определенную общность с этими веществами. Так, с углеродом его «роднит» способность к образованию соединений по типу органических. При этом кремний, как и германий может проявить свойства металла в некоторых химических реакциях, что используется в синтезе.

Плюсы и минусы

Как и всякое другое вещество с точки зрения применения в народном хозяйстве, кремний обладает определенными полезными или не слишком качествами. Важны они именно для определения области использования.

  • Немалым достоинством вещества является его доступность. В природе он, правда, находится не в свободном виде, но все же, технология получения кремния не так уж и сложна, хотя и энергозатратна.
  • Второе важнейшее достоинство – образование множества соединений с необыкновенно полезными свойствами. Это и силаны, и силициды, и диоксид, и, конечно, разнообразнейшие силикаты. Способность кремния и его соединений образовывать сложные твердые растворы практически бесконечна, что позволяет бесконечно же получать самые разные вариации стекла, камня и керамики.
  • Полупроводниковые свойства неметалла обеспечивает ему место базового материала в электро- и радиотехнике.
  • Неметалл является нетоксичным, что допускает применение в любой отрасли промышленности, и при этом не превращает технологический процесс в потенциально опасный.

К недостаткам материала можно отнести лишь относительную хрупкость при хорошей твердости. Кремний не используется для несущих конструкций, но зато это сочетание позволяет обрабатывать должным образом поверхность кристаллов, что важно для приборостроения.

Давайте теперь поговорим про основные свойства кремния.

Свойства и характеристики

Поскольку в промышленности чаще всего эксплуатируется кристаллический кремний, то именно его свойства и являются более важными, и именно они и приводятся в технических характеристиках. Физические свойства вещества таковы:

  • температура плавления – 1417 С;
  • температура кипения – 2600 С;
  • плотность составляет 2,33 г/куб. см, что свидетельствует о хрупкости;
  • теплоемкость, как и теплопроводность не постоянны даже на самых чистых пробах: 800 Дж/(кг·К), или 0,191 кал/(г·град) и 84-126 вт/(м·К), или 0,20-0,30 кал/(см·сек·град) соответственно;
  • прозрачен для длинноволнового ИК-излучения, что используется в инфракрасной оптике;
  • диэлектрическая проницаемость – 1,17;
  • твердость по шкале Мооса – 7.

Электрические свойства неметалла сильно зависят от примесей. В промышленности эту особенность используют, модулируя нужный тип полупроводника. При нормальной температуре кремний хрупок, но при нагревании выше 800 С возможна пластическая деформация.

Свойства аморфного кремния разительно отличаются: он сильно гигроскопичен, намного активнее вступает в реакцию даже при нормальной температуре.

Структура и химический состав, а также свойства кремния рассмотрены в видеоролике ниже:

Кремний существует в двух аллотропных формах, одинаково устойчивых при нормальной температуре.

  • Кристаллический имеет вид темно-серого порошка. Вещество, хотя и имеет алмазоподобную кристаллическую решетку, является хрупким – из-за чересчур длинной связи между атомами. Интерес представляют его свойства полупроводника.
  • При очень высоких давлениях можно получить гексагональную модификацию с плотностью 2,55 г/куб. см. Однако эта фаза практического значения пока не нашла.
  • Аморфный – буро-коричневый порошок. В отличие от кристаллической формы намного активнее вступает в реакцию. Связано это не столько с инертностью первой формы, сколько с тем, что на воздухе вещество покрывается слоем диоксида.

Кроме того, необходимо учитывать и еще один тип классификации, связанный с величиной кристалла кремния, которые в совокупности образуют вещество. Кристаллическая решетка, как известно, предполагают упорядоченность не только атомов, но и структур, которые эти атомы образуют – так называемый дальний порядок. Чем он больше, тем более однородным по свойствам будет вещество.

  • Монокристаллический – образец представляет собой один кристалл. Структура его максимально упорядочена, свойства однородны и хорошо предсказуемы. Именно такой материал наиболее востребован в электротехнике. Однако он же относится к самому дорогому виду, поскольку процесс его получения сложен, а скорость роста низка.
  • Мультикристаллический – образец составляет некоторое количество крупных кристаллических зерен. Границы между ними формируют дополнительные дефектные уровни, что снижает производительность образца, как полупроводника и приводит к более быстрому износу. Технология выращивания мультикристалла проще, потому и материал дешевле.
  • Поликристаллический – состоит из большого количества зерен, расположенных хаотически относительно друг друга. Это наиболее чистая разновидность промышленного кремния, применяется в микроэлектронике и солнечной энергетике. Довольно часто используется в качестве сырья для выращивания мульти- и монокристаллов.
  • Аморфный кремний и в этой классификации занимает отдельную позицию. Здесь порядок расположения атомов удерживается только на самых коротких дистанциях. Однако в электротехнике он все же используется в виде тонких пленок.

