Реферат: «Кремній, його властивості та аллотропние зміни. Кремній біогенний елемент. Кремній, його властивості та аллотропние видозміни - хімічні особливості кремнію

Кристалічний кремній - це речовина темно-сірого кольору зі сталевим блиском. Структура кремнію аналогічна структурі алмазу: кристалічна решітка кубічна гранецентрированная, але через більшої довжини зв'язку між атомами Si-Si в порівнянні з довжиною зв'язку C-C твердість кремнію значно менше, ніж алмазу. Кремній дуже крихкий, його щільність 2,33 г / см 3.

Як і вугілля, відноситься до тугоплавким речовин.

Кристалічна структура кремнію (рис. 2).

Кристалічна решітка кремнію кубічна гранецентрированная типу алмаза, параметр а = 0,54307 нм (при високому тиску отримані й інші поліморфні модифікації кремнію), але через більшої довжини зв'язку між атомами Si-Si в порівнянні з довжиною зв'язку З-С твердість кремнію значно менше, ніж алмазу. Кремній крихкий, тільки при нагріванні вище 800 ° C він стає пластичним речовиною. Цікаво, що кремній прозорий до інфрачервоного випромінювання, починаючи з довжини хвилі 1.1 мікрометр. Власна концентрація носіїв заряду - 13,1Ч10 28 м? 3

Малюнок 2. Кристалічні ґрати кремнію і схема ковалентен зв'язку: а - ковалентний зв'язок; б - загальний вигляд

Хімічні властивості

У з'єднаннях кремній схильний проявляти ступінь окислення +4 або? 4, так як для атома кремнію більш характерно стан sp 3 - гібридизації орбіталей. Тому у всіх з'єднаннях, крім оксиду кремнію (II) SiO, Кремній четирехвалентен.

Хімічно кремній малоактивний. При кімнатній температурі реагує тільки з газоподібним фтором, при цьому утворюється летучійтетрафторід кремнію SiF 4 . При нагріванні до температури 400--500 ° C кремній реагує з киснем з утворенням діоксиду SiO 2 , З хлором, бромом і йодом - з утворенням відповідних легко летючих тетрагалогеніди SiHalogen 4 .

З воднем кремній безпосередньо не реагує, сполуки кремнію з воднем - силани із загальною формулою Si n H 2n + 2 - отримують непрямим шляхом. моносилан SiH 4 (Його часто називають просто сіланом) виділяється при взаємодії силіцидів металів з розчинами кислот, наприклад:

Ca 2 Si + 4HCl\u003e 2CaCl 2 + SiH 4 ^

Утворений в цій реакції силан SiH 4 містить домішки і інших силанов, зокрема, дисилан Si 2 H 6 і трісілана Si 3 H 8 , В яких є ланцюжок з атомів кремнію, пов'язаних між собою одинарними зв'язками (-Si-Si-Si-).

З азотом кремній при температурі близько 1000 ° C утворює нітрид Si 3 N 4 , З бором - термічно і хімічно стійкі бориди SiB 3 , SiB 6 і SiB 12 . З'єднання кремнію і його найближчого аналога по таблиці Менделєєва - вуглецю - карбід кремнію SiC (Карборунд) характеризується високою твердістю і низькою хімічною активністю. Карборунд широко використовується як абразивний матеріал.

При нагріванні кремнію з металами виникають силіциди. Силіциди можна поділити на дві групи: іонно-ковалентні (силіциди лужних, лужноземельних металів і магнію типу Ca 2 Si, Mg 2 Si і ін.) і металлоподобниє (силіциди перехідних металів). Силіциди активних металів розкладаються під дією кислот, силіциди перехідних металів хімічно стійки і під дією кислот не розкладаються. Металлоподобниє силіциди мають високі температури плавлення (до 2000 ° C). Найбільш часто утворюються металлоподобниє силіциди складів MeSi, Me 3 Si 2 , Me 2 Si 3 , Me 5 Si 3 і MeSi 2 . Металлоподобниє силіциди хімічно інертні, стійкі до дії кисню навіть при високих температурах.

при відновленні SiO 2 кремнієм при високих температурах утворюється оксид кремнію (II) SiO.

Для кремнію характерне утворення кремнійорганічних сполук, в яких атоми кремнію з'єднані в довгі ланцюжки за рахунок мостікових атомів кисню - Про-, а до кожного атому кремнію, крім двох атомів Про, Приєднані ще два органічних радикала R 1 і R 2 = CH 3 , C 2 H 5 , C 6 H 5 , CH 2 CH 2 CF 3 та ін.

Для травлення кремнію найбільш широко використовують суміш плавикової та азотної кислот. Деякі спеціальні травители передбачають добавку хромового ангідриду та інших речовин. При травленні кислотний травильний розчин швидко розігрівається до температури кипіння, при цьому швидкість травлення багаторазово зростає.

Si + 2HNO 3 = SiO 2 + NO + NO 2 + H 2 O

SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O

3SiF 4 + 3H 2 O = 2H 2 SiF 6 + vH 2 SiO 3

Для травлення кремнію можуть використовуватися водні розчини лугів. Травлення кремнію в лужних розчинах починається при температурі розчину більше 60 ° С.

