A szilícium kémiai tulajdonságai - A szilícium egészségügyi hatásai - A szilícium környezeti hatásai

Atomszám

tulajdonságok

Valencia

Elektronegativitás

Kovalens sugár (Å)

Ionos sugár (Å)

Atomi sugár (Å)

Elektronikus konfiguráció

Első ionizációs potenciál (eV)

Atomtömeg (g/mol)

Sűrűség (g/ml)

Forráspont (ºC)

Olvadáspont (ºC)

Felfedező

Jons Berzelius 1823-ban

Szilícium

Si szimbólum, 14-es atomszám és 28,086-os atomtömeg. A szilícium a földkéreg leggyakoribb elektropozitív eleme. Jelzett fém fényű és rendkívül törékeny metalloid. Vegyületeiben általában négyértékű, bár néha kétértékű, és kémiai viselkedésében egyértelműen elektropozitív. Továbbá ismertek a pentakoordinált és a hexacoordinált szilíciumvegyületek.

A nyers elemi szilíciumot és fémközi vegyületeit ötvözetek alkotóelemeként használják, hogy nagyobb ellenállást biztosítsanak az alumíniummal, magnéziummal, rézzel és más fémekkel szemben. 98-99% tisztaságú kohászati ​​szilíciumot nyersanyagként használnak a szilícium szerves vegyületek, valamint a szilikon gyanták, elasztomerek és olajok gyártásához. A szilícium chipeket az integrált áramkörökben használják. Fotoelektromos cellák a napenergia közvetlen elektromos energiává történő átalakításához elektronikus szilícium egykristályaiból vágott ostyák. A szilícium-dioxidot alapanyagként használják elemi szilícium és szilícium-karbid előállítására. A piezoelektromos kristályokhoz nagy szilíciumkristályokat használnak. Az olvadt kvarchomok szilíciumüvegekké alakul, amelyeket laboratóriumokban és vegyi üzemekben használnak, valamint elektromos szigetelőkké. A szilícium vízben való kolloid diszperzióját bevonószerként és bizonyos zománcok összetevőjeként használják.

A természetes szilícium 92,2 tömeg% 28. izotópot, 4,7% szilícium-29-t és 3,1% szilícium-30-at tartalmaz. Ezen stabil természetes izotópok mellett számos mesterséges radioaktív izotóp is ismert. Az elemi szilícium a germániumhoz hasonló metalloidok fizikai tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek a periódusos rendszer IV. Csoportjában alatta találhatók. A legtisztább formájában a szilícium belső félvezető, bár félvezető képességének intenzitása nagymértékben megnő, ha kis mennyiségű szennyeződést visz be. A szilícium kémiai viselkedésében hasonlít a fémekre. Szinte ugyanolyan elektropozitív, mint az ón, és sokkal pozitívabb, mint a germánium vagy az ólom. Ennek a meglehetősen fémes jellegnek megfelelően tetrapozitív ionokat és különféle kovalens vegyületeket képez; negatív ionként csak néhány szilicidben jelenik meg, és az oxisavak vagy komplex anionok pozitív alkotóelemeként.

Számos hidrid-sorozatot alkot, különféle halogenideket (amelyek némelyike ​​tartalmaz szilícium-szilícium kötéseket), és számos oxigéntartalmú vegyületet, amelyek ionos vagy kovalens tulajdonságokkal bírnak.

A szilícium sokféle dioxidban és a természetes szilikátok számtalan változatában található meg. A reprezentatív osztályok szerkezetének és összetételének elemzéséhez.

Bősége miatt a szilícium az oxigén kivételével messze meghaladja bármely más elemet. Ez a Föld szilárd kérgének 27,72% -át teszi ki, míg az oxigén 46,6% -ot, a szilícium után következő elem, az alumínium pedig 8,13% -ot tartalmaz.

A szilíciumról ismert, hogy a 96 stabil elemből 64-ben vegyületeket képez, és valószínűleg 18 más elemmel képez szilicideket. A kohászatban nagy mennyiségben használt fémes szilicidek mellett fontos és gyakran használt vegyületeket képez hidrogénnel, szénnel, halogénnel, nitrogénnel, oxigénnel és kénnel. Ezenkívül nagyon hasznos szerves szilícium-származékokat készítettek.

A szilícium hatása az egészségre

Az elemi szilícium egy inert anyag, amelyről úgy tűnik, hogy hiányzik a fibrózis okozta tulajdonság a tüdőszövetben. Azonban enyhe tüdõelváltozásokat dokumentáltak laboratóriumi állatokban, akiknek intratracheális injekciókat végeztek szilíciumporral. A szilíciumpor kevés káros hatással van a tüdőre, és úgy tűnik, hogy nem okoz jelentős szerves betegséget vagy toxikus hatást, ha az expozíciót az ajánlott expozíciós határértékek alatt tartják. A szilícium krónikus hatással lehet a légzésre. A kristályos szilícium (szilícium-dioxid) erős légzési veszélyt jelent. A normál feldolgozás során a szilícium-dioxid előállításának valószínűsége azonban nagyon kicsi. LD50 (orális) -3160 mg/kg. (LD50: Halálos dózis 50. Az anyag egyedi dózisa, amely az állatpopuláció 50% -ának halálát okozza az anyagnak a belégzésen kívüli bármely más módon történő kitettség miatt. Általában milligrammban vagy gramm anyagban kifejezve a testtömeg kilogrammjában. állat.)

A kristályos szilícium érintkezéskor irritálja a bőrt és a szemet. Belégzés a tüdő és a nyálkahártya irritációját okozza. A szem irritációja könnyezést és bőrpírt okoz. A bőrpír, a kéreg és a viszketés a bőrgyulladás jellemzője.

A tüdőrák a kristályos szilíciumnak (különösen a kvarcnak és a krisztobalitnak) való kitettséggel jár együtt a munkahelyeken. Az expozíció-reakció összefüggést dokumentálták bányászok, kovaföldmunkások, gránitmunkások, kerámiamunkások, tűzgyártású munkások és más munkások tanulmányaiban.

Számos epidemiológiai tanulmány statisztikailag szignifikáns számot jelentett a szilíciumnak kitett munkavállalók túlzott halálozásáról vagy immunrendellenességek és autoimmun betegségek eseteiről. Ezek a betegségek és rendellenességek közé tartoznak a szkleroderma, a reumás ízületi gyulladás, a szisztémás eritematózis és a szarkoidózis.

A legújabb epidemiológiai vizsgálatok statisztikailag szignifikáns összefüggéseket jelentettek a kristályos szilícium foglalkozási kitettségének vesebetegséggel és szubklinikai vesemódosításokkal.

A kristályos szilícium hatással lehet az immunrendszerre, mikobakteriális (tuberkulózisos és nem tuberkulózisos) vagy gombás fertőzéseket eredményezhet, különösen a szilikózisban szenvedő munkavállalóknál.

A belélegezhető kristályos szilícium munkahelyi expozíciója hörghurutgal, krónikus obstruktív tüdőbetegséggel (COPD) és emphysemával jár. Egyes epidemiológiai vizsgálatok azt sugallják, hogy ezek az egészségügyi hatások ritkábban fordulhatnak elő vagy hiányozhatnak a nem dohányzóknál.

Szilícium környezeti hatások

A szilíciumnak a környezetre gyakorolt ​​negatív hatásáról nem számoltak be.