Далее мы расскажем вам про сырье для производства кремния, вредность добычи, технологию его изготовления в мировых масштабах и в России.

Производство неметалла

Получить чистый кремний не так уж и просто, учитывая инертность его соединений и высокую температуру плавления большинства из них. В промышленности чаще всего прибегают к восстановлению углеродом из диоксида. Проводят реакцию в дуговых печах при температуре 1800 С. Таким образом получают неметалл чистотой в 99,9%, что для его применения недостаточно.

Полученный материал хлорируют с тем, чтобы получить хлориды и гидрохлориды. Затем соединения очищают всеми возможными методами от примесей и восстанавливают водородом.

Очистить вещество можно и за счет получения силицида магния. Силицид подвергают действию соляной или уксусной кислоты. Получают силан, а последний очищают различными способами – сорбционным, ректификацией и так далее. Затем силан разлагают на водород и кремний при температуре в 1000 С. В этом случае получают вещество с долей примеси 10-8–10-6%.

Для промышленности наибольший интерес представляют электрофизические характеристики неметалла. Его монокристаллическая форма является непрямозонным полупроводником.

Свойства его определяются примесями, что позволяет получать кристаллы кремния с заданными свойствами.

Так, добавка бора, алюминия, индия дает возможность вырастить кристалл с дырочной проводимостью, а введение фосфора или мышьяка – кристалл с электронной проводимостью.

  • Кремний в буквальном смысле слова служит основой современной электротехники. Из него изготавливают транзисторы, фотоэлементы, интегральные схемы, диоды и так далее. Причем функциональность прибора определяет практически всегда только приповерхностный слой кристалла, что обуславливает весьма специфические требования именно к обработке поверхности.
  • В металлургии технический кремний применяют и как модификатор сплавов – придает большую прочность, и как компонент – в бронзах, например, и как раскислитель – при производстве чугуна.
  • Сверхчистый и очищенный металлургический составляют основу солнечной энергетики.
  • Диоксид неметалла встречается в природе в очень разных формах. Его кристаллические разновидности – опал, агат, сердолик, аметист, горный хрусталь, нашли свое место в ювелирном деле. Не столь привлекательные внешне модификации – кремень, песок, кварц, используются и в металлургии, и в строительстве, и в радиоэлектротехнике.
  • Соединение неметалла с углеродом – карбид, применяется и в металлургии, и в приборостроении, и в химической промышленности. Он является широкозональным полупроводником, отличается высокой твердостью – 7 по шкале Мооса, и прочностью, что и позволяет применять его в качестве абразивного материала.
  • Силикаты – то есть, соли кремниевой кислоты. Неустойчивы, легко разлагаются под действием температуры. Примечательность их в том, что они образуют многочисленные и разнообразные соли. А вот последние являются основой при производстве стекла, керамики, фаянса, хрусталя, цемента и бетона. Можно смело сказать, что современное строительство зиждется на разнообразных силикатах.
  • Стекло представляет здесь наиболее интересный случай. Основой его служат алюмосиликаты, но ничтожные примеси других веществ – обычно оксидов, придают материалу массу разных свойств, в том числе и цвет. Керамика – клинкер, фаянс, фарфор, по сути, имеет ту же формулу, хотя и с другим соотношением компонентов, и ее разнообразие тоже поразительно.
  • Неметалл обладает еще одной способностью: образует соединения по типу углеродных, в виде длинной цепочки из атомов кремния. Такие соединения носят название кремнийорганических. Сфера их применения не менее известна – это силиконы, герметики, смазки и так далее.

Кремний – очень распространенный элемент и имеет необыкновенно большое значение в очень многих сферах народного хозяйства. Причем активно используется не только само вещество, но все его разнообразные и многочисленные соединения.

Данное видео расскажет о свойствах и применении кремния:

Источник: http://stroyres.net/metallicheskie/vidyi/vspomogatelnyie-veshhestva/kremniy.html

Кремний

Кремний

Процессор? Песок? А какие у вас с этим словом ассоциации? А может Кремниевая долина? Как бы там ни было, с кремнием мы сталкиваемся каждый день и если вам интересно узнать что такое Si и с чем его едят, прошу под кат.

Введение

Будучи студентом одного из московских вузов с специальностью «Наноматериалы», я хотел познакомить тебя, дорогой читатель, с самыми важными химическими элементами нашей планеты.

Я долго выбирал с чего начать, углерод или кремний, и все таки решил остановиться именно на Si, потому что сердце любого современного гаджета основано именно на нем, если можно так выразиться конечно.

Излагать мысли постараюсь предельно просто и доступно, написав этот материал я рассчитывал, в основном на новичков, но и более продвинутые люди смогут почерпнуть что-то интересное, так же хотелось бы сказать, что статья написана исключительно для расширения кругозора заинтересовавшихся. Итак, приступим.