Si + 2KOH + H 2 O = K 2 SiO 3 + 2H 2 ^

K 2 SiO 3 + 2H 2 O-H 2 SiO 3 + 2KOH

Фізичні властивості

Кристалічна решітка кремнію кубічна гранецентрированная типу алмаза, параметр а = 0,54307 нм (при високому тиску отримані й інші поліморфні модифікації кремнію), але через більшої довжини зв'язку між атомами Si-Si в порівнянні з довжиною зв'язку С-С твердість кремнію значно менше, ніж алмазу. Кремній крихкий, тільки при нагріванні вище 800 ° C він стає пластичним речовиною. Цікаво, що кремній прозорий до інфрачервоного випромінювання, починаючи з довжини хвилі 1.1 мікрометр. Власна концентрація носіїв заряду - 13,1 х 10 28 м? 3

електрофізичні властивості

Елементарний кремній в монокристаллической формі є не прямозонних полупроводником. Ширина забороненої зони при кімнатній температурі становить 1,12 еВ, а при Т = 0 До складає 1,21 еВ. Концентрація власних носіїв заряду в кремнії при нормальних умовах становить близько 1,5 × 10 10 см? 3.

На електрофізичні властивості кристалічного кремнію великий вплив мають містяться в ньому домішки. Для отримання кристалів кремнію з доречнийпровідністю в кремній вводять атоми елементів III-ї групи, таких як бор, алюміній, галій, індій). Для отримання кристалів кремнію з електронною провідністю в кремній вводять атоми елементів V-ї групи, таких як фосфор, миш'як, сурма. (Рис. 3)

Малюнок 3. Кристали і пластини кремнію для виробництва напівпровідникових приладів

При створенні електронних приладів на основі кремнію задіюється переважно приповерхневих шар матеріалу (до десятків мікрон), тому якість поверхні кристала може робити істотний вплив на електрофізичні властивості кремнію і, відповідно властивості готового приладу. При створенні деяких приладів використовуються прийоми пов'язані з модифікацією поверхні, наприклад, обробляючи поверхню кремнію різними хімічними агентами.

1. Діелектрична проникність: 12

2. Рухливість електронів: 1300-1450 смі / (в · c).

3. Рухливість дірок: 500 смі / (в · c).

4. Ширина забороненої зони 1,205-2,84 · 10 -4 · T

5. Тривалість життя електрона: 5 нс - 10 мс

6. Довжина вільного пробігу електрона: близько 0,1 см

7. Довжина вільного пробігу дірки: близько 0,02 - 0,06 см

Муніципальне загальноосвітній заклад

«Середня загальноосвітня школа № 6»

міста Мурома

Реферат по Хімії на тему:

«Кремній, його властивості та аллотропние зміни. Кремній - біогенний елемент »

Виконала учениця 8 В класу

Швецова Тетяна

Керівник Корнишова С.С.

введення 3

Історія відкриття кремнію 4

Кремній в природі і його промисловий видобуток 5

Кремній, його властивості та аллотропние видозміни 7

Способи отримання кремнію 10

З'єднання кремнію і їх властивості 11

Кремній - біогенний елемент 14

Силікатна промисловість 17

висновок 19

література 20

Вступ

Цілющі властивості кремнію були відомі задовго до наших днів: у стародавній Індії та Китаї здавна використовували цілющі властивості молодого бамбука, що містить кремній, а на Русі вживали білу глину для лікування анемічного дітей і немічних старих, від отруєнь і печії, від хвороб шкіри. Ще у фармацевтичній практиці древніх Індії і Китаю, а пізніше і народній медицині багатьох країн використовувалися відвари, настої і екстракти з таких кремнийсодержащих рослин, як хвощ, кропива, горець, бамбук і знаменитий женьшень. Більше 200 років кремній використовується в класичної гомеопатії, дуже популярний він в сучасній косметології і широко використовується в мезотерапії для ревіталізації (омолодження) шкіри.

Мета: вивчити властивості кремнію і природних його з'єднань, удосконалювати знання про будову атомів

· Визначити будову кремнію, значення кремнію і його сполук і їх практичне застосування.

· Виділити значення кремнію як біогенного елемента

· Визначити основні області силікатної промисловості

Історія відкриття кремнію

Кремній - елемент головної підгрупи четвертої групи третього періоду періодичної системи хімічних елементовД. І. Менделєєва, з атомним номером 14. Позначається символом Si (лат. Silicium).

У чистому вигляді кремній був виділений в 1811 році французькими вченими Жозефом Луї Гей-Люссак і Луї Жаком Тенаром.

У 1825 році шведський хімік Йенс Якоб Берцеліус дією металевого калію на фтористий кремній SiF 4 отримав чистий елементарний кремній. Новому елементу було дано назву «силіцій» (від лат. Silex - кремінь). Російська назва «кремній» введено в 1834 році російським хіміком Германом Івановичем Гессом. У перекладі c др.-греч.κρημνός - «скеля, гора».

