Silizium: Anwendung, chemische und physikalische Eigenschaften. Die Rolle von Silizium bei der Entstehung und dem Verlauf verschiedener Krankheiten. Herstellung und Verwendung von Silizium

„Silizium o zwei“

Löst sich nicht einmal auf

salziges Wasser

Neue Ära

der Welt gegeben „Ferrum“

Sehr hilfreich

Menschen Eisen

Oh, was für eine Aura

Umgebung“ Aurum!

Symbol der Macht – Ringe

Gold und Sonne

Beute Schwefel Atmosphäre,

Oder besser gesagt, es ist Oxid.

Die Blätter im Park sind gelb geworden,

Saurer Regen nieselt

„Chemisches Geheimschreiben“

Zweck des Spiels. Machen Sie es einfacher, sich die Namen chemischer Elemente und ihre Symbole zu merken.

Spielattribute. Karten mit den Namen chemischer Elemente und ihren Symbolen.

Übung. Verbinde so schnell wie möglich die Rechtecke (Name des Elements) mit den entsprechenden chemischen Symbolen durch eine Linie.

Notiz. Um eine Wiederverwendung der Karten zu gewährleisten, können Linien auf Kunststofffolienstücke entsprechender Größe gezeichnet werden.

Zweck des Spiels. Aktivieren Sie den Prozess des Auswendiglernens chemischer Elemente und Substanzen, der Einteilung in Metalle und Nichtmetalle, in separate Klassen usw.

Übung. Nennen Sie nacheinander einen chemischen Begriff (Metall, Nichtmetall, Name einer einfachen Substanz oder einer komplexen Substanz usw.) und machen Sie einen Schritt vorwärts.

Notiz. Am Spiel nehmen 2-3 Schüler gleichzeitig teil – entsprechend der Anzahl der konkurrierenden Teams. Wer ohne Fehler und Wiederholungen weiterkommt, gewinnt.

Staffellauf der Berechnungsformeln.

Zweck des Spiels. Zur Verbesserung des Gedächtnisses und der Aufmerksamkeit sowie zur Stärkung der Fähigkeit der Schüler, physikalische und mathematische Formeln aufzuschreiben, die für Berechnungen bei der Lösung chemischer Probleme verwendet werden.

Spielattribute. Mehrere Zettel, aufgefächert entsprechend der Anzahl der teilnehmenden Mannschaften. Der Name einer physikalischen oder chemischen Größe steht auf der Rückseite jeder Seite des Fächers (es wird empfohlen, Wiederholungen auf einem Blatt zu vermeiden).

Beschreibung des Spiels. Jedes Team (abhängig von der Anzahl der Reihen in der Klasse) erhält einen Laubfächer. Auf ein Zeichen hin öffnen die am ersten Tisch sitzenden Spieler die erste Seite des Fächers, schreiben gegenüber dem angezeigten Wert eine Formel, mit der dieser Wert ermittelt bzw. berechnet werden kann, und geben den Fächer an den nächsten Tisch weiter. Wenn die Menge konstant ist, geben Sie ihren Wert an.

Hände hoch.

Zweck des Spiels. Die Aufmerksamkeit der Schüler aktivieren, die Konzepte „Substanz“, „physischer Körper“ festigen und die Fähigkeit entwickeln, angemessen auf einen äußeren Reiz zu reagieren.

Spielattribute. Karten für Lehrer mit einer Liste verschiedener Substanzen und Körper.

Beschreibung des Spiels. Der Lehrer listet die Namen von Stoffen und Körpern auf, die Schüler hören aufmerksam zu und schauen sich die Karten an. Wird ein Stoff benannt, heben die Schüler ihre Hände, wird ein physischer Körper genannt, bleiben die Hände auf dem Tisch.

Der Schüler, der einen Fehler gemacht hat, gibt eine Definition von Tal oder Substanz mit Beispielen.

Beispiel einer Namensliste:

Notiz. Ähnliche Spiele können zum Thema „Reine Stoffe und Gemische“, „Physikalische und chemische Phänomene“ gespielt werden.

Zum Auswendiglernen der Zeichen chemischer Elemente.

Definieren.

Zweck des Spiels.

Um die Aufmerksamkeit der Schüler zu aktivieren, um die Konzepte „Mischung“, „chemische Verbindung“ zu festigen,

" Chemisches Element"

Spielregel. Ermitteln Sie aus den Buchstaben, die den richtigen Antworten entsprechen, den Namen des chemischen Elements.

Dieses Formular kann zum Studium eines neuen Themas verwendet werden. Bestimmen Sie das Thema der Lektion.

"Finde den Fehler"

Zweck des Spiels. Um die Konzepte „einfache Substanz“ und „komplexe Substanz“ zu festigen, die Aufmerksamkeit der Schüler zu fördern und die Fähigkeit zu entwickeln, schnell richtige Urteile zu finden und falsche Urteile abzulehnen.

Spielattribute. Karten, auf denen 5-6 (je nach Anzahl der Schülertische in einer Reihe) Zeilen mit Namen einfacher und komplexer Substanzen geschrieben sind.

Beschreibung des Spiels. Die Schüler werden in 3 Teams aufgeteilt (entlang der Tischreihen im Klassenzimmer). Jedes Team erhält eine Karte. Die Schüler streichen oder notieren die Namen einfacher und komplexer Substanzen in einem Notizbuch und geben die Karte an den Nebentisch weiter.

„Physikalische und chemische Phänomene“

Zweck des Spiels. Verstärken Sie die Konzepte über die Anzeichen chemischer Reaktionen.

Spielattribute. Tabelle mit Anzeichen von Reaktionen

Beschreibung des Spiels. Schattieren Sie die Zellen in der Tabelle mit den richtigen Antworten zu den Zeichen, die das Phänomen begleiten. Die Antwort wird ein Bild einer römischen Zahl sein

Zum Thema: „Metalle. Nichtmetalle“

Zweck des Spiels. Konsolidierung der Konzepte von Metallen und Nichtmetallen, einfachen und komplexen Stoffen, dem relativen Molekulargewicht von Stoffen.

Spielattribute. Karten mit Elementformeln

Eines der häufigsten Elemente in der Natur ist Silizium bzw. Silizium. Eine solch weite Verbreitung zeigt die Bedeutung und Bedeutung dieses Stoffes. Dies wurde von Menschen schnell verstanden und gelernt, die lernten, Silizium richtig für ihre Zwecke zu nutzen. Sein Einsatz beruht auf besonderen Eigenschaften, auf die wir weiter eingehen werden.

Silizium – chemisches Element

Wenn wir ein bestimmtes Element anhand seiner Position im Periodensystem charakterisieren, können wir die folgenden wichtigen Punkte identifizieren:

1. Seriennummer - 14.
2. Die Periode ist die dritte kleine.
3. Gruppe - IV.
4. Die Untergruppe ist die Hauptgruppe.
5. Der Aufbau der äußeren Elektronenhülle wird durch die Formel 3s 2 3p 2 ausgedrückt.
6. Das Element Silizium wird durch das chemische Symbol Si dargestellt, das „Silizium“ ausgesprochen wird.
7. Die Oxidationsstufen sind: -4; +2; +4.
8. Die Wertigkeit des Atoms ist IV.
9. Die Atommasse von Silizium beträgt 28,086.
10. In der Natur gibt es drei stabile Isotope dieses Elements mit den Massenzahlen 28, 29 und 30.

Aus chemischer Sicht ist das Siliziumatom also ein ziemlich gut untersuchtes Element; viele seiner verschiedenen Eigenschaften wurden beschrieben.

Geschichte der Entdeckung

Da verschiedene Verbindungen des betreffenden Elements in der Natur sehr beliebt und reichlich vorhanden sind, nutzen die Menschen seit der Antike viele von ihnen und kennen deren Eigenschaften. Reines Silizium blieb in der Chemie lange Zeit außerhalb des menschlichen Wissens.

Die beliebtesten Verbindungen, die von Völkern alter Kulturen (Ägypter, Römer, Chinesen, Russen, Perser und andere) im Alltag und in der Industrie verwendet wurden, waren Edel- und Ziersteine ​​auf der Basis von Siliziumoxid. Diese beinhalten:

• Opal;
• Bergkristall;
• Topas;
• Chrysopras;
• Onyx;
• Chalcedon und andere.

Seit der Antike ist es auch üblich, Quarz im Bauwesen zu verwenden. Elementares Silizium selbst blieb jedoch bis ins 19. Jahrhundert unentdeckt, obwohl viele Wissenschaftler vergeblich versuchten, es mithilfe von Katalysatoren, hohen Temperaturen und sogar elektrischem Strom aus verschiedenen Verbindungen zu isolieren. Das sind so kluge Köpfe wie:

• Karl Scheele;
• Gay-Lussac;
• Thenar;
• Humphry Davy;
• Antoine Lavoisier.

Jens Jacobs Berzelius gelang es 1823, Silizium in reiner Form zu gewinnen. Zu diesem Zweck führte er ein Experiment zur Verschmelzung von Dämpfen aus Siliziumfluorid und Kaliummetall durch. Als Ergebnis erhielt ich eine amorphe Modifikation des betreffenden Elements. Dieselben Wissenschaftler schlugen einen lateinischen Namen für das entdeckte Atom vor.