Silicium

Кремний (лат. Silicium), Si, химический элемент IV группы периодической системы Менделеева; атомный номер 14, атомная масса 28,086. В природе элемент представлен тремя стабильными изотопами: 28Si (92,27%), 29Si (4,68%) и 30Si (3,05%). Плотность (при н.у.) 2,33 г/см³ Температура плавления 1688 K Порошковый Si

Историческая справка

Соединения Кремния, широко распространенные на земле, были известны человеку с каменного века. Использование каменных орудий для труда и охоты продолжалось несколько тысячелетий.

Применение соединений Кремния, связанное с их переработкой, — изготовление стекла — началось около 3000 лет до н. э. (в Древнем Египте). Раньше других известное соединение Кремния — оксид SiO2 (кремнезем).

В 18 веке кремнезем считали простым телом и относили к «землям» (что и отражено в его названии). Сложность состава кремнезема установил И. Я. Берцелиус. Он же впервые, в 1825, получил элементарный Кремний из фтористого кремния SiF4, восстанавливая последний металлическим калием.

Новому элементу было дано название «силиций» (от лат. silex — кремень). Русское название ввел Г. И. Гесс в 1834. Кремний очень распространен в природе в составе обыкновенного песка

Распространение Кремния в природе

По распространенности в земной коре Кремний — второй (после кислорода) элемент, его среднее содержание в литосфере 29,5% (по массе). В земной коре Кремний играет такую же первостепенную роль, как углерод в животном и растительном мире.

Для геохимии Кремния важна исключительно прочная связь его с кислородом. Около 12% литосферы составляет кремнезем SiO2 в форме минерала кварца и его разновидностей. 75% литосферы слагают различные силикаты и алюмосиликаты (полевые шпаты, слюды, амфиболы и т. д.).

Общее число минералов, содержащих кремнезем, превышает 400.

Физические свойства Кремния

Думаю тут останавливаться особо не стоит, все физические свойства имеются в свободном доступе, а я же перечислю самые основные.

Температура кипения 2600 °С Кремний прозрачен для длинноволновых ИК-лучей Диэлектрическая проницаемость 11,7 Твердость Кремния по Моосу 7,0 Хотелось бы сказать, что кремний хрупкий материал, заметная пластическая деформация начинается при температуре выше 800°С.

Кремний — полупроводник, именно поэтому он находит большое применение. Электрические свойства кремния очень сильно зависят от примесей.

Химические свойства Кремния

Тут много конечно можно сказать, но остановлюсь на самом интересном. В соединениях Si (аналогично углероду) 4-валентен. На воздухе кремний благодаря образованию защитной оксидной пленки устойчив даже при повышенных температурах. В кислороде окисляется начиная с 400 °С, образуя оксид кремния (IV) SiO2.

Кремний устойчив к кислотам и растворяется только в смеси азотной и фтористоводородной кислот, легко растворяется в горячих растворах щелочей с выделением водорода. Кремний образует 2 группы кислородсодержащих силанов — силоксаны и силоксены.

С азотом Кремний реагирует при температуре выше 1000 °С, Важное практическое значение имеет нитрид Si3N4, не окисляющийся на воздухе даже при 1200 °С, стойкий по отношению к кислотам (кроме азотной) и щелочам, а также к расплавленным металлам и шлакам, что делает его ценным материалом для химической промышленности, а так же для производства огнеупоров.

Высокой твердостью, а также термической и химической стойкостью отличаются соединения Кремния с углеродом (карбид кремния SiC) и с бором (SiB3, SiB6, SiB12).

Получение Кремния

Я думаю это самая интересная часть, тут остановимся поподробнее. В зависимости от предназначения различают:

1.Кремний электронного качества (т. н.

«электронный кремний») — наиболее качественный кремний с содержанием кремния свыше 99,999 % по весу, удельное электрическое сопротивление кремния электронного качества может находиться в интервале примерно от 0,001 до 150 Ом•см, но при этом величина сопротивления должна быть обеспечена исключительно заданной примесью т. е. попадание в кристалл других примесей, хотя бы и обеспечивающих заданное удельное электрическое сопротивление, как правило, недопустимо.

2.Кремний солнечного качества (т. н. «солнечный кремний») — кремний с содержанием кремния свыше 99,99 % по весу, используемый для производства фотоэлектрических преобразователей (солнечных батарей).

