Krzem Wiadomości podstawowe; właściwości fizyczne oraz chemiczne; znaczenie dla ludzkiego organizmu, występowanie

Lokalizacja w układzie okresowym

Budowa atomu

Ciekawostki; Ten półmetaliczny pierwiastek został odkryty w 1823r przez szwedzkiego chemika Jonsa Jakoba Berzeliusa, przez redukcje czterofluorku SiF4 metalicznym potasem.  Łacińska nazwa pochodzi od łacińskiego słowa silex- krzemień, nazwa polska wywodzi sie od łacińskich słów lapis cremans-kamien dający ogień, krzemień. W przyrodzie występuje krzem-28 oraz niewielkie ilości krzemu-29 i krzemu-30. Pozostałe izotopy są promieniotwórcze i wytworzone sztucznie.

Właściwości fizyczne W zależności od sposobu otrzymywania krzem wydziela się w postaci szarych, twardych i kruchych kryształów albo jako brunatny proszek (zwany krzemem bezpostaciowym). Obie odmiany mają tę samą strukturę krystalograficzną (typ diamentu).

Właściwości chemiczne; Krzem jest pierwiastkiem czterowartościowym, występuje na stopniu utlenienia +4 (najczęściej) i – 4. Jest mało aktywny chemicznie. W temperaturze pokojowej reaguje z fluorem. Po ogrzaniu reaguje z tlenem, tworząc dwutlenek krzemu (krzemionkę) SiO2 oraz z fluorowcami. Z wieloma metalami i niemetalami tworzy tzw. krzemki, np. Mg2Si, Ca2Si. Krzem nie ulega działaniu kwasów z wyjątkiem mieszaniny kwasu azotowego i fluorowodorowego -tworzy się kwas fluorokrzemowy: 3Si+18HF+4HNO3=3H2[SiF6]+4NO+8H2O, który po ogrzaniu rozkłada się na (H2[SiF6]=SiF4+2HF). 

Krzemowodory (silany) Sztucznie wytworzono związki krzemu z wodorem, tzw. krzemowodory (albo silany), analogiczne do węglowodorów. Bezbarwne gazy lub ciecze, o charakterystycznym zapachu, są trujące, nierozpuszczalne w wodzie. Na powietrzu zapalają się. W nieobecności powietrza SiH4 jest trwały, ale trwałość krzemowodorów maleje ze wzrostem liczby atomów krzemu Najprostszy krzemowodór - monosilan (SiH4), jest gazem o temperaturze wrzenia -112 °C Monosilan otrzymywany jest z krzemku magnezu działaniem kwasu solnego: Mg2Si + 4HCl → 2MgCl2 + SiH4↑

Silikony Formy do lodu , ciast, zabawki etc. W medycynie; protezy, implanty piersiowe, soczewki

Silikony tworzywa krzemoorganiczne; Właściwości: niepalne odporne termicznie i chemicznie dobre właściwości elektroizolacyjne i smarne Zastosowanie jako oleje i smary lub ich składniki składniki żywic do produkcji lakierów i kauczuków w budownictwie jako materiały uszczelniające i łączące w medycynie, m.in. do produkcji opatrunków i implantów piersi, do produkcji soczewek kontaktowych (soczewki silikonowo- hydrożelowe), we włókiennictwie jako włókna poliestrowe z preparacją silikonową w kosmetyce, jako składniki szamponów, odżywek – pełnią funkcje nabłyszczającą, chroniącą włosy. Stosuje się je również w podkładach do twarzy.

