Krzem: Różnice pomiędzy wersjami

Krzem
	glin ← krzem → fosfor
	Wygląd
	szary
	; Widmo emisyjne krzemu
	Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	krzem, Si, 14; (łac. silicium)
Grupa, okres, blok	14, 3, p
Stopień utlenienia	–II, –IV, 0, II, IV
Właściwości metaliczne	półmetal
Właściwości tlenków	amfoteryczne
Masa atomowa	28,084–28,086 u
Stan skupienia	stały
Gęstość	2330 kg/m³
Temperatura topnienia	1410–1414 °C
Temperatura wrzenia	2355 °C
Numer CAS	7440-21-3
PubChem	{{{nazwa}}}, [w:] PubChem, United States National Library of Medicine, CID: (ang.).{{PubChem}} Brakujące pola: cid oraz nazwa. Nieznane pola: 1.
Właściwości atomowe
Promień; • atomowy; • walencyjny; • van der Waalsa	; 110 (obl. 111) pm; 111 pm; 210 pm
Konfiguracja elektronowa	[Ne]3s23p2
Zapełnienie powłok	2, 8, 4; (wizualizacja powłok)
Elektroujemność; • w skali Paulinga; • w skali Allreda	; 1,90; 1,74
Potencjały jonizacyjne	I 786,5 kJ/mol; II 1577,1 kJ/mol; III 3231,6 kJ/mol
Właściwości fizyczne
Ciepło parowania	384,22 kJ/mol
Ciepło topnienia	50,55 kJ/mol
Ciśnienie pary nasyconej	4,77 Pa (1683 K)
Konduktywność	2,52×10−4 S/m
Ciepło właściwe	700 J/(kg·K)
Przewodność cieplna	148 W/(m·K)
Układ krystalograficzny	regularny ściennie centrowany
Twardość; • w skali Mohsa	; 6,5
Objętość molowa	12,06−6 m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy
Niebezpieczeństwa
	Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich
	Globalnie zharmonizowany system; klasyfikacji i oznakowania chemikaliów
	Na podstawie podanej karty charakterystyki
Zwroty H	H228, H319
Zwroty P	P210, P305+P351+P338
	Europejskie oznakowanie substancji
	oznakowanie ma znaczenie wyłącznie historyczne
	Na podstawie podanej karty charakterystyki
	Łatwopalny; (F)
Zwroty R	R11
Zwroty S	brak zwrotów S
	NFPA 704
Na podstawie; podanego źródła	0 0 2
Numer RTECS	VW0400000
	Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą; warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)
	Multimedia w Wikimedia Commons
	Hasło w Wikisłowniku

Przeglądaj historię interaktywnie

[wersja przejrzana]

[wersja nieprzejrzana]

← poprzednia edycja następna edycja →

Usunięta treść Dodana treść

WizualnieWikikod

Jednokolumnowy

Wersja z 22:33, 8 paź 2019

Krzem (Si, łac. silicium) – pierwiastek chemiczny, z grupy półmetali w układzie okresowym. Izotopy stabilne krzemu to ²⁸Si, ²⁹Si i ³⁰Si. Wartościowość w większości związków wynosi 4, rzadziej spotykane są związki z krzemem dwuwartościowym. Typowe stopnie utlenienia to –IV i IV, rzadko –II i II; znane są też związki o st. utl. 0^[4]^[5]. Krzem (w postaci monokryształów) jest wykorzystywany powszechnie w przemyśle elektronicznym.

Krzem został zidentyfikowany jako pierwiastek przez Antoine Lavoisiera w 1787. Humphry Davy, w 1800 r. błędnie uznał, że krzem jest związkiem chemicznym i opinia ta przetrwała aż do 1824 r., kiedy to Jöns Jacob Berzelius otrzymał czysty krzem z krzemionki SiO₂, przeprowadzając ją kwasem fluorowodorowym w SiF₄ i redukując go potasem.

Występowanie

Zawartość krzemu w zewnętrznych strefach Ziemi wynosi 26,95% wagowo. Jest drugim po tlenie najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem. Krzemionka SiO₂ w różnych odmianach polimorficznych (kwarc, trydymit, krystobalit) oraz krzemiany i glinokrzemiany stanowią większość skał tworzących skorupę ziemską. Od niego pochodzi nazwa pierwszej, zewnętrznej warstwy globu SiAl.

Przeciętna zawartość krzemu w glebie jest podobna jak w litosferze, ale w zależności od typu może być niższa niż 1% lub bliska 50%^[6]. Zawartość w wodach podziemnych jest różna, w porównaniu z zawartością w skałach niska, gdyż związki krzemu są słabo rozpuszczalne, choć wystarczająca do uznania krzemu za makroelement. Największe stężenie rozpuszczonych związków krzemu występuje w wodach termalnych, gdzie przekracza 100, a nawet 600 mg/dm³, jednak średnia zawartość krzemionki rozpuszczonej w wodach podziemnych to kilkanaście mg/dm³^[7]. Zawartość w tkankach roślinnych mieści się w zakresie od kilku setnych procenta suchej masy (np. w korzeniach buraka cukrowego), przez kilka dziesiętnych procenta (np. w pędach roślin motylkowatych), kilka procent (wiele zbóż), kilkanaście procent (np. w skrzypach), do 20% (w ryżu). W uproszczeniu w tkankach roślin jednoliściennych jest o rząd wielkości wyższa niż w dwuliściennych. Pewne ilości krzemu znajdują się też w organizmach zwierząt^[6].

