Krzem

Krzem
glin ← krzem → fosfor
C ↑ Si ↓ Ge 14 Si
Wygląd
szary
Widmo emisyjne krzemu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	krzem, Si, 14 (łac. silicium)
Grupa, okres, blok	14, 3, p
Stopień utlenienia	4
Właściwości metaliczne	półmetal
Właściwości tlenków	amfoteryczne
Masa atomowa	28,0855 u
Stan skupienia	stały
Gęstość	2330 kg/m³
Temperatura topnienia	1414 °C
Temperatura wrzenia	2900 °C
Numer CAS	7440-21-3
PubChem	5461123
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 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 izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 28Si 92,23% stabilny izotop z 14 neutronami 29Si 4,67% stabilny izotop z 15 neutronami 30Si 3,1% stabilny izotop z 16 neutronami 32Si {syn.} 150 lat β− 0,224 32P
Niebezpieczeństwa MSDS Zewnętrzne dane MSDS Zagrożenia (GHS) wg MSDS Uwaga Zwroty H H228, H319 Zwroty EUH brak zwrotów EUH Zwroty P P210, P305+P351+P338 Zagrożenia (UE) wg MSDS Łatwopalny (F) Zwroty R R11 Zwroty S brak zwrotów S NFPA 704 0 0 2   Numer RTECS VW0400000
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)
Multimedia w Wikimedia Commons
Hasło krzem w Wikisłowniku

Krzem (Si, łac. silicium) – pierwiastek chemiczny, z grupy półmetali w układzie okresowym. Izotopy stabilne krzemu to ²⁸Si, ²⁹Si i ³⁰Si. Wartościowość: 4 (w większości związków), 5 i 6. Krzem (monokryształy krzemu) 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.

Wszystkie rośliny żywe (niesuszone) zawierają rozpuszczalne i przyswajalne przez organizm człowieka związki krzemu. W największych ilościach występują one w skrzypach, poziewniku, rdeście ptasim, pokrzywie, podbiale, perzu, poziomce i konopiach. Drugim ważnym dla człowieka źródłem przyswajalnych związków krzemu jest mleko i przetwory mleczne.

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

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 tkance łącznej, z której zbudowane są ścięgna, błony śluzowe, ściany naczyń krwionośnych, zastawki serca, skóra i układ kostno-stawowy. Krzem usuwa z komórek substancje toksyczne, korzystnie wpływa na 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 okrzemków i niektórych skorupiaków.

Zobacz też

• krzem amorficzny
• Metoda Czochralskiego