3.Технический кремний — блоки кремния поликристаллической структуры, полученного методом карботермического восстановления из чистого кварцевого песка; содержит 98 % кремния, основная примесь — углерод, отличается высоким содержанием легирующих элементов — бора, фосфора, алюминия; в основном используется для получения поликристаллического кремния. Кремний технической чистоты (95-98%) получают в электрической дуге восстановлением кремнезема SiO2 между графитовыми электродами. В связи с развитием полупроводниковой техники разработаны методы получения чистого и особо чистого кремния. Это требует предварительного синтеза чистейших исходных соединений кремния, из которых кремний извлекают путем восстановления или термического разложения. Поликристаллический кремний («поликремний») — наиболее чистая форма промышленно производимого кремния — полуфабрикат, получаемый очисткой технического кремния хлоридными и фторидными методами и используемый для производства моно- и мультикристаллического кремния. Традиционно поликристаллический кремний получают из технического кремния путём перевода его в летучие силаны (моносилан, хлорсиланы, фторсиланы) с последующими разделением образующихся силанов, ректификационной очисткой выбранного силана и восстановлением силана до металлического кремния.

Чистый полупроводниковый кремний получают в двух видах: поликристаллический (восстановлением SiCl4 или SiHCl3 цинком или водородом, термическим разложением SiI4 и SiH4) и монокристаллический (бестигельной зонной плавкой и «вытягиванием» монокристалла из расплавленного кремния — метод Чохральского).

Тут можно увидеть процесс выращивания кремния, методом Чохральского.

Метод Чохральского — метод выращивания кристаллов путём вытягивания их вверх от свободной поверхности большого объёма расплава с инициацией начала кристаллизации путём приведения затравочного кристалла (или нескольких кристаллов) заданной структуры и кристаллографической ориентации в контакт со свободной поверхностью расплава.

Применение Кремния

Специально легированный кремний широко применяется как материал для изготовления полупроводниковых приборов (транзисторы, термисторы, силовые выпрямители тока, тиристоры; солнечные фотоэлементы, используемые в космических кораблях, а так же много всякой всячины). Поскольку кремний прозрачен для лучей с длиной волны от 1 до 9 мкм, его применяют в инфракрасной оптике.

Кремний имеет разнообразные и все расширяющиеся области применения. В металлургии Si используется для удаления растворенного в расплавленных металлах кислорода (раскисления). Кремний является составной частью большого числа сплавов железа и цветных металлов.

Обычно Кремний придает сплавам повышенную устойчивость к коррозии, улучшает их литейные свойства и повышает механическую прочность; однако при большем его содержании Кремний может вызвать хрупкость. Наибольшее значение имеют железные, медные и алюминиевые сплавы, содержащие кремний.

Кремнезем перерабатываются стекольной, цементной, керамической, электротехнической и другими отраслями промышленности. Сверхчистый кремний преимущественно используется для производства одиночных электронных приборов (например процессор твоего компьютера) и однокристальных микросхем.

Чистый кремний, отходы сверхчистого кремния, очищенный металлургический кремний в виде кристаллического кремния являются основным сырьевым материалом для солнечной энергетики. Монокристаллический кремний — помимо электроники и солнечной энергетики используется для изготовления зеркал газовых лазеров. Сверхчистый кремний и продукт его производства

Кремний в организме

Кремний в организме находится в виде различных соединений, участвующих главным образом в образовании твердых скелетных частей и тканей.

Особенно много кремния могут накапливать некоторые морские растения (например, диатомовые водоросли) и животные (например, кремнероговые губки, радиолярии), образующие при отмирании на дне океана мощные отложения оксида кремния (IV).

В холодных морях и озерах преобладают биогенные илы, обогащенные кремнием, в тропических морях — известковые илы с низким содержанием кремния. Среди наземных растений много кремния накапливают злаки, осоки, пальмы, хвощи. У позвоночных животных содержание оксида кремния (IV) в зольных веществах 0,1-0,5%.

В наибольших количествах кремний обнаружен в плотной соединительной ткани, почках, поджелудочной железе. В суточном рационе человека содержится до 1 г кремния. При высоком содержании в воздухе пыли оксида кремния (IV) она попадает в легкие человека и вызывает заболевание — силикоз.

Заключение

Ну вот и все, если вы дочитали до конца и немного вникли, то вы на шаг ближе к успеху. Надеюсь писал я не зря и пост понравился хоть кому-то. Спасибо за внимание.

Источник: https://habr.com/post/152733/

Лечебные свойства кремния и причины дефицита в организме

Клинические наблюдения современных ученых доказали, что кремний в воде вырабатывает кремниевую кислоту. Дозы этого соединения весьма малы, но вполне достаточные для того, чтобы кремниевая кислота растворяла отложения солей и шлаки, а также выводила их из организма.

Вода под влиянием кремния становится «живой» и обновленной. Биологически активные вещества кремния в нашем организме вместе с белковыми фракциями способствуют образованию гормонов, аминокислот, ферментов; обратите внимание на то, что около 70 видов витаминов и минералов не усваивается, когда в организме не хватает кремния.

_________________________________________________________________________

Причины дефицита кремния

» Недостаточное употребление минеральной воды и клетчатки.