(Від лат. Silicis - кремінь; російська назва від грецького - kremnos - круча) Si - відкритий Й.
Берцелиусом (Стокгольм, Швеція) в 1824 Г.А ось кремній (Silicium - лат.) Хімічний елемент, атомний номер 14, IV група періодичної системи.

У 1825 році шведський хімік Йенс Якоб Берцеліус дією металевого калію на фторид кремнію SiF 4 отримав чистий елементарний кремній. Новому елементу було дано назву "силіцій" (від лат. Silex - кремінь). Російська назва "кремній" введено в 1834 році російським хіміком Германом Івановичем Гессом. У перекладі з греческогоkremnos - "скеля, гора".

Знаходження в природі

Кремній в природі і його промисловий видобуток

Найчастіше в природі кремній зустрічається у вигляді кремнезему - з'єднань на основі діоксиду кремнію (IV) SiO 2 (близько 12% маси земної кори). Основні мінерали, що утворюються діоксидом кремнію - це пісок (річковий і кварцовий), кварц і кварцити, кремінь. Другу за поширеністю в природі групу сполук кремнію становлять силікати і алюмосилікати

Відзначено поодинокі факти знаходження чистого кремнію в самородному вигляді: Металевий кремній в ійолітахГорячегорского масиву, Петрологія звичайних хондритів.

· SiO 2 + 2Mg = 2MgO + Si,

Кремній, його властивості та аллотропние видозміни

Кристалічний кремній-це речовина темно-сірого кольору зі сталевим блиском. Структура кремнію аналогічна структурі алмазу: кристалічна решітка кубічна гранецентрированная, але через більшої довжини зв'язку між атомами Si-Si в порівнянні з довжиною зв'язку C-C твердість кремнію значно менше, ніж алмазу. Кремній дуже крихкий, його щільність 2,33 г / см 3.

Як і вугілля, відноситься до тугоплавким речовин.

Кристалічна структура кремнію.

Хімічні властивості

1. Si + 2HNO 3 = SiO 2 + NO + NO 2 + H 2 O

2. SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O

3. 3SiF 4 + 3H 2 O = 2H 2 SiF 6 + ↓ H 2 SiO 3

1. Si + 2KOH + H 2 O = K 2 SiO 3 + 2H 2

2. K 2 SiO 3 + 2H 2 O↔H 2 SiO 3 + 2KOH

Фізичні властивості

Кристалічна решітка кремнію кубічна гранецентрированная типу алмаза, параметр а = 0,54307 нм (при високому тиску отримані й інші поліморфні модифікації кремнію), але через більшої довжини зв'язку між атомами Si-Si в порівнянні з довжиною зв'язку С-С твердість кремнію значно менше, ніж алмазу. Кремній крихкий, тільки при нагріванні вище 800 ° C він стає пластичним речовиною. Цікаво, що кремній прозорий до інфрачервоного випромінювання, починаючи з довжини хвилі 1.1 мікрометр. Власна концентрація носіїв заряду - 13,1 × 10 28 м -3

електрофізичні властивості

Елементарний кремній в монокристаллической формі є непрямозоннимполупроводніком. Ширина забороненої зони при кімнатній

температурі становить 1,12 еВ, а при Т = 0 До складає 1,21 еВ. Концентрація власних носіїв заряду в кремнії при нормальних умовах становить близько 1,5 × 10 10 см -3 [джерело не вказано 342 дня].

1. Діелектрична проникність: 12

2. Рухливість електронів: 1300-1450 см² / (в · c).

3. Рухливість дірок: 500 см² / (в · c).

4. Ширина забороненої зони 1,205-2,84 × 10 -4 · T

5. Тривалість життя електрона: 5 нс - 10 мс

6. Довжина вільного пробігу електрона: близько 0,1 см

7. Довжина вільного пробігу дірки: близько 0,02 - 0,06 см

Способи отримання кремнію

Вільний кремній може бути отриманий прожарюванням з магнієм дрібного білого піску, який за хімічним складом є майже чистим оксидом кремнію,

· SiO 2 + 2Mg = 2MgO + Si,

утворюється при цьому аморфний кремній має вигляд бурого порошку, щільність якого дорівнює 2,0 г / см³

У промисловості кремній технічної чистоти отримують, відновлюючи розплав SiO 2 коксом при температурі близько 1800 ° C в дугових печах. Чистота отриманого таким чином кремнію може досягати 99,9% (основні домішки - вуглець, метали).

Можлива подальша очистка кремнію від домішок.

· Очищення в лабораторних умовах може бути проведена шляхом попереднього отримання силіциду магнію Mg 2 Si. Далі з силіциду магнію за допомогою соляної або оцтової кислот отримують газоподібний моносилан SiH 4. Моносилан очищають ректифікацією, сорбційними і ін. Методами, а потім розкладають на кремній і водень при температурі близько 1000 ° C.

