Кремний

Кре́мний (Si от лат. Silicium) — элемент четырнадцатой группы (по старой классификации — главной подгруппы четвёртой группы), третьего периода периодической системы химических элементов с атомным номером 14. Атомная масса 28,085. Неметалл, второй по распространённости химический элемент в земной коре (после кислорода). Исключительно важен для современной электроники.

Источник: Википедия

Упоминания в литературе

Окисление примесей, содержащихся в стали, происходит либо непосредственно в дуге, либо при взаимодействии с оксидом железа, растворенного в сварочной ванне металла. Значительное сродство углерода, марганца и кремния с кислородом приводит к сильному уменьшению содержания этих примесей в расплавленном металле шва. Таким образом, кислород находится в стали преимущественно в виде оксидных включений железа, марганца и кремния.

Илья Мельников, Металлургические процессы при сварке, 2012

Соотношение основных компонентов породы – углерода (30 %) и кремния (55 %) – близко к стерехиометрическому, необходимому для реализации восстановительных процессов в системе Si – C—O и синтеза металлического кремния и карбида кремния.

Группа авторов, Шунгит, 2013

Выявлено резкое увеличение вязкости электролита цинкования, содержащего микрочастицы оксида алюминия (1-5 мкм) при введении в него наноразмерного диоксида кремния (аэросил А-300). Достижение точки гелеобразования происходит при концентрации SiO2 в растворе 40г/л. Содержание дисперсной фазы в осаждаемых покрытиях заметно превышает значения, полученные из электролитов-суспензий, не содержащих оксид кремния.

Коллектив авторов, 100-летию академика П.А. Кирпичникова. Научная сессия (5-8 февраля 2013 г.), 2013

Большинство мелких частичек состоит из ядра и оболочки. Ядро содержит соединения железа и марганца, а оболочка вмещает соединения кремния, калия и натрия (при наличии этих веществ в составе покрытых электродов). Толщина оболочки зависит от температуры, окислительного потенциала атмосферы дуги и увеличивается с количеством содержания указанных элементов в электроде.

Вячеслав Лупачев, Безопасность труда при производстве сварочных работ, 2008

Вряд ли фракционированием изотопов на заре жизни занимались оксигенные фототрофы, такие как цианобактерии: в архейских водах, учитывая высокое содержание растворенного железа и кремния, не могло находиться достаточно фосфора для поддержания жизни этих микробов. А вот аноксигенные фотоферротрофы в таких условиях процветать могли. Таким бактериям тоже нужна энергия света для синтеза органических соединений, но в качестве донора электрона, необходимого для протекания окислительно-восстановительных реакций, они используют закисное железо (Fe2+), а не воду, поэтому побочными продуктами их деятельности является Fe3+ (и различные минералы железа), а не кислород. Другие хемотрофы примерно тогда же получили доступ и к энергии недр, особенно на срединно-океанических хребтах, где позднее сложились необычные глубоководные сообщества черных курильщиков. Признаки их жизнедеятельности заметны по изотопной подписи другого элемента – серы (34S/32S, или δ34S).

Андрей Журавлев, Сотворение Земли. Как живые организмы создали наш мир, 2018

Для полирования стеклоизделий применяют смесь плавиковой и серной кислот. Основной компонент смеси – плавиковая кислота, вступая в реакцию со стеклом, образует газообразный вторид кремния, а также фториды и кремнефториды металлов. Эти реакции приводят к растворению стекла и сглаживанию шероховатостей на шлифованной поверхности. Фториды и кремнефториды, образующиеся при взаимодействии плавиковой кислоты со стеклом, в основном малорастворимы и быстро покрывают плотным слоем поверхность стекла. Вводимая в полирующую смесь серная кислота взаимодействует с выделяющимися фторидами и кремнефторидами, превращая их в легкосмываемые сернокислые соли. Процесс протекает в два этапа: на первом этапе образуются определенные продукты реакции, на втором – происходят обратимые реакции и их результат зависит от концентрации серной кислоты, содержания воды и температуры.