Związki

Krzem, podobnie jak węgiel, tworzy łańcuchy krzem-krzem, krzem-tlen-krzem oraz krzem-azot-krzem. Istnieje dość liczna (około 300 000) grupa takich związków, jest ich jednak o wiele mniej niż związków węgla.

Ze względu na zdolność do tworzenia łańcuchów, krzem jest proponowany jako alternatywna wobec węgla podstawa życia.

Najważniejsze związki krzemu to krzemionka, będąca podstawowym składnikiem piasku i szkła, kwasy krzemowe H_2nSi_mO_2m+n, ich sole – krzemiany, które są składnikami szkła wodnego oraz chlorosilany i alkoksysilany podstawowe substraty do produkcji polisiloksanów i żeli krzemionkowych.

Znaczenie biologiczne krzemu

Rola krzemu w organizmach niższych i roślinach

Chociaż krzem jest łatwo dostępny w postaci krzemianów, bardzo niewiele organizmów wykorzystuje go bezpośrednio. Okrzemki, promienice i gąbki krzemionkowe wykorzystują biogeniczną krzemionkę jako materiał strukturalny dla swoich szkieletów. W komórkach roślin występują krzemionkowe fitolity – sztywne mikroskopijne ciała; niektóre rośliny, na przykład ryż, potrzebują krzemu do wzrostu ^[8]^[9]^[10]. Wykazano, że krzem jest zdolny do poprawy wytrzymałości ściany komórkowej i integralności strukturalnej u niektórych roślin^[11].

Rola krzemu w organizmie ssaków i człowieka

W ciele człowieka występuje ok. 1-2 gram krzemu; jest to trzeci, po żelazu i cynku, pierwiastek śladowy w organizmie^[12]. Krzem w organizmie jest skoncentrowany głównie w tkance łącznej – aorcie, tchawice, ścięgnach, kościach i skórze^[13]. Krzem wchodzi w skład kompleksów glikozaminoglikanów z białkami, uczestnicząc w tworzeniu struktury tkanki łącznej^[13].

W badaniach przeprowadzonych w latach 70-ych XX wieku wykazano, że w kościach młodych myszy i szczurów krzem jest zlokalizowany w obszarze aktywnego wzrostu. Na początkowym etapie mineralizacji zawartość wapnia i krzemu w rosnącym obszarze kości była niewielka. W miarę mineralizacji, ilość wapnia i krzemu wzrastała. Natomiast w zaawansowanym etapie mineralizacji, zawartość krzemu drastycznie się zmniejszała. Wskazuje to, że krzem uczestniczy w procesie mineralizacji^[13]. Wniosek ten został potwierdzony badaniami in vivo: mineralizacja kości zależała od ilości krzemu w diecie szczurów^[14].

Badania in vitro wykazały, że krzem stymuluje różnicowanie i proliferację komórek kościotwórczych (osteoblastów) oraz stymuluje syntezę kolagenu typu I^[15]^[16]^[17].

Krzem w żywności

Istnieją dowody na to, że spożycie krzemu jest ważne do utrzymania zdrowych skóry, kości, paznokci i włosów^[18].

Badania na zwierzętach wykazały, że niedobór krzemu w diecie może powodować zaburzenia wzrostu, deformacje czaszki, obniżenie masy ciała oraz gęstości mineralnej kości^[14]. Suplementacja krzemu natomiast sprzyjała wbudowaniu wapnia do tkanki kostnej, zwiększało mineralną gęstość kości oraz obniżało częstotliwość urazów^[14]. Podanie krzemu samicom szczurów z usuniętymi jajnikami (zwierzęcy model osteoporozy) zmniejszało resorpcję kości, zwiększało tempo tworzenia kości oraz zwiększało gęstość mineralną kości. Stymulację procesów budowy kości zaobserwowano nawet u zwierząt z niedoborem wapnia, chociaż suplementacja krzemem i wapniem jednocześnie powodowała największy wzrost gęstości mineralnej kości^[19].

Wiadomo, że dieta dostarczająca więcej niż 40 mg krzemu dziennie jest powiązana z wyższą gęstością mineralną kości udowej w porównaniu do diety dostarczającej mniej niż 14 mg krzemu dziennie^[20].

Badania przeprowadzone na grupie kobiet z osteopenią wskazują, że jednoczesna suplementacja krzemem, wapniem i witaminą D wykazuje większy pozytywny wpływ na gęstość mineralną kości, niż suplementacja tylko wapniem i witaminą D^[21].

Spożycie krzemu w populacji polskiej wynosi ok. 24,0 mg/dzień u kobiet i 27,7, mg/dzień u mężczyzn^[22]. Jest to znacznie mniej, niż w społecznościach czyj jadłospis jest bazowany na warzywach; w Indii i Chinach spożycie krzemu wynosi 140-204 mg/dziennie^[12].