· Очищення кремнію в промислових масштабах здійснюється шляхом безпосереднього хлорування кремнію. При цьому утворюються сполуки складу SiCl 4 і SiCl 3 H. Ці хлориди різними способами очищають від домішок (як правило перегонкою і диспропорціонування) і на заключному етапі відновлюють чистим воднем при температурах від 900 до 1100 ° C.

· Розробляються дешевші, чисті та ефективні промислові технології очищення кремнію. На 2010 р до таких можна віднести технології очищення кремнію з використанням фтору (замість хлору); технології передбачають дистиляцію монооксиду кремнію; технології, засновані на витравлення домішок, концентруються на міжкристалічних межах.

Спосіб отримання кремнію в чистому вигляді розроблений Миколою Миколайовичем Бекетовим.

Найбільшим виробником кремнію в Росії є ОКРусал - кремній виробляється на заводах в м Каменськ-Уральський (Свердловська область) та м Шелехов (Іркутська область).

З'єднання кремнію і їх властивості

з'єднання кремнію

Карбід кремнію (SiC) Сілани (Si n H 2n + 2) кремнефтористоводнева кислота (H 2) Кремнієві кислоти (SiO 2 · n H 2 О) Оксид кремнію (II) (SiO) Оксид кремнію (IV) (SiO 2) Польові шпати Силікагель ( n SiO2 · m H 2 O) Силіконова олія Силікони (n) Силіцид ванадію (V 3 Si) Силіцид ренію (ReSi) Силіцид молібдену (MoSi 2) Силікат сурми (Si 3 Sb 4) Силіцид вісмуту (Si 3 Bi 4) Силіцид полонію (SiPo 2) силіцид кальцію (CaSi 2) силіцид марганцю (Mg 2 Si) трихлорсилану (SiHCl 3) Хлорид кремнію (IV) (SiCl 4) Хлориди кремнію Нітрид кремнію (Si 3 N 4) Тетраіодід кремнію (SiI 4) Тетрабромід кремнію (SiBr 4) Сульфід кремнію (SiS 2) Муассаніт

За хімічними властивостями кремній є неметаллом. Оскільки на зовнішньому енергетичному рівні знаходиться 4 електрона, то для кремнію характерна ступінь окислення як -4, так і +4. Хімічно кремній мало актівен.Прі кімнатній температурі реагує тільки з газоподібним фтором, при цьому утворюється летючий тетрафторид кремнію:

Si + 2F 2 = SiF 4

При нагріванні подрібнений кремній реагує з киснем з утворенням оксиду кремнію (IV):

Si + O 2 = SiO 2

Кислоти (крім суміші фтороводородной і азотної) на кремній не діють. Однак він розчиняється в лугах, утворюючи силікат і водень.

Si + 2 NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2

У з'єднаннях кремній схильний проявляти ступінь окислення +4 або -4, так як для атома кремнію більш характерно стан sp 3-гібридизації орбіталей. Тому у всіх з'єднаннях, крім оксиду кремнію (II) SiO, кремній четирехвалентен.

Хімічно кремній малоактивний. При кімнатній температурі реагує тільки з газоподібним фтором, при цьому утворюється летучійтетрафторід кремнію SiF 4. При нагріванні до температури 400-500 ° C кремній реагує з киснем з утворенням діоксиду SiO 2, з хлором, бромом і йодом - з утворенням відповідних легко летючих тетрагалогеніди SiHalogen 4.

З воднем кремній безпосередньо не реагує, сполуки кремнію з воднем - силани із загальною формулою Si n H 2n + 2 - отримують непрямим шляхом. Моносилан SiH 4 (його часто називають просто сіланом) виділяється при взаємодії силіцидів металів з розчинами кислот, наприклад:

Ca 2 Si + 4HCl → 2CaCl 2 + SiH 4.

Утворений в цій реакції силан SiH 4 містить домішка та інших силанов, зокрема, дисилан Si 2 H 6 і трісілана Si 3 H 8, в яких є ланцюжок з атомів кремнію, пов'язаних між собою одинарними зв'язками (-Si-Si-Si-) .

З азотом кремній при температурі близько 1000 ° C утворює нітрид Si 3 N 4, з бором - термічно і хімічно стійкі бориди SiB 3, SiB 6 і SiB 12. З'єднання кремнію і його найближчого аналога по таблиці Менделєєва - вуглецю - карбід кремніяSiC (карборунд) характеризується високою твердістю і низькою хімічною активністю. Карборунд широко використовується як абразивний матеріал.

При нагріванні кремнію з металами виникають силіциди. Силіциди можна поділити на дві групи: іонно-ковалентні (силіциди лужних, лужноземельних металів і магнію типу Ca 2 Si, Mg 2 Si і ін.) І металлоподобниє (силіциди перехідних металів). Силіциди активних металів розкладаються під дією кислот, силіциди перехідних металів хімічно стійки і під дією кислот не розкладаються. Металлоподобниє силіциди мають високі температури плавлення (до 2000 ° C). Найбільш часто утворюються металлоподобниє силіциди складів MeSi, Me 3 Si 2, Me 2 Si 3, Me 5 Si 3 і MeSi 2. Металлоподобниє силіциди хімічно інертні, стійкі до дії кисню навіть при високих температурах.