Wenig später, im Jahr 1855, gelang es einem anderen Wissenschaftler – Sainte-Clair-Deville – eine weitere allotrope Sorte zu synthetisieren – kristallines Silizium. Seitdem begann sich das Wissen über dieses Element und seine Eigenschaften sehr schnell zu erweitern. Die Menschen erkannten, dass es über einzigartige Funktionen verfügt, die sehr intelligent genutzt werden können, um ihre eigenen Bedürfnisse zu erfüllen. Daher ist Silizium heute eines der beliebtesten Elemente in der Elektronik und Technik. Seine Verwendung erweitert jedes Jahr seine Grenzen.

Der russische Name für das Atom wurde 1831 vom Wissenschaftler Hess gegeben. Das ist es, was bis heute geblieben ist.

In Bezug auf die Häufigkeit in der Natur steht Silizium nach Sauerstoff an zweiter Stelle. Sein Anteil im Vergleich zu anderen Atomen in der Erdkruste beträgt 29,5 %. Darüber hinaus sind Kohlenstoff und Silizium zwei besondere Elemente, die durch Bindung miteinander Ketten bilden können. Deshalb sind für Letzteres mehr als 400 verschiedene natürliche Mineralien bekannt, in denen es in der Lithosphäre, Hydrosphäre und Biomasse vorkommt.

Wo genau kommt Silizium vor?

1. In tiefen Bodenschichten.
2. In Gesteinen, Ablagerungen und Massiven.
3. Am Grund von Gewässern, insbesondere Meeren und Ozeanen.
4. In Pflanzen und Meereslebewesen des Tierreichs.
5. Im menschlichen Körper und bei Landtieren.

Wir können einige der häufigsten Mineralien und Gesteine ​​identifizieren, die große Mengen Silizium enthalten. Ihre Chemie ist so, dass der Massengehalt des reinen Elements in ihnen 75 % erreicht. Der konkrete Wert hängt jedoch von der Art des Materials ab. Also, Steine ​​und Mineralien, die Silizium enthalten:

• Feldspäte;
• Glimmer;
• Amphibole;
• Opale;
• Chalzedon;
• Silikate;
• Sandsteine;
• Alumosilikate;
• Tone und andere.

Silizium reichert sich in den Panzern und Exoskeletten von Meerestieren an und bildet schließlich mächtige Kieselsäureablagerungen am Grund von Gewässern. Dies ist eine der natürlichen Quellen dieses Elements.

Darüber hinaus wurde festgestellt, dass Silizium in seiner reinen nativen Form – in Form von Kristallen – vorliegen kann. Aber solche Einlagen sind sehr selten.

Physikalische Eigenschaften von Silizium

Wenn wir das betrachtete Element anhand einer Reihe physikalischer und chemischer Eigenschaften charakterisieren, müssen zunächst die physikalischen Parameter bezeichnet werden. Hier sind einige der wichtigsten:

1. Es liegt in Form von zwei allotropen Modifikationen vor – amorph und kristallin, die sich in allen Eigenschaften unterscheiden.
2. Das Kristallgitter ist dem von Diamant sehr ähnlich, da Kohlenstoff und Silizium in dieser Hinsicht praktisch gleich sind. Allerdings ist der Abstand zwischen den Atomen unterschiedlich (Silizium ist größer), Diamant ist also deutlich härter und fester. Gittertyp – kubisch flächenzentriert.
3. Der Stoff ist sehr spröde und wird bei hohen Temperaturen plastisch.
4. Der Schmelzpunkt liegt bei 1415˚C.
5. Siedepunkt - 3250˚С.
6. Die Dichte des Stoffes beträgt 2,33 g/cm3.
7. Die Farbe der Verbindung ist silbergrau mit einem charakteristischen metallischen Glanz.
8. Es verfügt über gute Halbleitereigenschaften, die durch die Zugabe bestimmter Wirkstoffe variieren können.
9. Unlöslich in Wasser, organischen Lösungsmitteln und Säuren.
10. Besonders alkalilöslich.

Die identifizierten physikalischen Eigenschaften von Silizium ermöglichen es Menschen, es zu manipulieren und zur Herstellung verschiedener Produkte zu verwenden. Beispielsweise basiert die Verwendung von reinem Silizium in der Elektronik auf den Eigenschaften der Halbleiterleitung.

Chemische Eigenschaften

Die chemischen Eigenschaften von Silizium hängen stark von den Reaktionsbedingungen ab. Wenn wir über Standardparameter sprechen, müssen wir eine sehr geringe Aktivität angeben. Sowohl kristallines als auch amorphes Silizium sind sehr inert. Sie interagieren nicht mit starken Oxidationsmitteln (außer Fluor) oder starken Reduktionsmitteln.

Dies liegt daran, dass sich auf der Oberfläche des Stoffes sofort ein Oxidfilm aus SiO 2 bildet, der weitere Wechselwirkungen verhindert. Es kann unter dem Einfluss von Wasser, Luft und Dampf entstehen.

Wenn Sie die Standardbedingungen ändern und Silizium auf eine Temperatur über 400 °C erhitzen, erhöht sich seine chemische Aktivität erheblich. In diesem Fall reagiert es mit:

• Sauerstoff;
• alle Arten von Halogenen;
• Wasserstoff.

Bei weiterer Temperaturerhöhung ist die Bildung von Produkten durch Wechselwirkung mit Bor, Stickstoff und Kohlenstoff möglich. Karborund – SiC – ist von besonderer Bedeutung, da es sich um ein gutes Schleifmaterial handelt.

Auch die chemischen Eigenschaften von Silizium werden bei Reaktionen mit Metallen deutlich sichtbar. In Bezug auf sie handelt es sich um ein Oxidationsmittel, daher werden die Produkte Silizide genannt. Ähnliche Verbindungen sind bekannt für:

• alkalisch;
• Erdalkali;
• Übergangsmetalle.

Die durch die Verschmelzung von Eisen und Silizium gewonnene Verbindung weist ungewöhnliche Eigenschaften auf. Es heißt Ferrosiliciumkeramik und wird erfolgreich in der Industrie eingesetzt.

Silizium interagiert nicht mit komplexen Substanzen und kann sich daher von allen Arten nur auflösen in:

• Königswasser (eine Mischung aus Salpeter- und Salzsäure);
• Ätzalkalien.

In diesem Fall muss die Temperatur der Lösung mindestens 60 °C betragen. All dies bestätigt einmal mehr die physikalische Basis der Substanz – ein diamantartiges stabiles Kristallgitter, das ihr Festigkeit und Trägheit verleiht.

Methoden zur Beschaffung

Die Gewinnung von Silizium in reiner Form ist ein recht kostspieliger Prozess. Darüber hinaus liefert jede Methode aufgrund ihrer Eigenschaften nur ein 90-99 % reines Produkt, während Verunreinigungen in Form von Metallen und Kohlenstoff gleich bleiben. Daher reicht es nicht aus, die Substanz einfach nur zu beschaffen. Es sollte auch gründlich von Fremdkörpern gereinigt werden.

Im Allgemeinen erfolgt die Siliziumproduktion auf zwei Arten:

1. Aus weißem Sand, der reines Siliziumoxid SiO 2 ist. Beim Kalzinieren mit aktiven Metallen (meistens Magnesium) entsteht ein freies Element in Form einer amorphen Modifikation. Die Reinheit dieser Methode ist hoch, das Produkt wird mit einer Ausbeute von 99,9 Prozent erhalten.
2. Eine im industriellen Maßstab weiter verbreitete Methode ist das Sintern von geschmolzenem Sand mit Koks in speziellen thermischen Öfen. Diese Methode wurde vom russischen Wissenschaftler N. N. Beketov entwickelt.

Bei der weiteren Verarbeitung werden die Produkte Reinigungsmethoden unterzogen. Hierzu werden Säuren oder Halogene (Chlor, Fluor) verwendet.

Amorphes Silizium

Die Charakterisierung von Silizium wäre unvollständig, wenn nicht jede seiner allotropen Modifikationen separat betrachtet würde. Der erste von ihnen ist amorph. In diesem Zustand ist die Substanz, die wir betrachten, ein bräunlich-braunes Pulver, fein verteilt. Es weist einen hohen Grad an Hygroskopizität auf und weist beim Erhitzen eine relativ hohe chemische Aktivität auf. Unter Standardbedingungen kann es nur mit dem stärksten Oxidationsmittel – Fluor – interagieren.

Es ist nicht ganz richtig, amorphes Silizium als eine Art kristallines Silizium zu bezeichnen. Sein Gitter zeigt, dass es sich bei dieser Substanz nur um eine Form von fein verteiltem Silizium handelt, das in Form von Kristallen vorliegt. Daher handelt es sich bei diesen Modifikationen um ein und dieselbe Verbindung.

Ihre Eigenschaften unterscheiden sich jedoch, weshalb man üblicherweise von Allotropie spricht. Amorphes Silizium selbst hat ein hohes Lichtabsorptionsvermögen. Darüber hinaus ist dieser Indikator unter bestimmten Bedingungen um ein Vielfaches höher als der der kristallinen Form. Daher wird es für technische Zwecke verwendet. In dieser Form (Pulver) lässt sich die Masse problemlos auf jede Oberfläche auftragen, sei es Kunststoff oder Glas. Aus diesem Grund ist amorphes Silizium so praktisch in der Anwendung. Anwendung basierend auf verschiedenen Größen.

