Opracowała:Grażyna Rdzanek

1. KRZEM JEGO ZWIĄZKI I Opracowała:Grażyna Rdzanek

2. PIERWIASTEK WYIZOLOWANY W 1823 ROKU PRZEZ SZWEDZKIEGO CHEMIKA J. J. BERZELIUSA. Nazwa łacińska pochodzi od słowa SILEX co znaczy krzemień. Nazwa polska wywodzi się od łacińskich słów lapis cremaus, co oznacza kamień dający ogień.

3. Zawartość wybranych pierwiastków w różnych formach materii (%). Pierwiastki Litosfera Woda oceaniczna Człowiek Lucerna tlen 49,42 85,90 62,8 67,9 krzem 25,75 0,0003 0,004 0,009 żelazo 4,7 0,000001 0,005 0,003 wapń 3,39 0,040 1,38 0,58 wodór 0,88 10,80 9,31 8,72 węgiel 0,09 0,03 19,40 11,30 azot 0,03 0,00005 5,14 8,25

4. WYSTĘPOWANIE • w stanie rodzimym nie występuje • w stanie związanym w postaci krzemianów, glinokrzemianów oraz wolnego tlenku krzemu IV stanowi 27% litosfery

5. Okres 3 Grupa 14 Masa atom.28,0855 blok:p Si [ Ne 3s23p2 ] 14 IV II SILICIUM Elektroujemność 1,8 WĘGLOWCE

6. IZOTOPY KRZEMU 3 naturalne trwałe 29Si 28Si 30Si 92,23% 4,6% 3,1% 11 sztucznych promieniotwórczych np. 32Si T1/2=160 lat

7. KONFIGURACJA ELEKTRONOWA 1s2 2s2p6 3s2p2 M L K

8. METODY OTRZYMYWANIA KRZEMU • redukcja SiO2 magnezem 2 SiO2 + Mg Si + MgO 2 • redukcja mieszaniny piasku i rudy żelaza węglem-żelazokrzem do celów metalurgicznych • termiczny rozkład SiHCl3-preparaty o wysokiej czystości

9. WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE • krystaliczne ciało stałe o metalicznym połysku • pierwiastek bardzo twardy i kruchy • wysoka temperatura topnienia • półmetal i półprzewodnik

10. BUDOWA KRYSZTAŁU KRZEMU W sieci krystalicznej krzemu występują wiązania atomowe. Atomy w sieci są rozmieszczone w takich odległościach, że ich powłoki zachodzą na siebie. ,

11. WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE • w temperaturze pokojowej mało aktywny • po podgrzaniu reaguje z tlenem, metalami, zasadami Si + O2SiO2 tlenek krzemu (IV) Si + 2Mg Mg2Si krzemek magnezu Si + 2NaOH Na2SiO3 + 2H2 metakrzemian sodu

12. KRZEM JAKO MIKROELEMENT • występuje w gruczołach dokrewnych-grasicy, nadnerczach i przysadce mózgowej • odgrywa ważną rolę w gospodarce hormonalnej ludzi starszych • obniża poziom cholesterolu we krwi • wpływa na elastyczność, wygląd i zdrowie skóry, włosów i paznokci • uczestniczy w tworzeniu tkanki łącznej i chrząstek

13. Dawka krzemu z pożywieniem 18-1200mg/dzień Produkty spożywcze bogate w krzem: otręby, fasola, groch, warzywa korzeniowe Zioła zawierające dużą ilość rozpuszczalnej krzemionki : skrzyp polny, pokrzywa, perz, podbiał, rdest ptasi, poziewnik Przy chorobach, szczególnie skóry, zaleca się stosowanie wewnętrzne i zewnętrzne odwarów z tych ziół.