» Избыточное количество алюминия (это обычно бывает у людей, готовивших пищу в алюминиевой посуде).

» Интенсивный рост организма в детском возрасте.

» Повышенные физические и умственные нагрузки каждый день.

Снижение содержания кремния в организме обычно происходит одновременно с общей минеральной недостаточностью и сопровождается дефицитом таких полезных минералов как кальций и магний.

Что происходит при нехватке кремния

» Снижается иммунитет (защитные силы организма), что приводит к развитию частых простудных заболеваний и др.

» Прогрессируют течение дисбактериоза кишечника.

» В почках, печени и желчном пузыре складывается тенденция к образованию камней.

» У пациента начинаются болезни волос, кожных покровов и зубов, ломкость ногтей.

» Возникают болезни глаз: у пожилых людей – дальнозоркость, глаукома и катаракта, у детей – близорукость.

» Поражаются все кровеносные сосуды с развитием раннего атеросклероза, повышением уровня холестерина в крови.

» Из-за нарушения состояния соединительной ткани возникают пародонтоз, остеопороз, деформирующий артроз и остеохондроз.

Кремний – источник крепкого здоровья

Теперь уже известно, что кремниевая вода повышает защитные силы органума, нормализует обмен веществ, предупреждает возникновение многих заболеваний и способствует их излечению, замедляет старение организма.

При наружном применении кремниевой воды омолаживается кожа, улучшается состояние и рост волос, исчезают морщины, улучшается цвет рук и лица.

Как пить кремниевую воду. Ее можно употреблять без ограничений. Обычно кремниевую воду пьют от одного до трех стаканов комнатной температуры, но пить нужно небольшими глотками. Как отмечено выше, кремний изменяет свойства воды при соприкосновении с ней.

Активированная кремниевая воды оказывает губительное действие на патогенные микроорганизма, снижает рост бактерий, которые способствуют брожению и гниению.

При этом вода становится приятной на вкус и идеально чистой, долгое время она не портится, приобретая многие другие лечебные свойства.

Кремний вытесняет соли тяжелых и вредных металлов, они осаждаются на дно, а сверху остается чистая вода.

Всем известно насколько нужна вода человеческому организму. В нем около 70% воды и невозможно представить жизнь без нее. Учитывая, что все процессы обмена веществ происходят в присутствии водной среды, можно с уверенностью сказать, что именно вода играет роль проводника большого количества физиологических процессов, без нее невозможна жизнедеятельность клетки и тканей.

Как приготовить кремниевую воду

Настаивать кремний рекомендуется в эмалированной или стеклянной посуде. Лично я готовлю кремниевую воду в домашних условиях в трёхлитровой стеклянной банке. Кладу в баночку камешки кремния, наливаю чистую колодезную воду (если вы живете в городе, лучше перед этим ее профильтровать через обычный домашний фильтр).

Банку ставлю в комнате, где не опадают прямые солнечные лучи и покрываю обычной марлевой салфеткой (куском марли) для обеспечения свободного газообмена. Кремниевую воду, применяемую для приготовления чая, пищи или настоев лекарственных растений, настаиваю два-три дня. При этом следует соблюдать следующие требования:

  1. После каждого сливания воды кремний и емкость тщательно промывать проточной водой.
  2. Оставшийся на дне осадок нужно вылить в раковину.
  3. Настоянную на кремне воду кипятить разрешается, но не сам кремень, потому что вода в таком случае перенасыщается биологически активными веществами. Такую воду применять можно только наружно.
  4. Вместе с кремнием воду хранить в холодильнике не рекомендуется.
  5. Установлено, что кремниевая вода сохраняет целебные свойства в течение нескольких месяцев.
  6. После неоднократного использования (3-5 раз) кремний следует промыть под проточной водой и выставить на свежем воздухе на 2 часа для проветривания.
  7. Через какое-то определенное время на поверхности минералов могут появиться налеты или наслоения. В таком случае камешки надо поместить на два часа в подсоленную воду или 2% раствор уксусной кислоты, после чего промыть проточной водой. Далее опустить камни опять на два часа в раствор пищевой соды и снова промыть под краном.
  8. Месяцев через 8-12 желательно камешки расколоть, чтобы усилить (обновить) их свойства, но лучше приобрести новые минерал.
  9. Настаивание кремния проводится при комнатной температуре.

Будьте здоровы, дорогие мои читатели. Дай вам Бог!

Сохранить

Источник: http://narmedblog.ru/kremnij.html

Кремний в продуктах питания

Кремний

Дорогие читатели, человеческий организм – сложнейшая система, и для её нормальной работы жизненно необходимы разнообразные минеральные вещества. Они взаимодействуют друг с другом в нашем теле и отвечают за целый ряд процессов. Их недостаток или переизбыток могут заметно влиять на здоровье.