Obwohl Batterien dieses Typs recht schnell verschleißen, was mit dem Abrieb eines dünnen Stofffilms einhergeht, nehmen ihre Verwendung und Nachfrage stetig zu. Denn schon über eine kurze Lebensdauer können Solarbatterien auf Basis von amorphem Silizium ganze Unternehmen mit Energie versorgen. Darüber hinaus erfolgt die Herstellung eines solchen Stoffes abfallfrei, was ihn sehr wirtschaftlich macht.

Diese Modifikation wird durch Reduktion von Verbindungen mit aktiven Metallen, beispielsweise Natrium oder Magnesium, erhalten.

Kristallines Silizium

Silbergrau glänzende Modifikation des betreffenden Elements. Diese Form ist die häufigste und gefragteste. Dies wird durch die Reihe qualitativer Eigenschaften erklärt, die dieser Stoff besitzt.

Zu den Eigenschaften von Silizium mit Kristallgitter gehört die Klassifizierung seiner Typen, da es mehrere davon gibt:

1. Elektronische Qualität – reinste und höchste Qualität. Dieser Typ wird in der Elektronik zur Herstellung besonders empfindlicher Geräte eingesetzt.
2. Sonnige Qualität. Der Name selbst bestimmt den Einsatzbereich. Es handelt sich außerdem um Silizium von relativ hoher Reinheit, dessen Verwendung für die Herstellung hochwertiger und langlebiger Solarzellen erforderlich ist. Photoelektrische Wandler, die auf der Basis einer kristallinen Struktur hergestellt werden, sind qualitativ hochwertiger und verschleißfester als solche, die mit einer amorphen Modifikation durch Sputtern auf verschiedene Arten von Substraten hergestellt werden.
3. Technisches Silizium. Zu dieser Sorte gehören diejenigen Stoffproben, die etwa 98 % des reinen Elements enthalten. Alles andere entfällt auf verschiedene Arten von Verunreinigungen:

• Aluminium;
• Chlor;
• Kohlenstoff;
• Phosphor und andere.

Die letzte Art der betreffenden Substanz wird zur Gewinnung von Polykristallen aus Silizium verwendet. Zu diesem Zweck werden Rekristallisationsprozesse durchgeführt. Dadurch werden hinsichtlich der Reinheit Produkte erhalten, die sowohl in Solar- als auch in Elektronikqualität einzustufen sind.

Polysilizium ist naturgemäß ein Zwischenprodukt zwischen der amorphen und der kristallinen Modifikation. Diese Option ist einfacher zu verarbeiten, besser zu verarbeiten und mit Fluor und Chlor zu reinigen.

Die resultierenden Produkte können wie folgt klassifiziert werden:

• Multisilizium;
• einkristallin;
• profilierte Kristalle;
• Siliziumschrott;
• technisches Silizium;
• Produktionsabfälle in Form von Bruchstücken und Materialfetzen.

Jeder von ihnen findet Anwendung in der Industrie und wird vom Menschen vollständig genutzt. Daher gelten diejenigen, die mit Silizium in Berührung kommen, als Nichtabfall. Dies reduziert die wirtschaftlichen Kosten erheblich, ohne die Qualität zu beeinträchtigen.

Verwendung von reinem Silizium

Die industrielle Siliziumproduktion ist recht gut etabliert und ihr Umfang ist recht groß. Dies liegt daran, dass dieses Element sowohl in reiner Form als auch in Form verschiedener Verbindungen in verschiedenen Bereichen der Wissenschaft und Technik weit verbreitet und gefragt ist.

Wo wird kristallines und amorphes Silizium in reiner Form eingesetzt?

1. In der Metallurgie als Legierungszusatz, der die Eigenschaften von Metallen und ihren Legierungen verändern kann. Daher wird es beim Schmelzen von Stahl und Gusseisen verwendet.
2. Zur Herstellung einer reineren Variante – Polysilizium – werden verschiedene Arten von Substanzen verwendet.
3. Siliziumverbindungen sind eine ganze chemische Industrie, die heute besonders an Popularität gewonnen hat. Organosiliciummaterialien werden in der Medizin, bei der Herstellung von Geschirr, Werkzeugen und vielem mehr verwendet.
4. Herstellung verschiedener Solarmodule. Diese Art der Energiegewinnung ist eine der vielversprechendsten der Zukunft. Umweltfreundlich, wirtschaftlich und verschleißfest sind die Hauptvorteile dieser Art der Stromerzeugung.
5. Silizium wird schon sehr lange für Feuerzeuge verwendet. Schon in der Antike benutzten die Menschen Feuerstein, um beim Anzünden eines Feuers einen Funken zu erzeugen. Dieses Prinzip ist die Grundlage für die Herstellung verschiedener Feuerzeugtypen. Heutzutage gibt es Typen, bei denen Feuerstein durch eine Legierung einer bestimmten Zusammensetzung ersetzt wird, was zu einem noch schnelleren Ergebnis führt (Funkenbildung).
6. Elektronik und Solarenergie.
7. Herstellung von Spiegeln in Gaslasergeräten.

Somit verfügt reines Silizium über viele vorteilhafte und besondere Eigenschaften, die es ermöglichen, daraus wichtige und notwendige Produkte herzustellen.

Anwendung von Siliziumverbindungen

Neben der einfachen Substanz werden auch verschiedene Siliziumverbindungen verwendet, und zwar sehr häufig. Es gibt eine ganze Industrie namens Silikat. Es basiert auf der Verwendung verschiedener Substanzen, die dieses erstaunliche Element enthalten. Was sind diese Verbindungen und was wird daraus hergestellt?

1. Quarz oder Flusssand - SiO 2. Wird zur Herstellung von Bau- und Dekorationsmaterialien wie Zement und Glas verwendet. Jeder weiß, wo diese Materialien verwendet werden. Ohne diese Komponenten kann kein Bau fertiggestellt werden, was die Bedeutung von Siliziumverbindungen bestätigt.
2. Silikatkeramik, zu der Materialien wie Steingut, Porzellan, Ziegel und darauf basierende Produkte gehören. Diese Komponenten werden in der Medizin, bei der Herstellung von Geschirr, dekorativem Schmuck, Haushaltsgegenständen, im Bauwesen und anderen alltäglichen Bereichen menschlicher Tätigkeit verwendet.
3. - Silikone, Kieselgele, Silikonöle.
4. Silikatkleber – wird als Schreibwaren, in der Pyrotechnik und im Bauwesen verwendet.

Silizium, dessen Preis auf dem Weltmarkt schwankt, aber die Marke von 100 russischen Rubel pro Kilogramm (pro Kristall) nicht überschreitet, ist ein begehrter und wertvoller Stoff. Natürlich sind auch Verbindungen dieses Elements weit verbreitet und anwendbar.

Biologische Rolle von Silizium

Silizium ist im Hinblick auf seine Bedeutung für den Körper wichtig. Sein Inhalt und seine Verteilung im Gewebe sind wie folgt:

• 0,002 % – Muskel;
• 0,000017 % – Knochen;
• Blut - 3,9 mg/l.

Täglich muss etwa ein Gramm Silizium aufgenommen werden, sonst kommt es zur Entstehung von Krankheiten. Keines davon ist tödlich, aber ein längerer Siliziummangel führt zu:

• Haarausfall;
• das Auftreten von Akne und Pickeln;
• Zerbrechlichkeit und Brüchigkeit der Knochen;
• leichte Kapillarpermeabilität;
• Müdigkeit und Kopfschmerzen;
• das Auftreten zahlreicher Blutergüsse und Blutergüsse.

Für Pflanzen ist Silizium ein wichtiges Mikroelement, das für normales Wachstum und normale Entwicklung notwendig ist. Tierversuche haben gezeigt, dass Personen, die täglich ausreichend Silizium zu sich nehmen, besser wachsen.

Silizium

SILIZIUM-ICH; M.[aus dem Griechischen krēmnos - Klippe, Fels] Chemisches Element (Si), dunkelgraue Kristalle mit metallischem Glanz, kommen in den meisten Gesteinen vor.

◁ Silizium, oh, oh. K-Salze. Kieselsäurehaltig (siehe 2.K.; 1 Punkt).

(lat. Silizium), chemisches Element der Gruppe IV des Periodensystems. Dunkelgraue Kristalle mit metallischem Glanz; Dichte 2,33 g/cm 3, T 1415 °C. Beständig gegen chemische Einflüsse. Es macht 27,6 % der Masse der Erdkruste aus (2. Platz unter den Elementen), die Hauptmineralien sind Kieselsäure und Silikate. Eines der wichtigsten Halbleitermaterialien (Transistoren, Thermistoren, Fotozellen). Ein wesentlicher Bestandteil vieler Stähle und anderer Legierungen (erhöht die mechanische Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, verbessert die Gusseigenschaften).