Przyswajalność krzemu z żywności

Dwutlenek krzemu jest dopuszczony do stosowania w produktach spożywczych jako substancja przeciwzbrylająca (E551). Jednak przyswajalność krzemu z dwutlenku krzemu wynosi mniej 1%.

Kwas ortokrzemowy jest dobrze rozpuszczalną substancją, naturalnie występującą w zbożach, owocach, warzywach i wodach mineralnych. Przyswajalność krzemu z kwasu krzemowego wynosi około 43%^[19]. Jednak w środowisku wodnym, w stężeniach przekraczających 0,1% molekuły kwasu krzemowego ulegają polimeryzacji, tworząc kwas polikrzemowy o znacznie mniejszej biodostępności.

Zobacz też

Uwagi

↑ Szablon:IUPAC-SAW2013

Przypisy

↑ ^a ^b Błąd w przypisach: Błąd w składni elementu <ref>. Brak tekstu w przypisie o nazwie PubChem
BŁĄD PRZYPISÓW
↑ Krzem (nr 267414) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-02]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
↑ Szablon:IUPAC-SAW2013
↑ N.N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemistry of the elements. Wyd. 2. Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997, s. 328–367 (rozdział 9 Silicon). ISBN 978-0-7506-3365-9.
↑ Silicon: compounds information. Webelements.com. [dostęp 2016-07-09].
↑ ^a ^b Tadeusz Lityński, Halina Jurkowska: Żyzność gleby i odżywianie się roślin. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1982, s. 420–429. ISBN 83-01-02887-4.
↑ Aleksandra Macioszczyk: Hydrogeochemia. Warszawa: Wydawnictwa Geologiczne, 1987, s. 174–177, 184. ISBN 83-220-0298-X.
↑ Rahman, Atta-ur-, 1942-, Studies in natural products chemistry, Amsterdam: Elsevier, 1988, ISBN 978-0-444-42970-4, OCLC 17873728 [dostęp 2019-10-08] .
↑ ChristopherCh. Exley ChristopherCh., Silicon in life:A bioinorganic solution to bioorganic essentiality1JD Birchall memorial lecture.1, „Journal of Inorganic Biochemistry”, 69 (3), 1998, s. 139–144, DOI: 10.1016/S0162-0134(97)10010-1 [dostęp 2019-10-08] (ang.).
↑ EmanuelE. Epstein EmanuelE., SILICON, „Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology”, 50 (1), 1999, s. 641–664, DOI: 10.1146/annurev.arplant.50.1.641, ISSN 1040-2519 [dostęp 2019-10-08] (ang.).
↑ Sang GyuS.G. Kim Sang GyuS.G. i inni, Silicon-Induced Cell Wall Fortification of Rice Leaves: A Possible Cellular Mechanism of Enhanced Host Resistance to Blast, „Phytopathology”, 92 (10), 2002, s. 1095–1103, DOI: 10.1094/phyto.2002.92.10.1095, ISSN 0031-949X [dostęp 2019-10-08] .
↑ ^a ^b M.M. Arora M.M., E.E. Arora E.E., The Promise of Silicon: bone regeneration and increased bone density, „Journal of Arthroscopy and Joint Surgery”, 4 (3), 2017, s. 103–105, DOI: 10.1016/j.jajs.2017.10.003 [dostęp 2019-10-08] (ang.).
↑ ^a ^b ^c Edith MurielE.M. Carlisle Edith MurielE.M., Silicon as an Essential Trace Element in Animal Nutrition, Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd., 28 września 2007, s. 123–139, ISBN 978-0-470-51332-3 [dostęp 2019-10-08] .
↑ ^a ^b ^c Luigi FabrizioL.F. Rodella Luigi FabrizioL.F. i inni, A review of the effects of dietary silicon intake on bone homeostasis and regeneration, „The journal of nutrition, health & aging”, 18 (9), 2014, s. 820–826, DOI: 10.1007/s12603-014-0555-8, ISSN 1279-7707 [dostęp 2019-10-08] (ang.).
↑ D.MD.M. Reffitt D.MD.M. i inni, Orthosilicic acid stimulates collagen type 1 synthesis and osteoblastic differentiation in human osteoblast-like cells in vitro, „Bone”, 32 (2), 2003, s. 127–135, DOI: 10.1016/S8756-3282(02)00950-X [dostęp 2019-10-08] (ang.).
↑ Eun-JinE.J. Kim Eun-JinE.J. i inni, Effects of Silicon on Osteoblast Activity and Bone Mineralization of MC3T3-E1 Cells, „Biological Trace Element Research”, 152 (1), 2013, s. 105–112, DOI: 10.1007/s12011-012-9593-4, ISSN 0163-4984 [dostęp 2019-10-08] (ang.).
↑ MengM. Dong MengM. i inni, Biological Silicon Stimulates Collagen Type 1 and Osteocalcin Synthesis in Human Osteoblast-Like Cells Through the BMP-2/Smad/RUNX2 Signaling Pathway, „Biological Trace Element Research”, 173 (2), 2016, s. 306–315, DOI: 10.1007/s12011-016-0686-3, ISSN 0163-4984 [dostęp 2019-10-08] (ang.).
↑ Keith R.K.R. Martin Keith R.K.R., Silicon: The Health Benefits of a Metalloid, AstridA. Sigel, HelmutH. Sigel, Roland K.O.R.K.O. Sigel (red.), t. 13, Dordrecht: Springer Netherlands, 2013, s. 451–473, DOI: 10.1007/978-94-007-7500-8_14, ISBN 978-94-007-7499-5 [dostęp 2019-10-08] .
↑ ^a ^b Forrest H.F.H. Nielsen Forrest H.F.H., UPDATE ON THE POSSIBLE NUTRITIONAL IMPORTANCE OF SILICON, „Journal of Trace Elements in Medicine and Biology”, 2014, S0946672X14001308, DOI: 10.1016/j.jtemb.2014.06.025 [dostęp 2019-10-08] (ang.).
↑ RavinR. Jugdaohsingh RavinR. i inni, Dietary Silicon Intake Is Positively Associated With Bone Mineral Density in Men and Premenopausal Women of the Framingham Offspring Cohort, „Journal of Bone and Mineral Research”, 19 (2), 2003, s. 297–307, DOI: 10.1359/JBMR.0301225 [dostęp 2019-10-08] (ang.).
↑ Tim DT.D. Spector Tim DT.D. i inni, Choline-stabilized orthosilicic acid supplementation as an adjunct to Calcium/Vitamin D3 stimulates markers of bone formation in osteopenic females: a randomized, placebo-controlled trial, „BMC Musculoskeletal Disorders”, 9 (1), 2008, s. 85, DOI: 10.1186/1471-2474-9-85, ISSN 1471-2474, PMID: 18547426, PMCID: PMC2442067 [dostęp 2019-10-08] (ang.).
↑ AnnaA. Prescha AnnaA., KatarzynaK. Zabłocka-Słowińska KatarzynaK., HalinaH. Grajeta HalinaH., Dietary Silicon and Its Impact on Plasma Silicon Levels in the Polish Population, „Nutrients”, 11 (5), 2019, s. 980, DOI: 10.3390/nu11050980, ISSN 2072-6643, PMID: 31035649, PMCID: PMC6567281 [dostęp 2019-10-08] (ang.).