Мы уже говорили на блоге о важности для организма железа, кальция, магния, селена. Сегодня, дорогие читатели, объектом нашего внимания станет кремний. Посмотрим, в каких продуктах содержится кремний, какую пользу он приносит организму, чем опасен дефицит и избыток кремния.

Что мы знаем о кремнии

Кремний – чёрный или серый минерал, известный людям уже давно. Кремниевым порошком посыпали раны, чтобы избежать гангрены. Было замечено, что вода, контактировавшая с этим камнем, становится чище и вкуснее. В чистом виде кремний был получен в ХIХ веке. В 1972 г. он был внесен в список жизненно необходимых для человека микроэлементов.

Кремний (Si) по распространённости на земле уступает лишь кислороду. Большая доля земной коры представлена неорганическими соединениями этого элемента. В виде кремнезёма он встречается практически в каждом растении. В этом же виде кремний содержится в пресноводной рыбе, птице, млекопитающих.

В человеческом теле кремнезёма порядка 0,001%. Он присутствует в щитовидной железе, гипофизе, надпочечниках, в желудке и лёгких, в плазме крови и коже, самое большое его количество в ногтях и волосах. Коллаген – белок соединительной ткани – включает в себя кремний. Этот минерал обеспечивает эластичность кожи, сосудов, сухожилий, а также важен для прочности костей.

Польза кремния для организма

Наука говорит, что при недостатке кремния в организме будут плохо усваиваться или не усваиваться вообще около 70 других элементов, такие как кальций, фтор, цинк, марганец, алюминий и другие важные минералы.

Также кремний нужен для поддержания следующих важных функций организма:

  • формирование костей, хрящей, соединительных тканей;
  • поддержание прочности и эластичности кровеносных сосудов, для нормальной работы сердечно-сосудистой системы;
  • усиление эффективности некоторых витаминов;
  • укрепление иммунитета;
  • для нормальной работы нервной системы;
  • вместе с кальцием и магнием – для нормального обмена веществ;
  • очищение организма от токсичных соединений, тяжёлых металлов, радионуклидов;
  • расширение сосудов, снижение артериального давления;
  • подавление гнилостных бактерий;
  • для здоровой кожи, ногтей, волос;
  • торможение процессов старения, поскольку важен для костей, соединительных тканей, кожи;
  • не даёт проникать липидам в плазму крови;
  • вместе с белковыми соединениями способствует синтезу ферментов и гормонов в организме;
  • позволяет восстанавливать костную структуру отдельно от витамина D;
  • в организме создаёт особые коллоидные системы, нейтрализующие вирусы и вредные микроорганизмы.

Природный баланс кремния с кальцием не допускает раннего старения. Этот элемент нужен и детям, и взрослым, и пожилым людям.

Суточная норма кремния

Правильное питание с наличием продуктов, содержащих кремний, должно удовлетворять потребность в этом элементе. Есть различные рекомендации специалистов по суточной норме кремния для человека. Чаще всего это от 10 до 50 мг в сутки, максимум – 100 мг.

Неправильный, несбалансированный рацион приводит к потере кремния. В среднем в сутки с пищей и водой мы получаем 3,5 мг, а тело теряет почти 9 мг кремния.

Признаки недостатка кремния в организме

О нехватке кремния в организме говорит ряд признаков. Это ослабление иммунитета, болезни лёгких, ОРЗ. Это всё, что свидетельствует о нарушениях соединительных тканей – болезни связок, костей, артроз, остеопороз, пародонтоз.

Это сосудистые заболевания – повышенный уровень холестерина, атеросклероз. Нехватка кремния проявляется в сухости кожи, появлении угрей, ломкости и плохом росте ногтей, тусклых волосах.

От его недостатка плохо заживают раны, заметно снижается аппетит, повышается метеочувствительность.

Дефицит кремния приводит к нарушению обмена веществ. При этом целый ряд других минеральных элементов не усваивается организмом. Если нам не хватает кремния, растёт опасность болезней сердца и сосудов. Пониженное содержание кремния наблюдается при гепатите, диабете, катаракте. Чтобы избежать этого дефицита, нам нужно получать кремний в продуктах питания, о чем мы поговорим ниже.

Переизбыток кремния в организме

Кремниевые соединения не токсичны. Переизбыток этого элемента может возникнуть, если вдыхать его с воздухом, например на вредном производстве. Если кремния в организм попадает слишком много, могут развиться болезни бронхов и лёгких, мочекаменная болезнь, в самом тяжелом случае – онкозаболевания. Чрезмерное количество кремния и алюминия было выявлено и при болезни Альцгеймера.

ДИЕТА ПОСЛЕ УДАЛЕНИЯ ЖЕЛЧНОГО ПУЗЫРЯ

Как жить полноценной жизнью без желчного пузыря

Узнать больше …

Продукты, содержащие кремний

Итак, в каких продуктах содержится кремний? Специалисты говорят, что он нужен для хорошего роста и урожайности риса, подсолнечника, картофеля, помидоров, моркови, свеклы и других растений. Поскольку в земле так много кремния, то и по его содержанию лидируют растительные продукты.