SILIKON (lat. Silicium von silex – Feuerstein), Si (gelesen „Silicium“, heutzutage aber häufig als „si“), ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 14, Atommasse 28,0855. Der russische Name kommt vom griechischen kremnos – Klippe, Berg.
Natürliches Silizium besteht aus einer Mischung dreier stabiler Nuklide (cm. NUKLID) mit den Massenzahlen 28 (überwiegt in der Mischung, es enthält 92,27 Massen-%), 29 (4,68 %) und 30 (3,05 %). Konfiguration der äußeren elektronischen Schicht eines neutralen, nicht angeregten Siliziumatoms 3 S 2 R 2 . In Verbindungen weist es normalerweise eine Oxidationsstufe von +4 (Wertigkeit IV) und sehr selten +3, +2 und +1 (Wertigkeit III, II bzw. I) auf. Im Periodensystem von Mendeleev befindet sich Silizium in der Gruppe IVA (in der Kohlenstoffgruppe) in der dritten Periode.
Der Radius eines neutralen Siliziumatoms beträgt 0,133 nm. Die aufeinanderfolgenden Ionisierungsenergien des Siliziumatoms betragen 8,1517, 16,342, 33,46 und 45,13 eV und die Elektronenaffinität beträgt 1,22 eV. Der Radius des Si 4+ -Ions mit einer Koordinationszahl von 4 (am häufigsten bei Silizium) beträgt 0,040 nm, mit einer Koordinationszahl von 6 - 0,054 nm. Nach der Pauling-Skala beträgt die Elektronegativität von Silizium 1,9. Obwohl Silizium üblicherweise als Nichtmetall eingestuft wird, nimmt es in einer Reihe von Eigenschaften eine Zwischenstellung zwischen Metallen und Nichtmetallen ein.
In freier Form - braunes Pulver oder hellgraues Kompaktmaterial mit metallischem Glanz.
Geschichte der Entdeckung
Siliziumverbindungen sind dem Menschen seit jeher bekannt. Doch den einfachen Stoff Silizium lernte der Mensch erst vor rund 200 Jahren kennen. Tatsächlich waren die ersten Forscher, die Silizium erlangten, der Franzose J. L. Gay-Lussac (cm. GAY LUSSAC (Joseph Louis) und L. J. Tenard (cm. TENAR (Louis Jacques). Sie entdeckten 1811, dass das Erhitzen von Siliziumfluorid mit Kaliummetall zur Bildung einer braunbraunen Substanz führt:
SiF 4 + 4K = Si + 4KF, allerdings haben die Forscher selbst nicht den richtigen Schluss gezogen, um einen neuen einfachen Stoff zu erhalten. Die Ehre, ein neues Element zu entdecken, gebührt dem schwedischen Chemiker J. Berzelius (cm. BERZELIUS Jens Jacob), der auch eine Verbindung der Zusammensetzung K 2 SiF 6 mit Kaliummetall erhitzte, um Silizium herzustellen. Er erhielt das gleiche amorphe Pulver wie die französischen Chemiker und kündigte 1824 eine neue elementare Substanz an, die er „Silizium“ nannte. Kristallines Silizium wurde erst 1854 vom französischen Chemiker A. E. Sainte-Clair Deville gewonnen (cm. SAINT-CLAIR DEVILLE (Henri Etienne) .
In der Natur sein
In Bezug auf die Häufigkeit in der Erdkruste steht Silizium unter allen Elementen an zweiter Stelle (nach Sauerstoff). Silizium macht 27,7 % der Masse der Erdkruste aus. Silizium ist Bestandteil mehrerer hundert verschiedener natürlicher Silikate (cm. SILIKATE) und Alumosilikate (cm. Aluminiumsilikate). Auch Kieselsäure bzw. Siliciumdioxid ist weit verbreitet (cm. SILICIUMDIOXID) SiO 2 (Flusssand (cm. SAND), Quarz (cm. QUARZ), Feuerstein (cm. FEUERSTEIN) usw.), die etwa 12 % der Erdkruste (nach Masse) ausmachen. Silizium kommt in der Natur nicht in freier Form vor.
Quittung
In der Industrie wird Silizium durch Reduktion der SiO 2 -Schmelze mit Koks bei einer Temperatur von etwa 1800 °C in Lichtbogenöfen hergestellt. Die Reinheit des so gewonnenen Siliziums liegt bei etwa 99,9 %. Da für die praktische Anwendung Silizium höherer Reinheit benötigt wird, wird das entstehende Silizium chloriert. Es entstehen Verbindungen der Zusammensetzung SiCl 4 und SiCl 3 H. Diese Chloride werden auf verschiedene Weise von Verunreinigungen weiter gereinigt und im letzten Schritt mit reinem Wasserstoff reduziert. Es ist auch möglich, Silizium zu reinigen, indem zunächst Magnesiumsilizid Mg 2 Si gewonnen wird. Anschließend wird aus Magnesiumsilizid unter Verwendung von Salz- oder Essigsäure das flüchtige Monosilan SiH 4 gewonnen. Monosilan wird durch Rektifikation, Sorption und andere Methoden weiter gereinigt und dann bei einer Temperatur von etwa 1000 °C in Silizium und Wasserstoff zerlegt. Der Verunreinigungsgehalt des durch diese Verfahren erhaltenen Siliciums wird auf 10 -8 -10 -6 Gew.-% reduziert.
Physikalische und chemische Eigenschaften
Kristallgitter vom flächenzentrierten kubischen Diamanttyp aus Silizium, Parameter a = 0,54307 nm (andere polymorphe Modifikationen von Silizium wurden bei hohen Drücken erhalten), aber aufgrund der längeren Bindungslänge zwischen Si-Si-Atomen im Vergleich zur Länge der C-C-Bindung ist die Härte von Silizium deutlich geringer als die von Diamant.
Die Siliziumdichte beträgt 2,33 kg/dm3. Schmelzpunkt 1410 °C, Siedepunkt 2355 °C. Silizium ist zerbrechlich, erst wenn es über 800 °C erhitzt wird, wird es zu einem plastischen Stoff. Interessanterweise ist Silizium für Infrarotstrahlung (IR) transparent.
Elementares Silizium ist ein typischer Halbleiter (cm. HALBLEITER). Die Bandlücke beträgt bei Raumtemperatur 1,09 eV. Die Konzentration der Stromträger in Silizium mit Eigenleitfähigkeit beträgt bei Raumtemperatur 1,5·10 16 m -3. Die elektrischen Eigenschaften von kristallinem Silizium werden stark von den darin enthaltenen Mikroverunreinigungen beeinflusst. Um Silizium-Einkristalle mit Lochleitfähigkeit zu erhalten, werden Zusätze von Elementen der Gruppe III – Bor – in Silizium eingebracht. (cm. BOR (chemisches Element), Aluminium (cm. ALUMINIUM), Gallium (cm. GALLIUM) und Indien (cm. INDIUM), mit elektronischer Leitfähigkeit - Zusätze von Elementen der Gruppe V - Phosphor (cm. PHOSPHOR), Arsen (cm. ARSEN) oder Antimon (cm. ANTIMON). Die elektrischen Eigenschaften von Silizium können durch Veränderung der Verarbeitungsbedingungen von Einkristallen, insbesondere durch Behandlung der Siliziumoberfläche mit verschiedenen chemischen Mitteln, variiert werden.
Chemisch gesehen ist Silizium inaktiv. Bei Raumtemperatur reagiert es nur mit Fluorgas, was zur Bildung des flüchtigen Siliziumtetrafluorids SiF 4 führt. Beim Erhitzen auf eine Temperatur von 400–500 °C reagiert Silizium mit Sauerstoff zu Dioxid SiO 2, mit Chlor, Brom und Jod zu den entsprechenden leichtflüchtigen Tetrahalogeniden SiHal 4.
Silizium reagiert nicht direkt mit Wasserstoff; Siliziumverbindungen mit Wasserstoff sind Silane (cm. SILANS) mit der allgemeinen Formel Si n H 2n+2 - indirekt erhalten. Monosilan SiH 4 (oft einfach Silan genannt) wird freigesetzt, wenn Metallsilizide mit sauren Lösungen reagieren, zum Beispiel:
Ca 2 Si + 4HCl = 2CaCl 2 + SiH 4
Das bei dieser Reaktion gebildete Silan SiH 4 enthält eine Beimischung anderer Silane, insbesondere Disilan Si 2 H 6 und Trisilan Si 3 H 8, in denen eine Kette von durch Einfachbindungen verbundenen Siliziumatomen (-Si-Si-Si) vorliegt -) .
Mit Stickstoff bildet Silizium bei einer Temperatur von etwa 1000°C das Nitrid Si 3 N 4, mit Bor die thermisch und chemisch stabilen Boride SiB 3, SiB 6 und SiB 12. Eine Verbindung aus Silizium und seinem nächsten Analogon gemäß dem Periodensystem – Kohlenstoff – Siliziumkarbid SiC (Carborund). (cm. KARBORUND)) zeichnet sich durch hohe Härte und geringe chemische Reaktivität aus. Karborund wird häufig als Schleifmittel verwendet.
Beim Erhitzen von Silizium mit Metallen entstehen Silizide (cm. SILIZIDE). Silizide können in zwei Gruppen eingeteilt werden: ionisch-kovalent (Silizide von Alkali-, Erdalkalimetallen und Magnesium wie Ca 2 Si, Mg 2 Si usw.) und metallartig (Silizide von Übergangsmetallen). Silizide aktiver Metalle zersetzen sich unter dem Einfluss von Säuren; Silizide von Übergangsmetallen sind chemisch stabil und zersetzen sich nicht unter dem Einfluss von Säuren. Metallähnliche Silizide haben hohe Schmelzpunkte (bis zu 2000 °C). Am häufigsten entstehen metallartige Silizide der Zusammensetzungen MSi, M 3 Si 2, M 2 Si 3, M 5 Si 3 und MSi 2. Metallähnliche Silizide sind chemisch inert und selbst bei hohen Temperaturen beständig gegenüber Sauerstoff.
Siliziumdioxid SiO 2 ist ein saures Oxid, das nicht mit Wasser reagiert. Existiert in Form mehrerer Polymorphe (Quarz (cm. QUARZ), Tridymit, Cristobalit, glasiges SiO 2). Von diesen Modifikationen ist Quarz von größter praktischer Bedeutung. Quarz hat piezoelektrische Eigenschaften (cm. PIEZOELEKTRISCHE MATERIALIEN) Es ist transparent für ultraviolette (UV) Strahlung. Es zeichnet sich durch einen sehr niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten aus, sodass Gerichte aus Quarz bei Temperaturschwankungen von bis zu 1000 Grad nicht reißen.
Quarz ist chemisch beständig gegen Säuren, reagiert jedoch mit Flusssäure:
SiO 2 + 6HF =H 2 + 2H 2 O
und Fluorwasserstoffgas HF:
SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O
Diese beiden Reaktionen werden häufig zum Ätzen von Glas verwendet.
Beim Verschmelzen von SiO 2 mit Alkalien und basischen Oxiden sowie mit Carbonaten aktiver Metalle entstehen Silikate (cm. SILIKATE)- Salze sehr schwach wasserunlöslicher Kieselsäuren, die keine konstante Zusammensetzung haben (cm. Kieselsäuren) allgemeine Formel xH 2 O ySiO 2 (in der Literatur wird häufig nicht sehr genau geschrieben, nicht über Kieselsäuren, sondern über Kieselsäure, obwohl es sich tatsächlich um dasselbe handelt). Natriumorthosilikat kann beispielsweise gewonnen werden:
SiO 2 + 4NaOH = (2Na 2 O) SiO 2 + 2H 2 O,
Calciummetasilikat:
SiO 2 + CaO = CaO SiO 2
oder gemischtes Calcium- und Natriumsilikat:
Na 2 CO 3 + CaCO 3 + 6SiO 2 = Na 2 O CaO 6SiO 2 + 2CO 2
Fensterglas besteht aus Na 2 O·CaO·6SiO 2-Silikat.
Es ist zu beachten, dass die meisten Silikate keine konstante Zusammensetzung haben. Von allen Silikaten sind nur Natrium- und Kaliumsilikate wasserlöslich. Lösungen dieser Silikate in Wasser werden als lösliches Glas bezeichnet. Aufgrund der Hydrolyse zeichnen sich diese Lösungen durch ein stark alkalisches Milieu aus. Hydrolysierte Silikate zeichnen sich durch die Bildung nicht echter, sondern kolloidaler Lösungen aus. Wenn Lösungen von Natrium- oder Kaliumsilikaten angesäuert werden, fällt ein gelatineartiger weißer Niederschlag aus hydratisierten Kieselsäuren aus.
Das Hauptstrukturelement sowohl des festen Siliziumdioxids als auch aller Silikate ist die Gruppe, in der das Siliziumatom Si von einem Tetraeder aus vier Sauerstoffatomen O umgeben ist. Dabei ist jedes Sauerstoffatom mit zwei Siliziumatomen verbunden. Fragmente können auf unterschiedliche Weise miteinander verbunden werden. Unter den Silikaten werden sie entsprechend der Art der Verbindungen in ihren Fragmenten in Insel-, Ketten-, Band-, Schicht-, Rahmen- und andere unterteilt.
Bei der Reduktion von SiO 2 durch Silizium bei hohen Temperaturen entsteht Siliziummonoxid der Zusammensetzung SiO.
Silizium zeichnet sich durch die Bildung siliciumorganischer Verbindungen aus (cm. Organosilonverbindungen), in dem Siliziumatome durch verbrückende Sauerstoffatome -O- in langen Ketten verbunden sind und zu jedem Siliziumatom neben zwei O-Atomen zwei weitere organische Reste R 1 und R 2 = CH 3, C 2 H 5, C 6 sind H 5, CH 2 CH 2 CF 3 usw. beigefügt.
Anwendung
Als Halbleitermaterial wird Silizium verwendet. Quarz wird als Piezoelektrikum, als Material zur Herstellung von hitzebeständigem chemischem (Quarz-)Kochgeschirr und UV-Lampen verwendet. Silikate werden häufig als Baustoffe verwendet. Fenstergläser sind amorphe Silikate. Organosiliciumwerkstoffe zeichnen sich durch eine hohe Verschleißfestigkeit aus und werden in der Praxis häufig als Silikonöle, Klebstoffe, Kautschuke und Lacke eingesetzt.
Biologische Rolle
Für einige Organismen ist Silizium ein wichtiges biogenes Element (cm. BIOGENE ELEMENTE). Es ist Teil der Stützstrukturen bei Pflanzen und der Skelettstrukturen bei Tieren. Silizium wird in großen Mengen von Meeresorganismen – Kieselalgen – konzentriert. (cm. Kieselalgenalgen), Radiolarier (cm. Radiolarien), Schwämme (cm. Schwämme). Menschliches Muskelgewebe enthält (1-2)·10 -2 % Silizium, Knochengewebe - 17 · 10 -4 %, Blut - 3,9 mg/l. Täglich gelangen bis zu 1 g Silizium über die Nahrung in den menschlichen Körper.
Siliziumverbindungen sind nicht giftig. Das Einatmen hochdisperser Silikat- und Siliziumdioxidpartikel, die beispielsweise bei Sprengarbeiten, beim Meißeln von Gesteinen in Bergwerken, beim Betrieb von Sandstrahlmaschinen usw. entstehen, ist jedoch sehr gefährlich und kristallisiert in die Lunge in ihnen, und die entstehenden Kristalle zerstören das Lungengewebe und verursachen eine schwere Krankheit – Silikose (cm. SILIKOSE). Um zu verhindern, dass dieser gefährliche Staub in Ihre Lunge gelangt, sollten Sie zum Schutz Ihrer Atemwege eine Atemschutzmaske verwenden.