[CIAAW-4] Szablon:IUPAC-SAW2013

[PubChem-1] Błąd w przypisach: Błąd w składni elementu <ref>. Brak tekstu w przypisie o nazwie PubChem
BŁĄD PRZYPISÓW

[Aldrich-US-2] Krzem (nr 267414) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-02]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)

[CIAAW-3] Szablon:IUPAC-SAW2013

[Greenwood-5] N.N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemistry of the elements. Wyd. 2. Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997, s. 328–367 (rozdział 9 Silicon). ISBN 978-0-7506-3365-9.

[6] Silicon: compounds information. Webelements.com. [dostęp 2016-07-09].

[litynski-7] Tadeusz Lityński, Halina Jurkowska: Żyzność gleby i odżywianie się roślin. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1982, s. 420–429. ISBN 83-01-02887-4.

[mac-8] Aleksandra Macioszczyk: Hydrogeochemia. Warszawa: Wydawnictwa Geologiczne, 1987, s. 174–177, 184. ISBN 83-220-0298-X.

[9] Rahman, Atta-ur-, 1942-, Studies in natural products chemistry, Amsterdam: Elsevier, 1988, ISBN 978-0-444-42970-4, OCLC 17873728 [dostęp 2019-10-08] .

[10] ChristopherCh. Exley ChristopherCh., Silicon in life:A bioinorganic solution to bioorganic essentiality1JD Birchall memorial lecture.1, „Journal of Inorganic Biochemistry”, 69 (3), 1998, s. 139–144, DOI: 10.1016/S0162-0134(97)10010-1 [dostęp 2019-10-08] (ang.).

[11] EmanuelE. Epstein EmanuelE., SILICON, „Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology”, 50 (1), 1999, s. 641–664, DOI: 10.1146/annurev.arplant.50.1.641, ISSN 1040-2519 [dostęp 2019-10-08] (ang.).

[12] Sang GyuS.G. Kim Sang GyuS.G. i inni, Silicon-Induced Cell Wall Fortification of Rice Leaves: A Possible Cellular Mechanism of Enhanced Host Resistance to Blast, „Phytopathology”, 92 (10), 2002, s. 1095–1103, DOI: 10.1094/phyto.2002.92.10.1095, ISSN 0031-949X [dostęp 2019-10-08] .

[:0-13] M.M. Arora M.M., E.E. Arora E.E., The Promise of Silicon: bone regeneration and increased bone density, „Journal of Arthroscopy and Joint Surgery”, 4 (3), 2017, s. 103–105, DOI: 10.1016/j.jajs.2017.10.003 [dostęp 2019-10-08] (ang.).

[:1-14] Edith MurielE.M. Carlisle Edith MurielE.M., Silicon as an Essential Trace Element in Animal Nutrition, Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd., 28 września 2007, s. 123–139, ISBN 978-0-470-51332-3 [dostęp 2019-10-08] .