И. В. Мельников, Варка. Способы обработки. Материалы и инструменты. Декоративное покрытие. Гравёрные работы, 2013

Как бы ни было ценно золото для человечества, его добыча никогда не сравняется с добычей железа, так как кларк золота -4,3-10_7%, а железа – 4,65 %. Кремний и германий – химические аналоги и оксид германия Ge02 похож на оксид кремния Si02. Но кремний – второй по распространенности элемент в литосфере (кларк 29,5 %), а германий – редкий элемент (кларк 1,4*10_4%). Поэтому соединения кремния – основа практически всех используемых человечеством строительных материалов, а германий добывается в небольшом количестве и используется в основном в электронной промышленности. Если бы кларк германия был бы столь же высок, как у кремния, то и этот элемент нашел бы большое применение.

Е. Е. Григорьева, Экология городской среды, 2015

Но когда взрываются большие звезды, в космосе появляется нечто новое. Распавшиеся небесные тела усеивают космическое пространство всеми элементами, из которых они состояли. Углерод, кислород, азот, фосфор и сера – основные ингредиенты живой материи – появляются в изобилии. Магний, кремний, железо, алюминий и кальций, входящие в состав горных пород, из которых преимущественно и состоят планеты типа Земли, тоже имеются в достаточном количестве. Но в невообразимом поле энергии, порождаемом взрывающимися звездами, все эти элементы в процессе ядерного синтеза создают самые невероятные комбинации – в результате формируется вся Периодическая таблица, т. е. первичные 26 элементов образуют множество других. Именно тогда рождаются такие редкие элементы, как драгоценные металлы – серебро и золото, утилитарные вещества медь и цинк, ядовитые мышьяк и ртуть, радиоактивные уран и плутоний. Более того, эти элементы в космическом пространстве соединяются и взаимодействуют друг с другом во все новых и новых химических реакциях.

Роберт Хейзен, История Земли. От звездной пыли – к живой планете. Первые 4 500 000 000 лет, 2012

Установлено, что кремний участвует в обмене фтора, магния, алюминия и других минеральных соединений, но особенно тесно взаимодействует со стронцием и кальцием. Один из механизмов воздействия кремния состоит в том, что благодаря своим химическим свойствам он создает электрические заряженные коллоидные системы, которые обладают свойством адсорбировать вирусы и болезнетворные микроорганизмы, несвойственные человеку.

А. Н. Джерелей, Вода для вашего здоровья, 2011

Различие между живой и неживой природой отчетливо проявляется в их химическом составе. Так, земная кора на 90 % состоит из кислорода, кремния, алюминия и натрия (O, Si, Al, Na), а в живых организмах около 95 % составляют углерод, водород, кислород и азот (C, H, O, N). Кроме того, к этой группе макроэлементов относятся еще восемь химических элементов: Na – натрий, Cl – хлор, S – сера, Fe – железо, Mg – магний, P – фосфор, Ca – кальций, K – калий, содержание которых исчисляется десятыми и сотыми долями процента. В гораздо меньших количествах встречаются столь же необходимые для жизни микроэлементы: Cu – медь, Mn – марганец, Zn – цинк, Mo – молибден, Co – кобальт, F – фтор, J-йод и др.

Евгений Краснодембский, Общая биология. Пособие для старшеклассников и поступающих в вузы, 2008

В пределах первой группы выделяются подгруппы: а) с каркасной структурой цеолитового типа; характерной особенностью слагающих их породообразующих минералов является жесткая трехмерная кристаллическая решетка с развитой системой внутренних микропор, обуславливающих высокую адсорбционную и обменную емкость, которая реализуется во внутрикристаллических полостях и соединяющих их каналах; б) с ленточно-слоистой и слоистой структурой как разбухающих, так и не разбухающих глинистых минералов. К разбухающим относятся минералы группы смектитов и палыгорскита (основных составляющих бентонитов и палыгорскитовых глин). Им присуща адсорбция и ионный обмен на плоскостях слоистых агрегатов. Неразбухающими (или слаборазбухающими) являются глаукониты и вермикулит, обладающие преимущественно ионообменными свойствами.В группе аморфных природных минералов выделяют: а) силикатные породы опалового типа, в основе которых лежит молекулярный обмен, обусловленный поверхностногидроксильными активными центрами. Для данного типа промышленное значение имеют опалкристобалитовые породы – диатомиты, опоки, трепелы и, в меньшей степени, перлиты; б) алюмосиликатные адсорбенты, представляющие природную смесь твердого геля (в основном гидроксидов кремния и алюминия) (G. Crespo, et al., 1993; K. Hatjilazaridou, et al., 1998; Christie A.B., et al., 2000). К ним можно отнести также бокситы и аллофоны.