14. Kryształy krzemu służą do produkcji: • tranzystorów • układów scalonych • laserów • diod emitujących światło • ogniw słonecznych

15. Krzem stosowany też jest: • jako odtleniacz do stopów miedzi • jako dodatek do stali stopowych w celu polepszenia ich właściwości mechanicznych i odporności na korozje • do wytwarzania detektorów fal krótkich • do wytwarzania soczewek do promieni podczerwonych

16. KRZEMIONKA tlenek krzemu (IV) SiO2 występuje w trzech odmianach polimorficznych model struktury kwarcu • kwarc • krystobalit • trydymit-

17. CYTRYN DOBRZE WYKSZTAŁCONE KRYSZTAŁY KWARCU AMETYST KRYSZTAŁ GÓRSKI

18. CZYSTA BEZPOSTACIOWA KRZEMIONKA TO OPAL. ODMIANA OPALU -AGAT

19. REAKCJE SiO2 • z kwasem fluorowodorowym SiO2 + HF SiF4 + H2O 4 2 • z wodorotlenkiem sodu SiO2 + NaOH Na2SiO3 + H2O 2 • z węglem SiO2 + C Si + CO2

20. KRZEMIONKA JEST PODSTAWOWYM SKŁADNIKIEM: • glin • gleb • skał (granity, gnejsy) • piasku

21. Stopiony SiO2 po szybkim oziębieniu zastyga w sztywną bezpostaciową masę-szkło kwarcowe. schemat ułożenia atomów w stanie szklistym Struktura szkła kwarcowego wg. Zachariasena

22. SZKŁA KRZEMIANOWE • szkło sodowo-wapniowe Na2O . CaO . 6 SiO2 to szkło okienne • szkło potasowo-ołowiowe to tzw. szkło kryształowe i optyczne szkło flint • szkło jenajskie to szkło trudnotopliwe np. Pyrex, Duran, Supremax

23. Szkła otrzymywane w technice „ zol-żel” Technika „zol-żel”polega na syntezie szkieł poprzez reakcje chemiczne w temperaturach zbliżonych do pokojowej. • układ PbO2 /SiO2 stosowany jest w światłowodach • układ ZnO/SiO2 stosowany jest w dyskach optycznych ROM • układ TiO2/SiO2 stosowany jest w laserach • i koncentratorach światła słonecznego

24. KWASY KRZEMOWE SiO2.H2O H2SiO3 Kwas metakrzemowy SiO2 . 2H2O H4SiO4 Kwasortokrzemowy 2 SiO2 .H2O H2Si2O5 Kwas metadwukrzemowy

25. Ciekawe nieorganiczne związki krzemu • azotek krzemuSi3N4związek o twardości diamentu i znacznej odporności chemicznej stosowany do konstrukcji ceramicznych silników samochodowych i turbin gazowych SiO2 + C + N2 Si3N4 + CO kat 6 2 6 T

26. techniczny SiC KARBORUND –substancja bardzo twarda(9,5-9,7 w skali Mohra), należąca do beztlenkowych materiałów ceramicznych, stosowana do wyrobu materiałów ściernych. WĘGLIK KRZEMU SiC SiO2 + C SiC + CO 3 2

27. Czterochlorek krzemu SiCl4 ciecz bezbarwna o ostrym zapachu, bardzo łatwo hydrolizuje tworząc białe dymy uwodnionego dwutlenku krzemu SiO2 oraz kwas solny. Stosowany jest w wojsku do wytwarzania zasłon dymnych.

28. Krzem tworzy z wodorem krzemowodory zwane silanami. SiH4 MONOSILAN Si2H6 DWUSILAN( krzemoetan) Silany reagują gwałtownie z tlenem i wybuchowo z fluorowcami. SiH4 + 2O2 SiO2 + 2 H2O SiH4 + Cl SiH3Cl + HCl chlorosilan

29. W wyniku kondensacji pochodnych chlorowych silanów otrzymuje się siloksany. H3SiCl + H2O H3Si-O-SiH3 + HCl 2 2 Z chlorosilanów i siloksanów otrzymuje się polimery krzemoorganiczne (polisiloksany) potocznie zwane silikonami. R R R-grupa alkilowa lub aromatyczna Si O Si R R n-liczba merów n

30. Kopolimery silikonowo –organiczne mają właściwości ciekłokrystaliczne i stosowane są w elektrooptyce, magnetooptyce i termooptyce. Emulsje wodne silikonów oraz poliolefin i różnych środków sieciujących stosowane są do usuwania rysunków graffiti bez niszczenia tynków. Kompozyty organiczno-nieorganiczne zwane silseskwioksanami mają właściwości ciekłokrystaliczne i świecące.