Enzyklopädisches Wörterbuch. 2009 .

Sehen Sie, was „Silizium“ in anderen Wörterbüchern ist:

- (Symbol Si), ein weit verbreitetes graues chemisches Element der Gruppe IV des Periodensystems, kein Metall. Es wurde erstmals 1824 von Jens BERZELIUS isoliert. Silizium kommt nur in Verbindungen wie SILICA (Siliziumdioxid) oder in... ... vor. Wissenschaftliches und technisches Enzyklopädisches Wörterbuch

Silizium- wird fast ausschließlich durch carbothermische Reduktion von Kieselsäure mittels Elektrolichtbogenöfen hergestellt. Es ist ein schlechter Wärme- und Stromleiter, härter als Glas, meist in Form eines Pulvers oder häufiger in formlosen Stücken... ... Offizielle Terminologie

SILIZIUM- chem. Element, Nichtmetall, Symbol Si (lat. Silicium), at. N. 14, um. m. 28.08; Bekannt sind amorphes und kristallines Silizium (das aus der gleichen Art von Kristallen wie Diamant aufgebaut ist). Amorphes k.braunes Pulver mit kubischer Struktur in hochdisperser... ... Große Polytechnische Enzyklopädie

- (Silizium), Si, chemisches Element der Gruppe IV des Periodensystems, Ordnungszahl 14, Atommasse 28,0855; Nichtmetallisch, Schmelzpunkt 1415°C. Silizium ist nach Sauerstoff das zweithäufigste Element auf der Erde, sein Gehalt in der Erdkruste beträgt 27,6 Gew.-%.… … Moderne Enzyklopädie

Si (lat. Silicium * a. Silicium, Silizium; n. Silizium; f. Silicium; i. siliseo), chemisch. Element der periodischen Gruppe IV. Mendeleev-System, bei. N. 14, um. 28.086 m. In der Natur gibt es 3 stabile Isotope 28Si (92,27), 29Si (4,68 %), 30Si (3 ... Geologische Enzyklopädie

Si + 2NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2

Die charakteristischste und stabilste Verbindung ist ihr Dioxid (SiO 2), dessen Bildung aus Elementen unter sehr großer Wärmeabgabe erfolgt:

SiO 2 + 2NaOH = Na 2 SiO 3 + H 2 O

5) Der gelöste Teil des Siliziums ist äußerst wenig dissoziiert (K 1 = 3·10 –1 0, K 2 = 2·10 –12). Natürliche Hydratformen, die x >> y enthalten, kommen in Form anorganischer Formationen vor – Feuerstein, Opal, Tripolis usw., sowie als Überreste der Schalen einstmals lebender kleinster Meeresbewohner – Kieselgur („Wimpererde“). Die Bildung dieses Elements ist ungewöhnlich und es wurden keine Derivate dieses Elements erhalten.