В. О. Ежков, Технология использования бентонитовых глин в качестве сорбентов солей тяжелых металлов из организма животных в регионах техногенной нагрузки Республики Татарстан, 2013

Развитие каштановых почв происходит в засушливых условиях. Это приводит к возникновению разреженной растительности, которая способна дать незначительное количество опада, необходимого для осуществления процесса почвообразования. Низкий уровень влажности становится причиной вымывания легкорастворимых солей из верхних горизонтов и способствует сохранению и перемещению сульфатов кальция, карбонатов магния и кальция в глубинные слои. Процесс осолонцовывания таких грунтов обусловлен распадом растений, в составе которых содержится большое количество полуторных окислов, кремния, щелочных металлов и магния.

С. П. Кашин, Секреты плодородной почвы. Самые эффективные удобрения, 2015

Кремний способствует графитизации чугуна и увеличению размеров графитовых включений. Марганец при содержании в чугуне до 0,7 % слабо способствует графитизации, а при содержании свыше 1 % препятствует распаду карбида железа. Сера является вредной примесью: повышает густотекучесть чугуна, ухудшает литейные качества и дает соединение Fe3S, способствующее образованию трещин при сварке. Сера препятствует распаду карбида железа и выделению свободного углерода. Фосфор является слабым графитизатором: улучшает литейные качества чугуна, повышая жидкотекучесть.

И. В. Мельников, Cварка чугуна, 2012

Во-первых, углерод легко образует двойные связи (важнейшее для земной биохимии свойство!), а кремний из-за большего размера атома к этому неспособен.

Сергей Ястребов, От атомов к древу: Введение в современную науку о жизни, 2017

Кремний (Si). После кислорода кремний – самый распространенный элемент на Земле. В виде кремнезема кремний содержится во всех растениях. Они его поглощают из почвы и из него строят прочную основу для своих клеток: твердость, эластичность и прочность стеблей растений зависят от содержания в них кремнезема. Кремний в виде кремнезема содержится в организме морских животных, пресноводных рыб, птиц и млекопитающих. Кремний содержится постоянно в курином яйце. Общее содержание кремнезема в теле человека – около 0,001 %, среднее содержание Si02 в крови человека составляет от 5,9 до 10,6 мг в 1 мл. Суточная потребность не выяснена. В организме человека кремний обнаружен во всех органах и тканях: в легких, в волосах, гладких мышцах желудка, в надпочечниках, фибрине, цельной крови. Кремнезем необходим для прочности и эластичности эпителиальных и соединительно-тканных образований. Эластичность кожи, сухожилий, стенок сосудов обусловлена в значительной степени содержащимся в них кремнием.

Л. А. Кирсанова, Сбалансированное питание для беременных и кормящих, -1

Минеральные вещества поступают в организм человека с пищевыми продуктами и водой. Концентрация минеральных веществ в организме не одинакова, она меняется в зависимости от возраста, состояния здоровья, места проживания и условий питания. Если содержание одних химических элементов исчисляется в тканях человека граммами (макроэлементов), то концентрация большинства других элементов в тканях составляет от 0,01 до 0,0001 г (микроэлементов) или 0,000 001 г и ниже (ультрамикроэлементов). Макроэлементы нашего организма – это кальций (до 2 % массы тела), фосфор (около 700 г), магний (около 25 г при средней массе тела в 70 кг), а также натрий, калий, сера, хлор. К микроэлементам относят железо, медь, селен, йод, хром, цинк, фтор, марганец, кобальт, молибден, кремний, бром, серебро, бор, ванадий, германий.

Алевтина Корзунова, Золотой ус и секс, 2013

Химический состав болгарских минеральных вод очень разнообразен: хлорные и сульфатные, гидрокарбонатные и железные, углекислые и другие. Отличительная особенность источников Болгарии – присутствие в минеральных водах ионов фтора и кремния.