Zastosowanie Si Krzem ma zastosowanie jako odtleniacz do stopów miedzi, jest również używany jako dodatek do stali stopowych, żelaza, glinu itd., polepszając ich właściwości mechaniczne i odporność na korozję. W technice fal krótkich stosuje się detektory krzemowe. Z krzemu wyrabia się soczewki do promieni podczerwonych. Krzem znajduje duże zastosowanie jako półprzewodnik w układach scalonych oraz fotoogniwach przetwarzających energię świetlną w elektryczną (baterie słoneczne). zastosowanie związków krzemu

Krzemiany i krzemionka stanowią podstawowy surowiec dla przemysłu szklarskiego, ceramiki, materiałów budowlanych (np. szkło kwarcowe, bardzo odporne termicznie i chemicznie, służy do wytwarzania naczyń laboratoryjnych; ponadto, ponieważ jest ono przepuszczalne dla promieni nadfioletowych, wykorzystuje się go do wyrobu części aparatów optycznych i lamp kwarcowych). Szkło kwarcowe

Szkło wodne szkło sodowe barwione, zgrzewane i wyginane na formie Roztwory wodne krzemianów sodu i potasu tworzą tzw. szkło wodne. Szkło wodne jest cieczą, której lepkość rośnie gwałtownie wraz ze wzrostem stężenia krzemianów w wodzie. Szkło wodne otrzymywane z oczyszczonej, przetopionej krzemionki ma szereg zastosowań: produkuje się z niego żywice silikonowe stosuje się je jako spoiwo do materiałów ceramicznych do produkcji form w odlewnictwie otrzymuje się z niego błyszczące powierzchnie materiałów ceramicznych stosuje się jako dodatek do żywności (E550) szkło sodowe barwione, zgrzewane i wyginane na formie

Węglik krzemu Węglik Krzemu  materiał ceramiczny z grupy węglików o ogólnym wzorze SiC Właściwości: twardość,  wg skali Mohsa 9,5. bardzo wysoka odporność termiczna. Jest to jednak materiał bardzo kruchy. bezbarwny, spotykane najczęściej zabarwienie powodowane jest zanieczyszczeniem. sublimuje w temperaturze powyżej 2000 °C. Węglik krzemu bywa stosowany do pokrywania powierzchni ciernych pracujących w wysokich temperaturach, np. powierzchni bocznych cylindrów silników, a także jako osłony termiczne w pojazdach kosmicznych. Jednym z najnowszych zastosowań węgliku krzemu jest produkcja tranzystorów mikrofalowych. Węglik Krzemu

Znaczenie dla organizmu: Przyczyny niedoboru krzemu: niedostateczne spożycie błonnika i wody mineralnej; nadmiar aluminium (np. na skutek przygotowywania jedzenia w aluminiowych naczyniach); okres intensywnego wzrostu u dzieci; przeciążenia fizyczne Niedobór krzemu prowadzi do: osteomalacji (rozmiękania kości); chorób oczu, zębów, paznokci, skóry i włosów; przyspieszonego zużywania się chrząstek stawowych; zapaleń skóry; kamieni w wątrobie i nerkach; problemów naczyniowych; dysbakteriozy; Przyczyny niedoboru Niedobór

Występowanie: Opal jest stwardniałym żelem krzemionkowym Krzem jest, po tlenie, najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem na Ziemi. Jego zawartość w skorupie ziemskiej wynosi 27,7%. Najważniejsze jego związki to krzemiany (szczególnie litowców i berylowców), oraz dwutlenek krzemu czyli popularna krzemionka (Si02), występująca w wielu postaciach i będąca podstawowym składnikiem niemal wszystkich skał i piasków. Meteory zawierają duże ilości tego pierwiastka. Opal jest stwardniałym żelem krzemionkowym 

Chalcedon i kwarc pospolity, szeroko rozpowszechniony minerał, odmiana skrytokrystalicznej krzemionki (SiO2) Kwarc (dawniej kwarzec) – minerał z gromady krzemianów

Źródła : http://pl.wikipedia.org/wiki/Krzem http://www.sciaga.pl/tekst/23377-24-krzem http://www.czarnykrzemien.eu/index.php/w plyw-krzemu-na-zdrowie

Dziękuję za uwagę Klaudia Gacek , klasa 2a