Krzem

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

2. Lokalizacja w układzie okresowym

3. Budowa atomu

4. 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.

5. 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).

6. 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). 

7. 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 krzemkumagnezu działaniem kwasu solnego: Mg2Si + 4HCl → 2MgCl2 + SiH4↑

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

9. Silikony tworzywa krzemoorganiczne; • 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. • Właściwości: • niepalne • odporne termicznie i chemicznie • dobre właściwości elektroizolacyjne i smarne

10. 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

11. 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

12. Szkło wodne • 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

13. 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

14. 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

15. Występowanie: • 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 

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

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

18. Dziękuję za uwagę Klaudia Gacek , klasa 2a