При відновленні SiO 2 кремнієм при високих температурах утворюється оксид кремнію (II) SiO.

Для кремнію характерне утворення кремнійорганічних сполук, в яких атоми кремнію з'єднані в довгі ланцюжки за рахунок мостікових атомів кисню -О-, а до кожного атому кремнію, крім двох атомів О, приєднані ще два органічних радикала R 1 і R 2 = CH 3, C 2 H 5, C 6 H 5, CH 2 CH 2 CF 3 і ін.

4. Si + 2HNO 3 = SiO 2 + NO + NO 2 + H 2 O

5. SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O

6. 3SiF 4 + 3H 2 O = 2H 2 SiF 6 + ↓ H 2 SiO 3

3. Si + 2KOH + H 2 O = K 2 SiO 3 + 2H 2

4. K 2 SiO 3 + 2H 2 O↔H 2 SiO 3 + 2KOH

представляє матеріал про найбільш стійкому природному з'єднанні кремнію - оксиді кремнію (IV). Це кремнезем, кварц, прозорі кристали кварцу - гірський кришталь, дрібнокристалічна різновид кварцу - яшма, дрібні зерна кварцу - пісок (всі зразки представлені на виставці і демонструються). Надзвичайно поширені в природі також силікати.

наприклад:

Каолініт є головною складовою частиною білої глини.

З штучних силікатів найбільше значення мають кераміка, скло і цемент. Познайомимося з виробництвом деяких з матеріалів, що випускаються силікатної промисловістю, докладніше.

Кремній - біогенний елемент

В організмі людини вміст кремнію становить 7-10 м, він міститься в крові, в м'язах, в імунокомпетентних органах - вилочкової залозі і надниркових. Кремній - основний структурний елемент в організмі людини, якщо кальцій є елементом жорстких кісткових структур опорно-рухового апарату, то кремній - елемент гнучких структур, він необхідний для утворення і розвитку сполучної тканини, яка широко представлена в нашому організмі - кістки, суглоби, хрящі, сухожилля, кришталик ока, судини, а також шкіра, слизові оболонки, волосся і нігті. Сполучна тканина має властивість, що відрізняє її від інших тканин організму - здатність до регенерації (відновленню). Високий вміст кремнію в сполучній тканині пов'язано з його присутністю в складі білкових комплексів, що утворюють остов тканин і надають їм міцність і пружність. Кремній бере участь в хімічних реакціях, що скріплюють окремі волокна колагену і еластину, профилактирует утворення зморшок, нормалізує гідратацію шкіри, зміцнює волосся і нігті. З'єднання кремнію є необхідними активаторами процесів регенерації сполучної тканини в організмі людини, вони прискорюють обмінні процеси в організмі, надають стимулюючу дію на ріст клітин шкіри, вироблення колагену, еластину і кератину. Відома здатність кремнію структурувати воду і рідини організму, він знижує поверхневий натяг води, роблячи її більш біологічно засвоюваній, таким чином кремній сприяє гідратації клітин і тканин. Виявлено, що у дітей насиченість тканин організму рідиною вище, ніж у літніх людей, тому кремній відіграє чималу роль в запобіганні процесів старіння організму. Будучи структурним антиоксидантом, кремній блокує процеси перекисного окислення ліпідів, що позитивно позначається на посиленні захисної функції шкіри і підвищення стійкості волосся і нігтів до окислювального дії вільних радикалів. Оскільки біологічний вік людини визначається саме швидкістю обмінних процесів, то недолік кремнію в організмі є однією з причин старіння.

Наукові дослідження довели, що кремній бере участь у метаболізмі понад 70 мікроелементів (кальцію, магнію, фтору, натрію, сірки, алюмінію, цинку, молібдену, марганцю, кобальту та багатьох інших), вони не засвоюються, якщо в організмі не вистачає кремнію. Дефіцит кремнію в організмі тягне за собою мікроелементози, розлади функцій багатьох систем організму і порушення обміну речовин. Порушення кремнієвого обміну веде до анемії, остеопорозу, випадання волосся, хвороб суглобів, туберкульозу, діабету, бешихових запалень шкіри, жовчно-та сечокам'яній хворобі

Давно відома унікальна здатність кремнію очищати живі організми, його органічні сполуки можуть утворювати у водному середовищі організму біоелектричними заряджені системи, які «приклеюють» до себе віруси грипу, гепатиту, герпесу, хвороботворні мікроорганізми, грибки і дезактивує їх. Відомо, що дефіцит кремнію завжди супроводжується дисбактеріозом, найбільш частим проявом якого є кандидози, які проявляються у вигляді виразкового ураження слизової оболонки порожнини рота, носа, верхніх дихальних шляхів, травного тракту і сечостатевої системи. Колоїди кремнію утворюють з кандидами та їх токсинами комплексні сполуки і виводять їх з організму. Нормальна флора кишечника, до якої відносяться біфідо-і лактобактерії, не має властивість з'єднуватися з колоїдними системами кремнію і залишається в кишечнику, що дуже важливо для нормального функціонування