[:2-15] Luigi FabrizioL.F. Rodella Luigi FabrizioL.F. i inni, A review of the effects of dietary silicon intake on bone homeostasis and regeneration, „The journal of nutrition, health & aging”, 18 (9), 2014, s. 820–826, DOI: 10.1007/s12603-014-0555-8, ISSN 1279-7707 [dostęp 2019-10-08] (ang.).

[16] D.MD.M. Reffitt D.MD.M. i inni, Orthosilicic acid stimulates collagen type 1 synthesis and osteoblastic differentiation in human osteoblast-like cells in vitro, „Bone”, 32 (2), 2003, s. 127–135, DOI: 10.1016/S8756-3282(02)00950-X [dostęp 2019-10-08] (ang.).

[17] Eun-JinE.J. Kim Eun-JinE.J. i inni, Effects of Silicon on Osteoblast Activity and Bone Mineralization of MC3T3-E1 Cells, „Biological Trace Element Research”, 152 (1), 2013, s. 105–112, DOI: 10.1007/s12011-012-9593-4, ISSN 0163-4984 [dostęp 2019-10-08] (ang.).

[18] MengM. Dong MengM. i inni, Biological Silicon Stimulates Collagen Type 1 and Osteocalcin Synthesis in Human Osteoblast-Like Cells Through the BMP-2/Smad/RUNX2 Signaling Pathway, „Biological Trace Element Research”, 173 (2), 2016, s. 306–315, DOI: 10.1007/s12011-016-0686-3, ISSN 0163-4984 [dostęp 2019-10-08] (ang.).

[19] Keith R.K.R. Martin Keith R.K.R., Silicon: The Health Benefits of a Metalloid, AstridA. Sigel, HelmutH. Sigel, Roland K.O.R.K.O. Sigel (red.), t. 13, Dordrecht: Springer Netherlands, 2013, s. 451–473, DOI: 10.1007/978-94-007-7500-8_14, ISBN 978-94-007-7499-5 [dostęp 2019-10-08] .

[:3-20] Forrest H.F.H. Nielsen Forrest H.F.H., UPDATE ON THE POSSIBLE NUTRITIONAL IMPORTANCE OF SILICON, „Journal of Trace Elements in Medicine and Biology”, 2014, S0946672X14001308, DOI: 10.1016/j.jtemb.2014.06.025 [dostęp 2019-10-08] (ang.).

[21] RavinR. Jugdaohsingh RavinR. i inni, Dietary Silicon Intake Is Positively Associated With Bone Mineral Density in Men and Premenopausal Women of the Framingham Offspring Cohort, „Journal of Bone and Mineral Research”, 19 (2), 2003, s. 297–307, DOI: 10.1359/JBMR.0301225 [dostęp 2019-10-08] (ang.).

[22] Tim DT.D. Spector Tim DT.D. i inni, Choline-stabilized orthosilicic acid supplementation as an adjunct to Calcium/Vitamin D3 stimulates markers of bone formation in osteopenic females: a randomized, placebo-controlled trial, „BMC Musculoskeletal Disorders”, 9 (1), 2008, s. 85, DOI: 10.1186/1471-2474-9-85, ISSN 1471-2474, PMID: 18547426, PMCID: PMC2442067 [dostęp 2019-10-08] (ang.).

[23] AnnaA. Prescha AnnaA., KatarzynaK. Zabłocka-Słowińska KatarzynaK., HalinaH. Grajeta HalinaH., Dietary Silicon and Its Impact on Plasma Silicon Levels in the Polish Population, „Nutrients”, 11 (5), 2019, s. 980, DOI: 10.3390/nu11050980, ISSN 2072-6643, PMID: 31035649, PMCID: PMC6567281 [dostęp 2019-10-08] (ang.).

[24] Alternatywnie do skandowców zalicza się często nie lutet i lorens, lecz lantan, aktyn oraz hipotetyczny unbiun.

[25] Budowa 8. okresu jest przedmiotem badań teoretycznych i dokładne umiejscowienie pierwiastków tego okresu w ramach układu okresowego jest niepewne.

[3]

[a]

[1]

[2]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[i]

[ii]