Известно, в каких продуктах много кремния – это неочищенное зерно с высоким содержание волокон, такие зерновые культуры, как коричневый рис, гречка, ячмень, овёс, пророщенные зёрна злаков, просо. Также это корнеплоды – топинамбур, свекла, редис, редька, морковь.

Кремния достаточно в отрубях, огурцах, капусте, зелени, водорослях, есть он в лесных ягодах. Много кремния содержат фрукты – клубника, земляника, вишня, абрикос. В кожуре овощей и фруктов этого элемента больше, чем в самих плодах.

Кроме того, кремний есть в таких растениях, как папоротник, полевой хвощ, одуванчик, крапива.

Из орехов кремнием богаты фисташки. Содержится кремний и в продуктах животного происхождения – курица, говядина, яйца. Считается, что животные жиры не дают полноценно усваиваться кремнию. Зато его можно получить из таких вкусных и полезных продуктов, как болгарский перец, редис, петрушка, сельдерей, яблоки, сливы, бананы.

Таблица. Кремний в продуктах питания – крупы, зерновые, бобовые, мг/100 г

Бурый рис

1240 мг.

Овёс

1000 мг.

Ячневая крупа

600 мг.

Крупа гречневая

120 мг.

Фасоль

92 мг.

Горошек зеленый

83 мг.

Кукуруза

60 мг.

Пшеница

48 мг.

Репа

90 мг.

Топинамбур

80 мг.

Свекла

80 мг.

Капуста белокоч.

55 мг.

Картофель

50 мг.

Огурцы

50 мг.

Шпинат

42 мг.

Редис

30 мг.

Петрушка

30 мг.

Сельдерей

29 мг.

Морковь

25 мг.

Перец сладкий

22 мг.

Земляника

100 мг.

Ананас

93 мг.

Дыни

80 мг.

Бананы

75 мг.

Вишня

45 мг.

Малина

40 мг.

Красная смородина

28 мг.

Виноград

12 мг.

Предлагаем подробнее узнать из видео о роли кремния в организме, об опасностях и последствиях его дефицита и о тех продуктах, с которыми мы можем получать этот ценный и полезный минерал.

Кремниевая вода. Как приготовить и принимать

Наверняка многие слышали о кремниевой воде. Специалисты советуют употреблять такую воду всем, кому больше 30 лет. После этого возраста восстановление кожи и соединительных тканей тормозится, организм чаще сталкивается с дефицитом кремния.

Полезные эффекты кремния в воде объясняют образованием коллоидов, которые адсорбируют шлаки и вредные микроорганизмы.

Такая вода помогает при слабом иммунитете, воспалениях ЖКТ, гипертонии, атеросклерозе, ангине, гриппе, пониженном тонусе. В полосканиях кремниевую воду можно использовать для профилактики пародонтоза.

Для мытья головы она подойдёт при выпадении волос или если они секутся. Наружно эта вода хорошо действует на кожу.

Вода с кремнием легко готовится дома и может дать организму около 50% требующейся нормы.

Как приготовить

Для приготовления такой воды нужно найти сам минерал. Он должен быть халцедоново-опалового типа, около 50 г мелких камешков. Нужно искать кремний серо-коричневого цвета, не чёрный (в чёрном кремнии возможны следы радиоактивных пород).

Камешки хорошо моют и помещают в сосуд. Затем заливают водой – можно водопроводной, лучше родниковой или очищенной. Настаивают 2-3 дня в прохладном месте, куда не попадают прямые лучи солнца.

После этого настоянную воду употребляют для питья, а кремень снова заливают водой и настаивают ее. После каждого второго «настоя» камешки промывают в холодной воде и высушивают. Камни используют так в течение нескольких лет.

Как принимать

Пьют кремниевую воду так же, как и обычную. Пить кремниевую воду рекомендуют небольшими глотками, ограничений по объему нет, нормальным считается 1,5-2 литра в сутки.

Кремний – необходимый нашему организму минерал. Он участвует во многих процессах в теле и обеспечивает регенерацию соединительных тканей. Он позволяет усваиваться другим минералам, участвует в синтезе белков, ферментов и аминокислот. Он укрепляет иммунную систему. Зная, в каких продуктах содержится кремний, мы можем правильно формировать свой рацион и сохранять здоровье и молодость.

И для настроения прозвучит Richard CLAYDERMAN – What A Woderful World. Прекрасная тема в исполнении Ричарда Клайдермана.