травного тракту. Не можна не згадати про значення кремнію для імунної системи: клітини крові, які відповідають за захисні функції організму (моноцити, лімфоцити) і виробляють захисні антитіла, - є представниками сполучної тканини. Саме тому при дефіциті кремнію знижується імунітет і виникають різні захворювання, які носять затяжний характер, найчастіше це гнійні процеси - фурункульоз, абсцеси, гайморити, отити, тонзиліти, довгостроково незагойні рани і свищі. Вже доведено, що багато важкі хвороби (рак, туберкульоз, проказа, катаракта, гепатит, дизентерія, ревматизм, артрити) пов'язані або з нестачею кремнію в тканинах, або з порушенням його обміну. Кремній має протизапальну та імуностимулюючу дію при респіраторних інфекціях і хронічному бронхіті, знижує алергічну реакцію при бронхіальній астмі. Вчені давно звернули увагу на той факт, що в областях, де грунти багаті кремнієм, вкрай рідко зустрічаються онкологічні захворювання.

Ми отримуємо кремній з водою, рослинною і тваринною їжею, добова потреба в кремнії складає 20-30 мг, особливо потребують кремнії вагітні жінки, матері-годувальниці і діти. У дитячому організмі активно формуються органи і системи і потреба в сполучному елементі значно вище, ніж у дорослої людини. При дефіциті кремнію в дитячому організмі розвивається рахіт, руйнуються зуби і прогресує карієс, діти відстають у фізичному та інтелектуальному розвитку. У дорослих до карієсу приєднується випадання волосся, крихкість і ламкість нігтів. З віком надходження в організм кремнію зменшується, його місце в кістках займає кальцій, тому кістки втрачають пружність, тверднуть, стають крихкими, виникає остеопороз. Приблизно таким же чином в організмі розвивається остеохондроз: міжхребцеві хрящі наповнюються кальцієм, втрачають свою еластичність, стоншуються, погіршується їх рухливість. При зменшенні кількості кремнію в організмі кальцій не засвоюється кістковою тканиною, у вигляді він солей відкладається в суглобах, а у вигляді піску і каменів - в жовчному міхурі і нирках, провокуючи виникнення подагричного синдрому. В процесі старіння значно зростає небезпека переломів, доведено, що в місці перелому йде потужне накопичення кремнію і його кількість збільшується в 50 разів у порівнянні зі здоровими ділянками кістки. Організм посилає його в проблемне місце «на допомогу» для якнайшвидшого формування нової кісткової тканини. Надходження в організм кремнію сприяє фіксації кальцію в кістках, покращує еластичність і тонус м'язів, зміцнює зв'язки і хрящову тканину суглобів. Відомо, що про вік людини можна судити за станом його судин. У 1957 році французькі вчені описали факти, які підтверджують, що при атеросклерозі спостерігається дуже низький вміст кремнію в стінках судин. При дефіциті кремнію його заміщає кальцій, тому зменшується еластичність судин і одночасно з цим зростає проникність їх стінок, через що утворилися дефекти з тканин в кров проникає холестерин і осідає на стінках судин, утворюючи холестеринові бляшки. Цей процес призводить до звуження судин і викликає стенокардію, інфаркт, аритмію, інсульт, гіпертонію, психічні порушення, погіршення пам'яті і т.д. При дефіциті кремнію страждає еластичність і венозних судин, вени розтягуються і змінюють своє становище, з'являється варикозна хвороба нижніх кінцівок. Достатня кількість кремнію в добовому раціоні здатне відновити внутрішню оболонку судин, повернути їм еластичність, поліпшити венозну циркуляцію і допоможе знизити холестерин низької щільності. Кремній є універсальним і абсолютно безпечним стимулятором вироблення енергії в організмі при його надходженні в клітинах організму

відбувається активний синтез аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ) - молекули, що забезпечує енергією всі біохімічні процеси, що протікають в клітинах.

біологічна роль

Для деяких організмів кремній є важливим біогенним елементом. Він входить до складу опорних утворень у рослин і скелетних - у тварин. У великих кількостях кремній концентрують морські організми - діатомові водорості, радіолярії, губки. Великі кількості кремнію концентрують хвощі і злаки, в першу чергу - підродини Бамбук і Рісовідних, в тому числі - рис посівний. М'язова тканина людини містить (1-2) × 10 -2% кремнію, кісткова тканина - 17 × 10 -4%, кров - 3,9 мг / л. З їжею в організм людини щодня надходить до 1 г кремнію.

З'єднання кремнію відносно нетоксичні. Але дуже небезпечно вдихання високодисперсних частинок як силікатів, так і діоксиду кремнію, що утворюються, наприклад, при вибухових роботах, при долбленії порід в шахтах, при роботі піскоструминних апаратів і т. Д. Мікрочастинки SiO 2, що потрапили в легені, кристалізуються в них, а виникають кристалики руйнують легеневу тканину і викликають важку хворобу - силікоз. Щоб не допустити потрапляння в легені небезпечного пилу, слід використовувати для захисту органів дихання респіратор.