@@ Linia 113: / Linia 113: @@
 [[Plik:Diatom 3.png|thumb|Krzemionkowa okrywa okrzemki]]
 {{Dopracować|sekcja|źródła=2009-03}}
-Organizm ludzki potrzebuje 20-30 mg krzemu dziennie. Większej dawki wymagają kobiety w ciąży, osoby po operacjach kostnych oraz ludzie starsi, gdyż ilość tego pierwiastka w narządach maleje z wiekiem. Występuje przede wszystkim w [[tkanka łączna|tkance łącznej]], z której zbudowane są [[Ścięgno|ścięgna]], [[błona śluzowa|błony śluzowe]], ściany [[Układ krwionośny człowieka|naczyń krwionośnych]], [[Zastawki|zastawki serca]], [[skóra]] i [[układ kostno-stawowy]]. Krzem usuwa z komórek substancje toksyczne, korzystnie wpływa na [[Naczynie włosowate|naczynia włosowate]], uszczelniając je, zwiększa wytrzymałość tkanki kostnej, wzmacnia zdolność obronną organizmu przeciw zakażeniom, zapobiega przedwczesnemu starzeniu się. Usuwa podrażnienia i stany zapalne skóry, poprawiając jej ogólny wygląd i zapobiegając wiotczeniu, ogranicza wypadanie włosów, przyspiesza ich wzrost, wzmacnia paznokcie.
-Jest on również używany do budowy ścian komórkowych niektórych organizmów oraz stanowi centrum reaktywności kilkunastu enzymów, odpowiedzialnych za „przerób” krzemionki [[okrzemki|okrzemek]] i niektórych [[Skorupiaki|skorupiaków]].
+==== Rola krzemu w organizmach niższych i roślinach ====
-Krzem występuje w wielu roślinach, którym jest potrzebny do prawidłowego rozwoju, jednak nie udało się udowodnić, aby był niezbędny do rozwoju wszystkich gatunków. Zwykle jego obecność zwiększa odporność na [[agrofagi]], zwłaszcza grzyby, które mają utrudnione wnikanie w tkanki roślin wysycone krzemionką. Podobnie w przypadku zwierząt, niezbędność krzemu wykazano dla [[Gąbki szklane|gąbek krzemionkowych]], ale mimo że występuje w ciałach wszystkich zwierząt, zwykle nie udowodniono dla nich jego niezbędności. U kręgowców występuje w większych ilościach we włosach i piórach (np. wełna owiec zawiera 0,02–0,08% SiO<sub>2</sub>). Krzem jest niezbędny dla rozwoju [[okrzemki|okrzemek]] i wykracza to poza rolę budulca ich skorupek{{r|litynski}}.
+Chociaż krzem jest łatwo dostępny w postaci krzemianów, bardzo niewiele organizmów wykorzystuje go bezpośrednio. [[Okrzemki]], [[promienice]] i [[Gąbki szklane|gąbki krzemionkowe]] wykorzystują biogeniczną krzemionkę jako materiał strukturalny dla swoich szkieletów. W komórkach roślin występują krzemionkowe [[fitolity]] – sztywne mikroskopijne ciała; niektóre rośliny, na przykład ryż, potrzebują krzemu do wzrostu <ref>{{Cytuj |autor = Rahman, Atta-ur-, 1942- |tytuł = Studies in natural products chemistry |data = 1988-<2018> |data dostępu = 2019-10-08 |isbn = 9780444429704 |miejsce = Amsterdam |wydawca = Elsevier |oclc = 17873728 |url = https://www.worldcat.org/oclc/17873728}}</ref><ref>{{Cytuj |autor = Christopher Exley |tytuł = Silicon in life:A bioinorganic solution to bioorganic essentiality1JD Birchall memorial lecture.1 |czasopismo = Journal of Inorganic Biochemistry |data = 1998-2 |data dostępu = 2019-10-08 |wolumin = 69 |numer = 3 |s = 139–144 |doi = 10.1016/S0162-0134(97)10010-1 |url = https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0162013497100101 |język = en}}</ref><ref>{{Cytuj |autor = Emanuel Epstein |tytuł = SILICON |czasopismo = Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology |data = 1999-6 |data dostępu = 2019-10-08 |issn = 1040-2519 |wolumin = 50 |numer = 1 |s = 641–664 |doi = 10.1146/annurev.arplant.50.1.641 |url = http://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.arplant.50.1.641 |język = en}}</ref>. Wykazano, że krzem jest zdolny do poprawy wytrzymałości ściany komórkowej i integralności strukturalnej u niektórych roślin<ref>{{Cytuj |autor = Sang Gyu Kim, Ki Woo Kim, Eun Woo Park, Doil Choi |tytuł = Silicon-Induced Cell Wall Fortification of Rice Leaves: A Possible Cellular Mechanism of Enhanced Host Resistance to Blast |czasopismo = Phytopathology |data = 2002-10 |data dostępu = 2019-10-08 |issn = 0031-949X |wolumin = 92 |numer = 10 |s = 1095–1103 |doi = 10.1094/phyto.2002.92.10.1095 |url = http://dx.doi.org/10.1094/phyto.2002.92.10.1095}}</ref>.
+==== Rola krzemu w organizmie ssaków i człowieka ====