Н. Н. Ильина, Удивительная Болгария, 2013

В России около 5 % населения активно используют БАД. Многие не доверяют им, считая, что покупка этих препаратов – пустая трата денег. Однако доказано, что для нормального функционирования всех органов организма требуется около 600 различных питательных компонентов. В организме обнаружено свыше 70 химических элементов периодической системы Д. И. Менделеева. Одни из них содержатся в макро-, другие в микроконцетрациях. Те химические элементы, которые постоянно входят в состав организма и играют в нем определенную биологическую роль, относятся к биогенным элементам. Основную массу живого вещества составляют кислород, углерод, водород, азот, кальций и фосфор. Это главные представители макроэлементов. К ним также относятся хлор, сера, калий, натрий, фтор, магний. К биогенным микроэлементам, находящимся в организме в концентрациях 1: 100 000 и ниже, относят железо, медь, цинк, йод, марганец, кобальт, селен, молибден, хром, никель, кремний, фтор, ванадий и др. Значение микроэлементов для организма обусловлено тем, что большинство из них входят в состав ферментов, гормонов и витаминов. Нехватка любого из них приводит к различным сбоям в работе организма и заболеваниям. Например, если в организме не хватает железа, у человека разовьется малокровие, или анемия. Железодефицитная анемия является одним из распространенных в мире заболеваний, которые вызваны недостатком железа в питании. Исследования показали, что главной причиной возникновения железодефицитной анемии является низкая усвояемость железа, содержащегося в пище. Ведь железо – один из тех элементов, которые организм не может выработать самостоятельно. Причин, которые могут вызвать малокровие, несколько.

М. А. Шишкина, Справочник БАДов, 2013

Влияние кремния и марганца на свариваемость стали уже рассматривалось, остановимся на других элементах.

И. В. Мельников, Cварка легированных сталей, 2012

В состав бентонитовых глин входят такие необходимые организму элементы, как железо, магний, марганец, калий, натрий, сера, кремний, медь, барий, фосфор, цинк и многие другие, которые в настоящее время приходится дополнительно вводить в рацион животных.

Н. Н. Кердяшов, Рекомендации по кормлению сельскохозяйственных животных с использованием местных кормовых добавок, 2012

Кроме того, в морской соли и воде присутствуют йод, бром, железо, золото, калий, кальций, кобальт, магний, марганец, натрий, никель, сера и фосфор. Железо улучшает насыщение крови кислородом и питание органов, тканей и клеток организма. Калий влияет на клеточный обмен, способствует обновлению клеток и стимулирует работу сердца и мышц. Кальций укрепляет кости и мышцы. Кремний оказывает влияние структуру тканей и эластичность сосудов. Магний обеспечивает усвоение организмом витаминов и питательных веществ, а также стимулирует деятельность кровеносной системы. Медь является незаменимым микроэлементом для работы сердечно-сосудистой системы. Марганец – это катализатор обменных процессов, он необходим для формирования костной ткани, работы эндокринной системы, активизации кровообращения и укрепления иммунной системы. Селен известен своими антиоксидантными свойствами, он также способствует образованию антител, восстановлению и повышению иммунитета. Сера контролирует синтез белков кожи, волос и ногтей. Фосфор содержится в костной ткани и является строительной основой клеток. Хлор формирует плазму крови, активизирует ферменты и стимулирует выработку желудочного сока. Цинк оказывает влияние на иммунную и половую системы.

С. В. Филатова, Магия воды. Чудесные исцеления, 2012

Кремнезем – оксид кремния, применяются аморфные формы (кизельгур, инфузорная земля, трепел) для приготовления красок и других материалов. Это одни из лучших наполнителей для порозаполняющих составов.

И. В. Мельников, Деревообработка. Лакокрасочные материалы, 2012

Зола (обозначается буквой «А») – это минеральная часть топлива, включающая оксиды кремния, железа, алюминия, а также соли щелочных и щелочноземельных металлов.

С. Е. Беликов, Котлы тепловых электростанций и защита атмосферы, 2008

Чугуном называется сплав железа с углеродом. Обычно это 3 – 4 процента. Используют в данном сплаве некоторое количество марганца (2,5 – 4,5 процента), кремния (до 4,5 процента), серы (около 0,08 процента), фосфора (до 1,8 процента), и некоторых других элементов.