силікатна промисловість

Гжель - один з традиційних російських центрів виробництва кераміки. Це великий район, що складається з 27 сіл, об'єднаних в "Гжельский кущ", розташований приблизно в 60 кілометрах від Москви по залізничній лінії Москва - Муром - Казань.Сейчас це Раменский район Московської області (показується на карті Московської області).

З давніх-давен Гжель славилася своїми глинами. Великий російський вчений М. В. Ломоносов, гідно оцінивши гжельские глини, написав про них настільки піднесені слова: "Чи є земля найчистіша і без прімешенія де на світлі, кою хіміки у нас називають гжельский, якої ніде не бачив я белізноюпревосходнее" .До середини XVIII століття Гжель робила звичайну для того часу гончарний посуд, виготовляла цегла, гончарні труби, а також примітивні дитячі іграшки.

Друга половина XVIII століття - полуфаянс, отриманий як проміжний матеріал в пошуках рецепта порцеляни, розписаний синьою смальтою по сірому, товстому, пористій черепку. Розпис на квасник, глечиках, тарілках носила графічний характер і мала вигляд розфарбованого контурного малюнка.

Початок XIX століття - епоха порцеляни. Фарфор приватних заводів Гжели відзначався великою яскравістю, поєднанням контрастних фарб різноманітних форм побутових предметів.

У 1972 році був створений сучасний Гжельский стиль продукції з використанням синьою кобальтової фарби.

Струнка художня система прийомів гжельского листи закріплювалася в індивідуальних почерках, своєрідних манерах виконавців. Використовуючи в творчості один і той же набір мальовничих елементів, кожен художник створював свій індивідуальний сюжет розпису: букет або окремий квітка, тваринний або рослинний світ, зображення людей.

Важлива особливість в гжельской розпису синьо - білого фарфору - мальовниче початок. Велике значення надається руху кисті, здатної створювати безліч найтонших градацій синього кольору: від гучного насиченого до розмитого блакитного. У поєднанні з білим фоном малюнок створює ажурний візерунок на поверхні виробу: в центрі - яскраве, велике пляма - зображення квітки, а навколо легка розсип гілочок з листям і ягідками, завитків, вусиків.

Порцелянові вироби живописець розписує оксидом кобальту (II).

Зараз неможливо точно сказати, хто і коли винайшов скло. Відомо лише, що скло є одним з найдавніших винаходів людства. Так, намисто, знайдене на шиї мумії єгипетської цариці Хатшепсут, що складається з зеленувато - чорних скляних намистин, налічує 3400 років. Великими майстрами виробництва різних виробів зі скла були римські склороби. Вони робили глечики для води, масла і вина, чаші і кубки, вази, слізниць - крихітні флакончики для парфумів. Великий внесок у розвиток художнього виробництва скла в Росії був внесений Ломоносовим. У створеній ним в 1748

році хімічної лабораторії було проведено близько 4000 дослідів з варіння кольорового скла, для яких Ломоносов "не тільки рецепти складав, але і матеріали ... своїми руками здебільшого розвішував і в піч ставив ..." На основі рецептів, розроблених Ломоносовим, скляний завод в Усть Рудиці в 1753 році почав виготовляти різнобарвне прозоре скло для вичинки бісеру, посуду та інших галантерейних виробів і непрозоре для мозайки. З такого скла Ломоносов виконав кілька музичних картин, серед яких "Полтавська баталія", що отримала найбільшу популярність і збереглася до наших днів.

Склад звичайного віконного скла виражається формулою Na 2 O * CaO * 6SiO 2

Cирьyoм для виробництва звичайного скла служать кварцовий пісок, сода і вапняк. Ці речовини ретельно перемішують і піддають сильному нагріванню. Хімізм процесу можна представити так: при сплаву утворюються силікати натрію і кальцію, які сплавляються потім кремнезему (в надлишку):

SiO 2 + Na 2 CO 3 = Na 2 SiO 3 + CO 2

SiO 2 + CaCO 3 = CaSiO 3 + CO 2

Na 2 SiO 3 + CaSiO 3 + 4SiO 2 = Na 2 O * CaO * 6SiO 2

Для отримання спеціального скла змінюють склад вихідної суміші. Замінюючи соду Na 2 CO 3 поташом K 2 CO 3, отримують тугоплавкое скло (для хімічного посуду). Замінюючи крейда CaCO 3 оксидом свинцю (II) PbO, а соду поташом, отримують кришталеве скло. Воно досить м'яке і плавках, але вельми важке, відрізняється сильним блиском і високим коефіцієнтом світлопереломлювання, розкладаючи світлові промені на всі кольори веселки і викликаючи гру світла.

Включення оксиду бору замість лужних складових надає цьому склу властивості тугоплавкости.

