Химични свойства на силиция - Ефекти върху здравето на силиция - Ефекти на силиция върху околната среда

Атомно число

силиций

Валенсия

Електроотрицателност

Ковалентен радиус (Å)

Йонен радиус (Å)

Атомен радиус (Å)

Електронна конфигурация

Първи йонизационен потенциал (eV)

Атомна маса (g/mol)

Плътност (g/ml)

Точка на кипене (ºC)

Точка на топене (ºC)

Откривател

Джонс Берцелиус през 1823г

Силиций

Символ Si, атомно число 14 и атомно тегло 28,086. Силицият е най-разпространеният електропозитивен елемент в земната кора. Това е металоид с подчертан метален блясък и изключително чуплив. Обикновено той е четиривалентен в съединенията си, въпреки че понякога е двувалентен и е ясно електропозитивен в химичното си поведение. Освен това са известни пентакоординирани и хексакоординирани силициеви съединения.

Суровият елементален силиций и неговите интерметални съединения се използват като съставни части на сплавите, за да дадат по-голяма устойчивост на алуминий, магнезий, мед и други метали. металургичният силиций с чистота 98-99% се използва като суровина при производството на кремнийорганични съединения и силиконови смоли, еластомери и масла. В интегралните схеми се използват силициеви чипове. Фотоволтаичните клетки за директно преобразуване на слънчевата енергия в електрическа енергия използват вафли, изрязани от монокристали от електронен клас силиций. Силициевият диоксид се използва като суровина за получаване на елементарен силиций и силициев карбид. За пиезоелектричните кристали се използват големи силициеви кристали. Разтопеният кварцов пясък се трансформира в силициеви стъкла, използвани в лаборатории и химически заводи, както и в електрически изолатори. Колоидната дисперсия на силиций във вода се използва като покриващо средство и като съставка в някои емайли.

Естественият силиций съдържа 92,2% масов изотоп номер 28, 4,7% силиций-29 и 3,1% силиций-30. В допълнение към тези стабилни природни изотопи са известни няколко изкуствени радиоактивни изотопи. Елементарният силиций има физическите свойства на металоидите, подобни на тези на германия, разположени под него в група IV на периодичната таблица. В най-чистата си форма силиция е вътрешен полупроводник, въпреки че интензивността на полупроводника му значително се увеличава чрез въвеждане на малки количества примеси. Силицият наподобява метали по своето химично поведение. Той е почти толкова електропозитивен като калай и много по-положителен от германия или оловото. В съответствие с този доста метален характер, той образува тетрапозитивни йони и различни ковалентни съединения; се появява като отрицателен йон само в няколко силицида и като положителна съставка на оксикиселини или сложни аниони.

Образува няколко серии хидриди, различни халогениди (някои от които съдържат силициево-силициеви връзки) и много серии кислородсъдържащи съединения, които могат да имат йонни или ковалентни свойства.

Силицият се намира в много форми на диоксиди и в безброй вариации на естествени силикати. За анализ на структурите и композициите на представителните класове.

Поради изобилието си силиций далеч надхвърля всеки друг елемент, с изключение на кислорода. Той представлява 27,72% от твърдата кора на Земята, докато кислородът представлява 46,6%, а следващият елемент след силиций, алуминият се намира на 8,13%.

Известно е, че силицият образува съединения с 64 от 96 стабилни елемента и вероятно образува силициди с 18 други елемента. В допълнение към металните силициди, които се използват в големи количества в металургията, той образува важни и често използвани съединения с водород, въглерод, халогени, азот, кислород и сяра. Освен това са приготвени много полезни органосилициеви производни.

Ефекти на силиция върху здравето

Елементарният силиций е инертен материал, който изглежда няма свойства да причинява фиброза в белодробната тъкан. Леки белодробни лезии обаче са документирани при лабораторни животни, подложени на интратрахеални инжекции от силициев прах. Силициевият прах има малко неблагоприятни ефекти върху белите дробове и изглежда не води до значителни органични заболявания или токсични ефекти, когато експозицията се поддържа под препоръчителните граници на експозиция. Силицият може да има хронични ефекти върху дишането. Кристалният силиций (силициев диоксид) представлява силна опасност за дишането. Въпреки това вероятността силициев диоксид да се получи при нормална обработка е много малка. LD50 (орално) -3160 mg/kg. (LD50: Смъртоносна доза 50. Индивидуална доза от вещество, което причинява смъртта на 50% от популацията на животните поради излагане на веществото по друг начин, различен от вдишване. Обикновено се изразява в милиграми или грамове материал на килограм тегло на животно.)

Кристалният силиций дразни кожата и очите при контакт. Вдишването причинява дразнене на белите дробове и лигавицата. Дразненето на очите причинява сълзене и зачервяване. Зачервяването, образуването на корички и сърбеж са характеристики на възпалението на кожата.

Ракът на белия дроб е свързан с излагане на кристален силиций (особено кварц и кристобалит) на работните места. Връзката експозиция-отговор е документирана в проучвания на миньори, работници с диатомит, гранит, керамици, огнеупорни работници и други работници.

Няколко епидемиологични проучвания отчитат статистически значим брой на излишните смъртни случаи или случаи на имунни нарушения и автоимунни заболявания при работници, изложени на силиций. Тези заболявания и разстройства включват склеродермия, ревматоиден артрит, системна еритематоза и саркоидоза.

Последните епидемиологични проучвания отчитат статистически значими асоциации на професионална експозиция на кристален силиций с бъбречни заболявания и субклинични бъбречни промени.

Кристалният силиций може да повлияе на имунната система, което води до микобактериални (туберкулозни и нетуберкулозни) или гъбични инфекции, особено при работници със силикоза.

Професионалното излагане на дишащ кристален силиций е свързано с бронхит, хронична обструктивна белодробна болест (ХОББ) и емфизем. Някои епидемиологични проучвания показват, че тези ефекти върху здравето могат да бъдат по-редки или да липсват при непушачите.

Ефекти върху околната среда от силиций

Няма съобщения за отрицателни ефекти на силиция върху околната среда.