Сырные булочки к завтраку от Гордона Рамзи или НЕбезумное чаепитие с Алисой в Стране чудесШунгит – минерал здоровьяВ каких продуктах содержится магнийЦинк в продуктах питанияЛечение глинойЧем полезен бурый рис

Источник: https://irinazaytseva.ru/kremnij.html

СТРУКТУРА

Кристаллическая решётка кремния кубическая гранецентрированная типа алмаза, параметр а = 0,54307 нм (при высоких давлениях получены и другие полиморфные модификации кремния), но из-за большей длины связи между атомами Si—Si по сравнению с длиной связи С—С твёрдость кремния значительно меньше, чем алмаза.

Имеет объемную структуру. Ядра атомов вместе с электронами на внутренних оболочках обладают положительным зарядом 4, который уравновешивается отрицательными зарядами четырех электронов на внешней оболочке. Вместе с электронами соседних атомов они образуют ковалентные связи на кристаллической решетке.

Таким образом, на внешней оболочке находятся четыре своих электрона и четыре электрона, заимствованные у четырех соседних атомов. При температуре абсолютного нуля все электроны внешних оболочек участвуют в ковалентных связях.

При этом кремний является идеальными изолятором, так как не имеет свободных электронов, создающих проводимость.

СВОЙСТВА

Кремний хрупок, только при нагревании выше 800 °C он становится пластичным веществом. Он прозрачен для инфракрасного излучения начиная с длины волны 1,1 мкм.

Собственная концентрация носителей заряда — 5,81·1015 м−3 (для температуры 300 K).Температура плавления 1415 °C, температура кипения 2680 °C, плотность 2,33 г/см3.

Обладает полупроводниковыми свойствами, его сопротивление понижается при повышении температуры.

Аморфный кремний – порошок бурого цвета на основе сильно разупорядоченной алмазоподобной структуры. Обладает большей реакционной способностью, чем кристаллический кремний.

МОРФОЛОГИЯ

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

Основные минералы и горные породы, образуемые диоксидом кремния, — это песок (речной и кварцевый), кварц и кварциты, кремень, полевые шпаты.

Вторую по распространённости в природе группу соединений кремния составляют силикаты и алюмосиликаты.

Отмечены единичные факты нахождения чистого кремния в самородном виде.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

кремния в земной коре составляет по разным данным 27,6—29,5 % по массе. Таким образом по распространённости в земной коре кремний занимает второе место после кислорода. Концентрация в морской воде 3 мг/л.

Отмечены единичные факты нахождения чистого кремния в самородном виде — мельчайшие включения (наноиндивиды) в ийолитах Горячегорского щелочно-габброидного массива (Кузнецкий Алатау, Красноярский край); в Карелии и на Кольском п-ове (по мат.

изучения Кольской сверхглубокой скважины); микроскопические кристаллы в фумаролах вулканов Толбачик и Кудрявый (Камчатка).

ПРИМЕНЕНИЕ

Сверхчистый кремний преимущественно используется для производства одиночных электронных приборов (нелинейные пассивные элементы электрических схем) и однокристальных микросхем.

Чистый кремний, отходы сверхчистого кремния, очищенный металлургический кремний в виде кристаллического кремния являются основным сырьевым материалом для солнечной энергетики.

Монокристаллический кремний — помимо электроники и солнечной энергетики, используется для изготовления зеркал газовых лазеров.

Соединения металлов с кремнием — силициды — являются широко употребляемыми в промышленности (например, электронной и атомной) материалами с широким спектром полезных химических, электрических и ядерных свойств (устойчивость к окислению, нейтронам и др.). Силициды ряда элементов являются важными термоэлектрическими материалами.

Соединения кремния служат основой для производства стекла и цемента. Производством стекла и цемента занимается силикатная промышленность. Она также выпускает силикатную керамику — кирпич, фарфор, фаянс и изделия из них.

Широко известен силикатный клей, применяемый в строительстве как сиккатив, а в пиротехнике и в быту для склеивания бумаги.

Получили широкое распространение силиконовые масла и силиконы — материалы на основе кремнийорганических соединений.

Технический кремний находит следующие применения:

  • сырьё для металлургических производств: компонент сплава (бронзы, силумин);
  • раскислитель (при выплавке чугуна и сталей);
  • модификатор свойств металлов или легирующий элемент (например, добавка определённого количества кремния при производстве трансформаторных сталей уменьшает коэрцитивную силу готового продукта) и т. п.;
  • сырьё для производства более чистого поликристаллического кремния и очищенного металлургического кремния (в литературе «umg-Si»);
  • сырьё для производства кремний органических материалов, силанов;
  • иногда кремний технической чистоты и его сплав с железом (ферросилиций) используется для производства водорода в полевых условиях;
  • для производства солнечных батарей;
  • антиблок (антиадгезивная добавка) в промышленности пластмасс.

Кремний (англ. Silicon) — Si

Кристаллографические свойства

Источник: http://mineralpro.ru/minerals/silicon/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.