Orthoklas – K 2 Al 2 Si 6 O 16 oder K 2 O Al 2 O 3 6SiO 2

Albit – Na 2 Al 2 Si 6 O 16 oder Na 2 O Al 2 O 3 6SiO 2

Anorthit – CaAl 2 Si 2 O 8 oder CaO Al2O 3 2SiO 2

Als deren Hauptvertreter können genannt werden.

6) Die räumliche Struktur der Serie wurde mittels Röntgenstrahlen untersucht. Es stellte sich heraus, dass die untersuchten Strukturen in eine kleine Anzahl von Typen eingeteilt werden können, die sich in der Art der Kombination von tetraedrischem SiO 4 4– voneinander unterscheiden.

Einige dieser Typen entsprechen den einfachsten Silikattypen. Wie aus Abb. ersichtlich ist. 142 umfasst dies vor allem Fälle der Auffüllung von Raumgitterplätzen mit einzelnen SiO 4 4– . Der zweite Typ ist durch das Vorhandensein von Si 2 O 7 6– an den Gitterplätzen gekennzeichnet (gebildet durch zwei SiO 4 4–-Tetraeder mit einem gemeinsamen Winkel), der dritte – durch das Vorhandensein von zyklischem Si 3 O 9 6– an den Gitterplätzen Gitterplätze (gebildet aus drei SiO 4 4–-Tetraedern mit jeweils zwei gemeinsamen Winkeln).

Andere Arten von Silikatstrukturen können als Gruppenstrukturen bezeichnet werden, da sie aus einer theoretisch unendlichen Anzahl von Si 4 4–-Tetraedern bestehen. Solche Kombinationen (Abb. 143) können den Charakter einer Einfachkette (A), einer Doppelkette (B) oder einer Ebene (C) haben. Schließlich gibt es Typen, die eine dreidimensionale Struktur darstellen. In all diesen Gittern kann ein Teil von Si 4+ durch Al 3+ usw. und ein Teil von O 2– durch OH– usw. ersetzt werden. Gleichzeitig kann ein Teil der Bestandteile (K +, Na + usw.) ersetzt werden . . d.) können sich zwischen Ketten oder Ebenen sowie in den Zwischenräumen einer dreidimensionalen Struktur befinden.

Durch die gemeinsame Wirkung verschiedener natürlicher Faktoren werden vor allem Naturprodukte usw. nach und nach zerstört („verwittert“), wobei lösliche Produkte in den Ozean gelangen und unlösliche Produkte teilweise an Ort und Stelle abgelagert werden, teilweise sich in Flussbetten absetzen oder verschleppt werden hinaus aufs Meer. Die wichtigsten unlöslichen Zersetzungsprodukte, die in der Natur am häufigsten vorkommen, sind (SiO 2), das sich in Form von Sand absetzt, und (H 4 Al 2 Si 2 O 9 oder Al 2 O 3 2SiO 2 2H 2 O), das ist Die Basis ist gewöhnlich (mit oxidischen Verunreinigungen gefärbt) und in reinerem Zustand bilden sich manchmal weiße Ablagerungen. Der Prozess ihrer Entstehung bei der Zerstörung lässt sich anhand des folgenden ungefähren Diagramms darstellen:

K 2 Al 2 Si 6 O 16 + CO 2 + 2H 2 O = K 2 CO 3 + H 4 Al 2 Si 2 O 9 + 4SiO 2

In Abb. dargestellt. 146 Diagramm der Struktur von Natriumsilikatglas gibt einen Eindruck von der Platzierung metallischer Elemente im Gitter: Letztere befinden sich ohne klare Reihenfolge in den Hohlräumen des Silikatnetzwerks. Da es in diesem Netzwerk keine streng regelmäßige Wiederholung von Strukturelementen gibt, zeichnen sich seine einzelnen Verbindungen durch ungleiche Eigenschaften aus. Glas hingegen hat keinen bestimmten Wert und wird beim Erhitzen allmählich weicher.

9) Vor relativ kurzer Zeit wurde mit der Produktion begonnen, die in ihrer chemischen Zusammensetzung nahezu rein ist (SiO 2). Sein wertvollster Vorteil gegenüber dem herkömmlichen ist der etwa 15-mal geringere Wärmeausdehnungskoeffizient. Dadurch übersteht Quarz-Kochgeschirr sehr starke Veränderungen, ohne zu reißen: Es kann beispielsweise auf Rotglut erhitzt und sofort hineingelassen werden. Andererseits blockiert es nahezu nicht die ultravioletten Strahlen, die von gewöhnlichem Glas stark absorbiert werden. Der Nachteil ist, dass es zerbrechlicher als gewöhnlich ist.

Obwohl Glas als Ganzes praktisch unlöslich ist, zersetzt es es teilweise von der Oberfläche und wäscht es größtenteils aus. Sie wirken ähnlich (mit Ausnahme von fluoreszierendem Glas) – Glas, das mit ihnen in Kontakt war oder längere Zeit in Kontakt war, wird durch sie praktisch nicht zerstört. Im Gegenteil, aufgrund des starken Vorherrschens von SiO 2 in der Glaszusammensetzung ist die Wirkung auf das Glas langanhaltend. Daher enthalten in Glas gelagerte alkalische Produkte meist lösliche Verunreinigungen.

Aus den chemischen Eigenschaften von Halogeniden. Am charakteristischsten für sie ist die energetische Interaktion nach folgendem Schema:

SiG 4 + 2H 2 O< = >SiO 2 + 4NG

2HF + SiF 4 = H 2

Dies ist merklich reversibel, allerdings im Wasser

Physikalische Eigenschaften. Silizium ist zerbrechlich. Bei Erwärmung über 800 °C erhöht sich seine Duktilität. Es ist säurebeständig. In saurer Umgebung wird es mit einem unlöslichen Oxidfilm bedeckt und passiviert.

Das Mikroelement ist für Infrarotstrahlung ab einer Wellenlänge von 1,1 Mikrometer transparent.

Chemische Eigenschaften. Silizium interagiert:

• mit Halogenen (Fluor) mit der Manifestation reduzierender Eigenschaften: Si + 2F2 = SiF4. Es reagiert mit Chlorwasserstoff bei 300° C, mit Bromwasserstoff – bei 500° C;
• mit Chlor beim Erhitzen auf 400–600° C: Si + 2Cl2 = SiCl4;
• mit Sauerstoff beim Erhitzen auf 400–600° C: Si + O2 = SiO2;
• mit anderen Nichtmetallen. Bei einer Temperatur von 2000° C reagiert es mit Kohlenstoff (Si + C = SiC) und Bor (Si + 3B = B3Si);
• mit Stickstoff bei einer Temperatur von 1000° C: 3Si + 2N2 = Si3N4;
• mit Metallen zur Bildung von Siliziden: 2Ca + Si = Ca2Si;
• mit Säuren - nur mit einer Mischung aus Fluss- und Salpetersäure: 3Si + 4HNO3 + 18HF = 3H2 + 4NO + 8H2O;
• mit Alkali. Silizium löst sich auf und es entstehen Silikat und Wasserstoff: Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + H2.

Interagiert nicht mit Wasserstoff.

Wechselwirkung im Körper mit Vitaminen und Mineralstoffen

Silizium interagiert mit Vitaminen und. Die Kombination von Getreide mit Zitrusfrüchten und grünem Gemüse gilt als die gesündeste.

Silizium ist an der Bekämpfung freier Radikale beteiligt. Das Mikroelement bildet in Wechselwirkung mit Schwermetallen (Blei) stabile Verbindungen. Sie werden über das Urogenitalsystem ausgeschieden. Das Gleiche passiert mit Abfällen und giftigen Substanzen.

Silizium verbessert die Aufnahme von Eisen (Fe) und Kalzium (Ca), Kobalt (Cb), Mangan (Mn) und Fluor (F).

Eine Abnahme der Siliziumkonzentration im Bindegewebe führt zu Gefäßschäden, Arteriosklerose und einer Beeinträchtigung der Knochengewebefestigkeit.

Die Rolle von Silizium bei der Entstehung und dem Verlauf verschiedener Krankheiten

Bei einem Mangel an Silizium im Körper steigt die Cholesterinkonzentration im Blut. Dadurch bilden sich Cholesterin-Plaques und der Abfluss verschlechtert sich.

Bei einer Siliziumaufnahme von weniger als 20 mg pro Tag wird das Immunsystem geschwächt. Es treten allergische Hautausschläge auf, die Haut wird trocken und schuppig und es bilden sich Pilze.

Das Haar wird dünner, die Kopfhaut schuppt und juckt. Die Nagelplatten verformen sich.

Durch die gestörte Durchblutung und Sauerstoffsättigung des Gehirns verschlechtern sich Leistungsfähigkeit und psychische Verfassung.

Wenn die Siliziummenge im Körper auf 1,2–1,6 % sinkt, ist dies mit dem Auftreten von Schlaganfall, Herzinfarkt, Diabetes, Hepatitis-Virus und Onkologie behaftet.