+W ciele człowieka występuje ok. 1-2 gram krzemu; jest to trzeci, po [[Żelazo|żelazu]] i [[Cynk|cynku]], pierwiastek śladowy w organizmie<ref name=":0">{{Cytuj |autor = M. Arora, E. Arora |tytuł = The Promise of Silicon: bone regeneration and increased bone density |czasopismo = Journal of Arthroscopy and Joint Surgery |data = 2017-9 |data dostępu = 2019-10-08 |wolumin = 4 |numer = 3 |s = 103–105 |doi = 10.1016/j.jajs.2017.10.003 |url = https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2214963517300640 |język = en}}</ref>. Krzem w organizmie jest skoncentrowany głównie w [[Tkanka łączna|tkance łącznej]] – aorcie, tchawice, ścięgnach, kościach i skórze<ref name=":1">{{Cytuj |autor = Edith Muriel Carlisle |tytuł = Silicon as an Essential Trace Element in Animal Nutrition |data = 2007-09-28 |data dostępu = 2019-10-08 |isbn = 9780470513323 |miejsce = Chichester, UK |wydawca = John Wiley & Sons, Ltd. |s = 123–139 |url = http://dx.doi.org/10.1002/9780470513323.ch8}}</ref>. Krzem wchodzi w skład kompleksów [[Glikozoaminoglikany|glikozaminoglikanów]] z białkami, uczestnicząc w tworzeniu struktury [[Tkanka łączna|tkanki łącznej]]<ref name=":1" />.
+W badaniach przeprowadzonych w latach 70-ych XX wieku wykazano, że w kościach młodych myszy i szczurów krzem jest zlokalizowany w obszarze aktywnego wzrostu. Na początkowym etapie mineralizacji zawartość [[Wapń|wapnia]] i krzemu w rosnącym obszarze kości była niewielka. W miarę mineralizacji, ilość [[Wapń|wapnia]] i krzemu wzrastała. Natomiast w zaawansowanym etapie mineralizacji, zawartość krzemu drastycznie się zmniejszała. Wskazuje to, że krzem uczestniczy w procesie mineralizacji<ref name=":1" />. Wniosek ten został potwierdzony badaniami ''in vivo'': mineralizacja kości zależała od ilości krzemu w diecie szczurów<ref name=":2">{{Cytuj |autor = Luigi Fabrizio Rodella, V. Bonazza, M. Labanca, C. Lonati, R. Rezzani |tytuł = A review of the effects of dietary silicon intake on bone homeostasis and regeneration |czasopismo = The journal of nutrition, health & aging |data = 2014-11 |data dostępu = 2019-10-08 |issn = 1279-7707 |wolumin = 18 |numer = 9 |s = 820–826 |doi = 10.1007/s12603-014-0555-8 |url = http://link.springer.com/10.1007/s12603-014-0555-8 |język = en}}</ref>.
+Badania ''in vitro'' wykazały, że krzem stymuluje różnicowanie i proliferację komórek kościotwórczych ([[Osteoblast|osteoblastów]]) oraz stymuluje syntezę [[Kolagen|kolagenu]] typu I<ref>{{Cytuj |autor = D.M Reffitt, N Ogston, R Jugdaohsingh, H.F.J Cheung, B.A.J Evans |tytuł = Orthosilicic acid stimulates collagen type 1 synthesis and osteoblastic differentiation in human osteoblast-like cells in vitro |czasopismo = Bone |data = 2003-2 |data dostępu = 2019-10-08 |wolumin = 32 |numer = 2 |s = 127–135 |doi = 10.1016/S8756-3282(02)00950-X |url = https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S875632820200950X |język = en}}</ref><ref>{{Cytuj |autor = Eun-Jin Kim, So-Young Bu, Mi-Kyung Sung, Mi-Kyeong Choi |tytuł = Effects of Silicon on Osteoblast Activity and Bone Mineralization of MC3T3-E1 Cells |czasopismo = Biological Trace Element Research |data = 2013-4 |data dostępu = 2019-10-08 |issn = 0163-4984 |wolumin = 152 |numer = 1 |s = 105–112 |doi = 10.1007/s12011-012-9593-4 |url = http://link.springer.com/10.1007/s12011-012-9593-4 |język = en}}</ref><ref>{{Cytuj |autor = Meng Dong, Guangjun Jiao, Haichun Liu, Wenliang Wu, Shangzhi Li |tytuł = Biological Silicon Stimulates Collagen Type 1 and Osteocalcin Synthesis in Human Osteoblast-Like Cells Through the BMP-2/Smad/RUNX2 Signaling Pathway |czasopismo = Biological Trace Element Research |data = 2016-10 |data dostępu = 2019-10-08 |issn = 0163-4984 |wolumin = 173 |numer = 2 |s = 306–315 |doi = 10.1007/s12011-016-0686-3 |url = http://link.springer.com/10.1007/s12011-016-0686-3 |język = en}}</ref>.
+==== Krzem w żywności ====
+Istnieją dowody na to, że spożycie krzemu jest ważne do utrzymania zdrowych skóry, kości, paznokci i włosów<ref>{{Cytuj |autor = Keith R. Martin |redaktor = Astrid Sigel, Helmut Sigel, Roland K.O. Sigel |tytuł = Silicon: The Health Benefits of a Metalloid |data = 2013 |data dostępu = 2019-10-08 |isbn = 9789400774995 |wolumin = 13 |miejsce = Dordrecht |wydawca = Springer Netherlands |s = 451–473 |doi = 10.1007/978-94-007-7500-8_14 |url = http://link.springer.com/10.1007/978-94-007-7500-8_14}}</ref>.