И. В. Мельников, Художественная обработка металла. Черные металлы. Железо. Чугун. Сталь, 2013

Проведен анализ современной литературы по проблемам нанотехнологий. В последнее время все большее значение приобретают инструментальные методы исследования in situ процессов формирования наноматериалов. Так методами дифракции на синхротронном излучении и малоугловой дифракции поляризованных нейтронов исследованы процессы образования пористой оксидной пленки анодированного алюминия, а также темплатированных мезопористых образцов диоксида кремния с упорядоченной системой ферромагнитных нитей, находящихся в порах. Большое значение имеют спектральные методы анализа, в частности спектроскопия комбинационного рассеяния, активно используемая для анализа углеродных и неуглеродных нанотрубок, сверхрешеток квантовых точек.

Коллектив авторов, Проблемы медицины и биологии, 2010

Из минеральных веществ в почве находятся кремний, алюминий, железо, калий, натрий, магний, кальций, свинец, медь, фтор, йод и другие химические элементы, находящиеся в основном в окисленном состоянии. В гумусе почвы содержатся органические соединения: белки, углеводы, жиры, а также углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера.

Коллектив авторов, Гигиена и экология человека, 2015

Мумие – продукт природного происхождения. В состав мумие входит целый комплекс (от 25 до 40 непостоянных) органических и минеральных веществ: высокомолекулярные соединения (зоомелано – эдиновые, гуминовые и фульвокислоты, бензойная, гиппуровая, щавелевая, амино– и другие кислоты, терпеноиды, стероиды, витамины группы В и Р, фрагменты молекул полифенольных и других соединений), а также макро– и микроэлементы (калий, натрий, кальций, магний, кремний, алюминий, медь, железо, марганец, никель, ванадий, барий, молибден, стронций, бериллий, титан, серебро, галлий, причем тяжелые металлы – в следовых количествах).

Ю. Ю. Елисеев, Осторожно, мумие, 2013

Например, мумие из гор Средней Азии содержит большое количество органических веществ, а также двуокиси кремния, фосфорного ангидрида, окиси алюминия, железа, титана, кальция, свинца, магния, бария, марганца, калия, натрия и в незначительных количествах окиси стронция.

Юрий Константинов, Мумиё. Природное лекарство, 2014

Дары Земли способны улучшить воду, структурируя ее. Отмечены положительные качества воды, в которой побывали природные минералы, такие как кремний, шунгит, кристаллы кварца.

Л. Н. Мелик, Целебная вода: живая, мертвая, святая и волшебная, 2008

Мел. Лучшая форма известковых удобрений для ускоренной нейтрализации почв и тепличных грунтов. Он может содержать небольшое количество магния и кремния, а также песка и глины. Эффективности его действия способствует тонкий помол. Пригодны мел кормовой и строительный. После внесения мела посадки можно делать почти сразу.

Анна Зорина, Удобрения и подкормка для приусадебного участка. Гарантия высокого урожая, 2016

Почки излучают спектральные линии кремния, и при уменьшении кремниевых кислот в почках диурез существенно ослабляется. Не случайно арбуз, в котором содержится кремниевая кислота, обладает мочегонным свойством.

Б. В. Болотов, Лечение сердечно-сосудистой системы по Болотову, 2010

В зависимости от количественного содержания неорганических веществ во внутренней среде человеческого организма В.И. Вернадский разделил их на макроэлементы (натрий, калий, кальций, магний, фосфор, хлор), микроэлементы (медь, йод, железо, алюминий, марганец, фтор, бром, цинк, стронций и др.) и ультрамикроэлементы (ртуть, золото, серебро, хром, радий, уран, торий, кремний, титан, никель и др.).

А. П. Суворов, Псориаз. Старинные и современные методы лечения, 2009

Прополис является богатым источником необходимых человеку микро– и макроэлементов, в нем содержатся калий, кальций, фосфор, магний, сера, хлор, железо, цинк, марганец, медь, ванадий, олово, титан, кремний, хром, барий, стронций и др. Кроме того, в прополисе обнаружены органические кислоты (феруловая, кофейная, бензойная и др.), коричные спирт и кислота, дубильные вещества, ванилин, витамины А, С, Е, РР и группы В, сахара (глюкоза и фруктоза) и биофлавоноиды, которые могут синтезировать только растения. От 5 до 12 % составляют механические примеси.

Ю. Н. Николаева, Мёд, прополис, перга и другие продукты пчеловодства от всех болезней, 2011