Ein Überschuss an Silizium führt zur Ablagerung von Salzen in den Harnwegen und Gelenken, zu Fibrose und zu Erkrankungen der Blutgefäße. Im schlimmsten Fall vergrößert sich die Leber, die Gliedmaßen schwellen an, die Haut verfärbt sich blau und es kommt zu Atemnot.

Funktionelles Potenzial von Silizium

Die Hauptaufgabe von Silizium im Körper ist der Aufbau von Knochen, Knorpelgewebe und Gefäßwänden. 90 % des Mineralstoffs findet sich im Binde- und Knochengewebe, in Lymphknoten, in der Schilddrüse, in Haaren und in der Haut. Das funktionelle Potenzial des chemischen Elements ist jedoch nicht darauf beschränkt. Dank Silizium:

• Knochen und Bänder werden gestärkt. Je mehr Mineralien im ersten enthalten sind, desto stärker ist es. Eine Abnahme der Siliziumkonzentration im Knochengewebe ist mit Osteoporose und Arteriosklerose behaftet. Für Knorpelgewebe ist die Synthese von Glykosaminoglykanen wichtig;
• Eine Degeneration der Bandscheiben wird verhindert. Letztere bestehen aus Platten aus Knorpelgewebe. Je weniger Silizium, desto schneller verschleißt die Platte. Wenn sich darin ein Riss bildet, beginnt die Zerebrospinalflüssigkeit auszulaufen. Dies ist mit Vorsprüngen und Hernien behaftet;
• Knochengewebe wird wiederhergestellt. Das Zusammenwachsen von Knochen, Bändern und Sehnen ist sehr schwierig und dauert lange;
• der Zustand von Haut, Nägeln und Haaren verbessert sich. Sie enthalten die höchste Konzentration des chemischen Elements. Trockene und schuppige Haut, brüchiges und glanzloses Haar sowie abblätternde Nägel sind Anzeichen für einen Siliziummangel;
• Der Stoffwechsel wird stabilisiert. Dank Silizium werden drei Viertel von 70 % der chemischen Elemente absorbiert. Das Mineral ist am Protein- und Kohlenhydratstoffwechsel beteiligt;
• Die Immunität wird gestärkt. Dank Silizium wird die Phagozytose beschleunigt – die Bildung spezieller Zellen des Immunsystems. Ihre Hauptfunktion ist der Abbau fremder Proteinstrukturen. Dringt eine Virusinfektion in den Körper ein, umhüllen Fresszellen den Feind und vernichten ihn;
• Schwermetalle und Giftstoffe werden entfernt. Siliziumoxid reagiert mit ihnen, wandelt sie in körperneutrale Verbindungen um, die mit dem Urin ausgeschieden werden;
• die Wände der Blutgefäße, Herzklappen und die Auskleidung des Magen-Darm-Trakts werden gestärkt. Die Basis der Gefäßwand ist Elastin, das mit Hilfe von Silizium synthetisiert wird;
• die Durchlässigkeit der Gefäßwände nimmt ab, Anzeichen von Krampfadern, Thrombophlebitis und Vaskulitis nehmen ab;
• Krebserkrankungen werden vorgebeugt. Die antioxidativen Eigenschaften der Vitamine C, A, E werden durch die Wechselwirkung mit Silizium verstärkt. Der Körper kann freie Radikale leichter bekämpfen;
• Hirnerkrankungen werden vorgebeugt. Bei einem Mangel an Silizium werden die Wände der Blutgefäße weicher und transportieren das Blut schlechter zum Gehirn, was zu Hypoxie – Sauerstoffmangel – führt, wodurch das Gehirn nicht mit voller Kapazität funktioniert. Gehirnneuronen können ohne Silizium keine Befehle erteilen und empfangen. Dadurch werden die motorischen Fähigkeiten beeinträchtigt, die Blutgefäße verengen sich, es treten Kopfschmerzen und Schwindelgefühle auf und der Gesundheitszustand verschlechtert sich.

Siliziumquellen

• brauner Reis – 1240;
• Haferflocken – 1000;
• Hirse – 754;
• Gerste – 600;
• Sojabohne – 177;
• Buchweizen – 120;
• Bohnen – 92;
• Erbsen – 83;
• Topinambur – 80;
• Mais – 60;
• Haselnüsse – 51;
• Spinat – 42;
• Rjaschenka – 34;
• Petersilie – 31;
• Blumenkohl – 24;
• Grüner Blattsalat – 18;
• Pfirsich – 10;
• Geißblatt – 10.

Beratung! Möchten Sie die Siliziumreserven in Ihrem Körper schnell wieder auffüllen? Vergessen Sie Fleisch mit Beilagen. Fleisch selbst enthält zwar eine ausreichende Menge Silizium (30-50 mg pro 100 g), beeinträchtigt jedoch die Aufnahme aus anderen Produkten. Getrennte Ernährung ist das Gegenteil. Kombinieren Sie braunen Reis, Gerste, Hirse, Hirse, Buchweizen mit Gemüse und Obst. Vereinbaren Sie „Fastentage“ für Aprikosen, Birnen und Kirschen

Kombination mit anderen Nährstoffen

Vermeiden Sie die Kombination von Silizium mit Aluminium. Letzteres wirkt entgegengesetzt zur Wirkung von Silizium.

Silizium ist zusammen mit anderen Mikroelementen an chemischen Reaktionen bei der Synthese von Kollagen und Elastin beteiligt, die Teil des Bindegewebes von Haut, Haaren und Nägeln sind.

Silizium verstärkt die antioxidativen Eigenschaften der Vitamine C, A und E. Letztere bekämpfen freie Radikale, die Krebs verursachen.

Um Krebs vorzubeugen, sollten Sie die folgenden Lebensmittel zusammen verzehren (in der Tabelle beschrieben):

Siliziumoxid interagiert im Körper mit Schwermetallen (Blei) und Giftstoffen. Durch die chemische Reaktion entstehen stabile Verbindungen, die über die Nieren aus dem Körper ausgeschieden werden.

Tägliche Norm

Die tägliche Siliziumaufnahme (siehe unten) wird nur für Erwachsene berechnet. Die zulässige Höchstmenge an Silizium für Kinder und Jugendliche ist nicht festgelegt.

• Kinder unter 6 Monaten und nach 7 Monaten – abwesend.

• Von 1 bis 13 Jahren – abwesend.
• Jugendliche (männlich und weiblich) – abwesend.
• Erwachsene – 20-50 mg.

Bei der Anwendung von silikonhaltigen Arzneimitteln (Atoxil) beträgt die Tagesdosis bei Kindern über 7 Jahren und Erwachsenen 12 g. Die maximale Dosis des Arzneimittels beträgt 24 Gramm pro Tag. Für Kinder von einem Jahr bis 7 Jahren – 150-200 mg des Arzneimittels pro Kilogramm Körpergewicht.

Mangel und Überschuss an Silizium

Siliziummangel kann verursacht werden durch:

Ein Siliziummangel im Körper ist aufgrund folgender Erkrankungen gefährlich:

• hohe Cholesterinkonzentration im Blut. Cholesterin verstopft die Blutgefäße (Zolesterin-Plaques bilden sich), das Blut wird zähflüssiger und sein Abfluss verschlechtert sich;
• Veranlagung für Pilzkrankheiten. Je weniger Silizium, desto schwächer das Immunsystem. Wenn eine Virusinfektion in den Körper eindringt, werden Fresszellen (spezielle Zellen des Immunsystems) in unzureichender Menge produziert;
• Schuppen, Haarausfall und Ausdünnung. Die Elastizität von Haar und Haut ist auf Elastin und Kollagen zurückzuführen, die dank Silizium synthetisiert werden. Sein Mangel beeinträchtigt den Zustand von Haut, Haaren und Nägeln;
• Stimmungsschwankungen. Nicht nur die Leistungsfähigkeit, sondern auch die psychische Verfassung eines Menschen hängt von der Sauerstoffsättigung des Gehirns ab. Aufgrund geschwächter Gefäßwände fließt das Blut schlechter zum Gehirn. Es gibt nicht genug Sauerstoff, um die üblichen geistigen Operationen durchzuführen. Stimmungsschwankungen und Leistungsabfall sind die Folge von Siliziummangel. Das Gleiche passiert, wenn sich das Wetter ändert;
• Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Der Grund ist derselbe – geschwächte Gefäßwände;
• Diabetes Mellitus Der Grund dafür ist ein Anstieg der Glukosekonzentration im Blut und die Unfähigkeit des Körpers, diese zu reduzieren.

• von 1,2 bis 4,7 % – Schlaganfall und Herzinfarkt;
• 1,4 % oder weniger – Diabetes mellitus;
• 1,6 % oder weniger – Hepatitis-Virus;
• 1,3 % - Krebs.