+Badania na zwierzętach wykazały, że niedobór krzemu w diecie może powodować zaburzenia wzrostu, deformacje czaszki, obniżenie masy ciała oraz [[Gęstość mineralna kości|gęstości mineralnej kości]]<ref name=":2" />. Suplementacja krzemu natomiast sprzyjała wbudowaniu wapnia do tkanki kostnej, zwiększało [[Gęstość mineralna kości|mineralną gęstość kości]] oraz obniżało częstotliwość urazów<ref name=":2" />. Podanie krzemu samicom szczurów z usuniętymi jajnikami (zwierzęcy model [[Osteoporoza|osteoporozy]]) zmniejszało resorpcję kości, zwiększało tempo tworzenia kości oraz zwiększało [[gęstość mineralną kości]]. Stymulację procesów budowy kości zaobserwowano nawet u zwierząt z niedoborem [[Wapń|wapnia]], chociaż suplementacja krzemem i [[Wapń|wapniem]] jednocześnie powodowała największy wzrost gęstości mineralnej kości<ref name=":3">{{Cytuj |autor = Forrest H. Nielsen |tytuł = UPDATE ON THE POSSIBLE NUTRITIONAL IMPORTANCE OF SILICON |czasopismo = Journal of Trace Elements in Medicine and Biology |data = 2014-7 |data dostępu = 2019-10-08 |s = S0946672X14001308 |doi = 10.1016/j.jtemb.2014.06.025 |url = https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0946672X14001308 |język = en}}</ref>.
+Wiadomo, że dieta dostarczająca więcej niż 40 mg krzemu dziennie jest powiązana z wyższą gęstością mineralną kości udowej w porównaniu do diety dostarczającej mniej niż 14 mg krzemu dziennie<ref>{{Cytuj |autor = Ravin Jugdaohsingh, Katherine L Tucker, Ning Qiao, L Adrienne Cupples, Douglas P Kiel |tytuł = Dietary Silicon Intake Is Positively Associated With Bone Mineral Density in Men and Premenopausal Women of the Framingham Offspring Cohort |czasopismo = Journal of Bone and Mineral Research |data = 2003-12-16 |data dostępu = 2019-10-08 |wolumin = 19 |numer = 2 |s = 297–307 |doi = 10.1359/JBMR.0301225 |url = http://doi.wiley.com/10.1359/JBMR.0301225 |język = en}}</ref>.
+Badania przeprowadzone na grupie kobiet z [[Osteopenia|osteopenią]] wskazują, że jednoczesna suplementacja krzemem, [[Wapń|wapniem]] i [[Witamina D|witaminą D]] wykazuje większy pozytywny wpływ na [[gęstość mineralną kości]], niż suplementacja tylko [[Wapń|wapniem]] i [[Witamina D|witaminą D]]<ref>{{Cytuj |autor = Tim D Spector, Mario R Calomme, Simon H Anderson, Gail Clement, Liisa Bevan |tytuł = Choline-stabilized orthosilicic acid supplementation as an adjunct to Calcium/Vitamin D3 stimulates markers of bone formation in osteopenic females: a randomized, placebo-controlled trial |czasopismo = BMC Musculoskeletal Disorders |data = 2008-12 |data dostępu = 2019-10-08 |issn = 1471-2474 |wolumin = 9 |numer = 1 |s = 85 |doi = 10.1186/1471-2474-9-85 |pmid = 18547426 |pmc = PMC2442067 |url = http://bmcmusculoskeletdisord.biomedcentral.com/articles/10.1186/1471-2474-9-85 |język = en}}</ref>.
+Spożycie krzemu w populacji polskiej wynosi ok. 24,0 mg/dzień u kobiet i 27,7, mg/dzień u mężczyzn<ref>{{Cytuj |autor = Anna Prescha, Katarzyna Zabłocka-Słowińska, Halina Grajeta |tytuł = Dietary Silicon and Its Impact on Plasma Silicon Levels in the Polish Population |czasopismo = Nutrients |data = 2019-04-29 |data dostępu = 2019-10-08 |issn = 2072-6643 |wolumin = 11 |numer = 5 |s = 980 |doi = 10.3390/nu11050980 |pmid = 31035649 |pmc = PMC6567281 |url = https://www.mdpi.com/2072-6643/11/5/980 |język = en}}</ref>. Jest to znacznie mniej, niż w społecznościach czyj jadłospis jest bazowany na warzywach; w Indii i Chinach spożycie krzemu wynosi 140-204 mg/dziennie<ref name=":0" />.
+==== Przyswajalność krzemu z żywności ====
+[[Ditlenek krzemu|Dwutlenek krzemu]] jest dopuszczony do stosowania w produktach spożywczych jako substancja przeciwzbrylająca (E551). Jednak przyswajalność krzemu z dwutlenku krzemu wynosi mniej 1%.
+[[Kwas ortokrzemowy]] jest dobrze rozpuszczalną substancją, naturalnie występującą w zbożach, owocach, warzywach i wodach mineralnych. Przyswajalność krzemu z kwasu krzemowego wynosi około 43%<ref name=":3" />. Jednak w środowisku wodnym, w stężeniach przekraczających 0,1% molekuły [[Kwasy krzemowe|kwasu krzemowego]] ulegają polimeryzacji, tworząc [[Kwasy krzemowe|kwas polikrzemowy]] o znacznie mniejszej biodostępności.
 == Zobacz też ==