Beratung! Silizium ist an allen Arten des Austauschs beteiligt. Das in den Wänden der Blutgefäße gespeicherte Mikroelement schützt diese vor dem Eindringen von Fetten in das Blutplasma und blockiert den Blutkreislauf

Erhöhen Sie die Menge an siliziumhaltigen Lebensmitteln in Ihrer Ernährung während:

• körperliche und emotionale Müdigkeit. Eine Portion Müsli zum Frühstück, ein großer Teller grüner Salat zum Mittagessen und ein Glas fermentierte Backmilch oder Kefir vor dem Schlafengehen garantieren einen Energieschub;
• Schwangerschaft und Stillzeit Die Immunität des Babys und der Mutter hängt von der richtigen Ernährung ab. 20-50 mg Silizium pro Tag stärken die Knochen und machen die Haut elastisch;
• Vorbereitung auf Wettkämpfe. Je höher der Energieverbrauch, desto mehr siliziumhaltige Produkte sollten in der Ernährung enthalten sein. Sie verhindern brüchige Knochen und verstauchte Bänder und Sehnen;
• Pubertät. Schmerzen in den Knien (Morbus Schlatter) kommen häufig vor. Knochenzellen teilen sich schneller als Bindegewebszellen. Letzteres hält den Knochen nicht nur in einer anatomisch korrekten Position, sondern schützt auch vor mechanischen Beschädigungen. Preiselbeeren, Walnüsse und Birnen sind tolle Snacks für Teenager.

Wenn der Zustand Ihrer Haut, Haare und Nägel unbefriedigend ist, greifen Sie auf Müsli und Säfte zurück. Traubensaft für morgen, Cranberrysaft zum Mittagessen und Birnensaft zum Abendessen sind der erste Schritt zu elastischer und gestraffter Haut.

Welche Gefahren birgt überschüssiges Silizium?

Es ist unmöglich, aufgrund eines Siliziumüberschusses in der Nahrung krank zu werden, doch Bewohner von Gebieten mit hohem Siliziumgehalt im Boden oder Wasser sind gefährdet.

Aufgrund der hohen Siliziumkonzentration im Körper:

• Salze lagern sich in den Harnwegen, Gelenken und anderen Organen ab;
• Fibrose entwickelt sich in den Blutgefäßen und im gesamten Körper. Symptome: schnelles Atmen bei leichter Anstrengung, verminderte Vitalkapazität, niedriger Blutdruck;
• der rechte Ventrikel dehnt sich aus und hypertrophiert („Cor pulmonale“);
• die Leber vergrößert sich, die Gliedmaßen schwellen an, die Haut wird blau;
• die Reizbarkeit nimmt zu, es entwickelt sich ein asthenisches Syndrom;
• das Risiko für Erkrankungen der oberen Atemwege steigt. Die häufigste davon ist Silikose. Die Krankheit entsteht durch das Einatmen von siliziumdioxidhaltigem Staub und verläuft chronisch. Mit fortschreitender Krankheit wächst Bindegewebe in der Lunge des Patienten. Der normale Gasaustausch ist gestört und vor diesem Hintergrund entwickeln sich Tuberkulose, Emphysem oder Lungenkrebs.

Gefährdet sind Arbeiter in Bergwerken, Gießereien und Herstellern von feuerfesten Materialien und Keramikprodukten. Die Krankheit äußert sich durch Atembeschwerden, Kurzatmigkeit und Husten. Bei körperlicher Aktivität verschlimmern sich die Symptome. Porzellan und Steingut, Glasherstellung, Lagerstätten von Nichteisen- und Edelmetallerzen, Sandstrahlen von Gussstücken sind potenziell gefährliche Objekte.

Ein Überschuss an Silizium wird durch einen Abfall und Anstieg der Körpertemperatur, Depressionen, allgemeine Müdigkeit und Schläfrigkeit angezeigt.

Nehmen Sie bei solchen Symptomen Karotten, Rüben, Kartoffeln, Topinambur sowie Aprikosen, Kirschen, Bananen und Erdbeeren in Ihre Ernährung auf.

Siliziumhaltige Zubereitungen

Obwohl der Körper eines Erwachsenen 1-2 g Silizium enthält, kann eine zusätzliche Portion nicht schaden. Ein Erwachsener nimmt täglich etwa 3,5 mg Silizium mit Nahrung und Wasser auf. Ein Erwachsener gibt dreimal mehr für den Grundstoffwechsel aus – etwa 9 mg. Die Gründe für den erhöhten Siliziumverbrauch sind schlechte Ökologie, oxidative Prozesse, die zur Bildung freier Radikale führen, und Stress. Mit silikonhaltigen Produkten allein kommt man nicht aus – decken Sie sich mit Medikamenten oder Heilpflanzen ein.

Rekordhalter für den Siliziumgehalt sind Wacholder, Schachtelhalm, Rainfarn, Wermut und Ginkgo biloba. Und auch Feldkamille, Thymian, chinesische Walnuss und Eukalyptus.

Sie können Siliziummangel mit Siliziumwasser ausgleichen. Eine der Eigenschaften eines Mikroelements ist die Strukturierung von Wassermolekülen. Dieses Wasser ist für das Leben pathogener Mikroorganismen, Protozoen, Pilze, Toxine und fremder chemischer Elemente nicht geeignet.

Siliziumwasser ähnelt in Geschmack und Frische dem Schmelzwasser.

Um Wasser zu Hause zu reinigen und mit Silizium anzureichern, müssen Sie:

• Kaufen Sie Feuersteinkiesel in einer Apotheke – je kleiner, desto besser (je größer die Kontaktfläche zwischen Feuerstein und Wasser);
• 50 g Steine ​​pro 3 Liter Wasser in Wasser geben;
• Wasser in einem Glasbehälter bei Raumtemperatur an einem dunklen Ort 3-4 Tage lang ziehen lassen. Je länger das Wasser aufgegossen wird, desto ausgeprägter ist die therapeutische Wirkung;
• Gießen Sie das fertige Wasser in einen anderen Behälter und lassen Sie eine 3–4 cm tiefe Bodenschicht übrig (es kann aufgrund der Ansammlung von Giftstoffen nicht verwendet werden).
• In einem luftdichten Behälter wird Wasser bis zu eineinhalb Jahre gespeichert.
• Sie können Siliziumwasser in beliebiger Menge trinken, um Arteriosklerose, Bluthochdruck und Urolithiasis, Hauterkrankungen und Diabetes, infektiösen und onkologischen Erkrankungen, Krampfadern und sogar neuropsychiatrischen Erkrankungen vorzubeugen.

Atoxil. Der Wirkstoff von Atoxyl ist Siliziumdioxid.

Freigabe Formular:

• Pulver zur Herstellung einer Suspension;
• Flaschen mit 12 g des Arzneimittels;
• Flaschen mit 10 mg des Arzneimittels;
• Beutel mit 2 g, 20 Beutel pro Packung.

Pharmachologische Wirkung. Wirkt als Enterosorbens, hat wundheilende, antiallergische, antimikrobielle, bakteriostatische und entgiftende Wirkung.

In den Organen des Magen-Darm-Trakts absorbiert das Medikament exogene und endogene Toxine (Bakterien- und Nahrungsmittelallergene, Endotoxine von Mikroorganismen, toxische Substanzen) und entfernt sie.

Beschleunigt den Transport von Giftstoffen aus Blut, Lymphe und Gewebe in den Verdauungstrakt.

Indikationen: Durchfall, Salmonellose, Virushepatitis A und B, allergische Erkrankungen (Diathese, atopische Dermatitis), Verbrennungen, trophische Geschwüre, eitrige Wunden.

Es wird bei Nierenerkrankungen, Enterokolitis, toxischer Hepatitis, Leberzirrhose, Hepatocholezystitis, Drogen- und Alkoholvergiftung, Hauterkrankungen (Ekzemen, Dermatitis, Neurodermitis), Vergiftungen bei eitrig-septischen Prozessen und Verbrennungskrankheiten eingesetzt.

Wie benutzt man:

• Flasche. Öffnen Sie die Flasche (Fläschchen) mit dem Pulver, geben Sie es bis zur 250-ml-Marke in sauberes Trinkwasser und schütteln Sie es, bis es glatt ist.
• Sachet-Tasche. 1-2 Beutel in 100-150 ml sauberem Trinkwasser auflösen. Eine Stunde vor den Mahlzeiten oder Medikamenten einnehmen.

Die Behandlungsdauer bei akuten Darminfektionen beträgt 3-5 Tage. Die Therapiedauer beträgt bis zu 15 Tage. Bei der Behandlung von Virushepatitis – 7-10 Tage.

Nebenwirkungen: Verstopfung.

Kontraindikationen: Verschlimmerung von Zwölffingerdarm- und Magengeschwüren, Erosionen und Geschwüre der Schleimhaut des Dick- und Dünndarms, Darmverschluss, Überempfindlichkeit gegen Siliziumdioxid.

Das Medikament wird Kindern unter einem Jahr sowie schwangeren oder stillenden Frauen nicht verschrieben.

Wechselwirkungen mit Medikamenten:

• mit Acetylsalicylsäure (Aspirin) – erhöhte Blutplättchen-Disaggregation;
• mit Simvastatin und Nikotinsäure – eine Abnahme der atherogenen Fraktionen der Lipidspektrumsindikatoren im Blut und eine Erhöhung des Spiegels der Lipoproteine ​​VP und Cholesterin;
• mit Antiseptika (Trifuran, Furacillin, Chlorhexidin, Bifuran usw.) – Erhöhung der Wirksamkeit der Therapie bei eitrig-entzündlichen Prozessen.