Звичайна скляна маса після охолодження має жовтувато - зелений або блакитно - зелений відтінок. Склу можна надати забарвлення, якщо до складу шихти провести включення тих чи інших оксидів металів. Залізисті з'єднання фарбують скло в кольори - від блакитно - зелених і жовтих до червоно - бурих, оксид марганцю (IV) - від жовтих і коричневих до фіолетових, оксид хрому (III) в трав'янисто - зелений, оксид кобальту (II) - в синій, оксид нікелю (II) - від фіолетового до сіро - коричневого, сульфід натрію - в жовтий, оксид міді (II) - в червоний.

У житті людини скло придбало величезне значення. Воно видно всюди, воно на кожному кроці - в повсякденності нашого побуту, в промисловості, в техніці, в науці, в творах мистецтв. Віконне, пляшкове, лампове, дзеркальне, скло домашньої і лабораторного посуду, скло оптичне (від стекол очок до складних Анастигмат фотокамер), лінзи нескінченних оптичних приладів - від мікроскопів до телескопів. Важко перелічити всі області застосування скла і неможливо порахувати різні предмети, зроблені з нього. Цей матеріал, завдяки унікальним властивостям, радує і, ймовірно, чару, завжди буде присутній в житті здатної цінувати його красу.

висновок

Отже, на сьогодні доведено, що кремній сприяє:

· Очищенню і зміцненню організму і ефективному засвоєнню поживних речовин, макро- і мікроелементів

· Підвищенню загального тонусу, збільшення енергетичних ресурсів організму, поліпшенню розумової діяльності, уповільнення процесів старіння

· Усунення порушень, викликаних шкідливою дією вільних радикалів, запобігання розвитку багатьох хронічних захворювань

Атоми кремнію становлять основу глини, піску і скель. Велика частина земної кори складається з неорганічних сполук кремнію (28 об.%). Можна сказати, що весь неорганічний світ пов'язаний з кремнієм. У природних умовах кремнієві мінерали також знаходяться в кальциту і крейді. Кремній є другим після кисню за обсягом запасів в земній корі елементом і становить близько третини всього її ваги. Кожен 6 атом в корі земної оболонки - атом кремнію. У морській воді кремнію міститься навіть більше ніж фосфору, такого необхідного для життя на Землі. У нашому організмі кремній міститься в щитовидній залозі, надниркових залозах, гіпофізі. Найвища концентрація його виявлена в волоссі і нігтях. Кремній також входить до складу колагену - основного білка сполучної тканини. Основна його роль - участь в хімічній реакції, що скріплюють окремі волокна колагену і еластину, надаючи сполучної тканини міцність і пружність. Брак кремнію в організмі призводить до: остеомаляції (розм'якшення кісток); захворювань очей, зубів, нігтів, шкіри і волосся; прискореної зношеності суглобових хрящів; бешихових запалень шкіри; камінню в печінці та нирках; дисбактериозам; атеросклерозу. Виявлена залежність між концентрацією кремнію в питній воді та серцево-судинними захворюваннями. Туберкульоз, діабет, проказа, гепатит, гіпертонія, катаракта, артрити, рак супроводжуються зниженням концентрації кремнію в тканинах і органах, якими порушеннями його обміну. Тим часом наш організм щодня втрачає кремній - в середньому на добу з їжею і водою ми споживаємо 3,5 мг кремнію, а втрачаємо близько 9 мг.

література

· Самсонов. Г. В. Силіциди і їх використання в техніці. Київ, Вид-во АН УРСР, 1959. 204 стр. З іл.

· Альошин Є. П., Альошин Н. Е. Рис. Москва, 1993. 504 стр. 100 рис.

«Вуглець і кремній» - Добре відшліфований алмаз - діамант. М'який графіт має шарувату будову. Оксид кремнію (IV). Дзеркальний вуглець має шарувату будову. Хімічні властивості. Вуглець. Графіт. Методи отримання: лабораторні та промислові. Скло. Одне з найбільш м'яких серед твердих речовин. Більше 99% вуглецю в атмосфері міститься у вигляді вуглекислого газу.

«Кремній» - Взаємодія з металами. Загальна характеристика кремнію за положенням у періодичній системі. Застосування. Продукція силікатної промисловості. Силікати - солі кремнієвої кислоти. Силіциди. У лабораторіях кремній отримують, відновлюючи оксид кремнію SiO2. Будова атома кремнію. До завершення зовнішнього рівня кремнію не вистачає 4 електронів.

«Урок Кремній» - Про прояві неметалевих і металевих властивостей. Виберіть правильні твердження: Оксиди, гідроксиди вуглецю і кремнію? Характер оксиду: а) основний, б) кислотний, в) амфотерний. Типи зв'язку і кристалічних решіток в простих речовинах. Силікатна промисловість. Експрес опитування. Цветик - Пятіцветік.

«З'єднання кремнію» - Кубічна гранецентрированная решітка. Яшма. Мінерали на основі SiO2. Агат. Кремній та його сполуки. Силікати і водень. Аметист. Отримання силікатів. Отримання кремнію в лабораторії. Застосування кремнію. Хімічні властивості SiO2. Природні силікати. Різновиди кварцу. Відкриття кремнію. Оксид кремнію.

«Ізотопи кремнію» - Виготовлення монокристаллической затравки. Розподіл концентрації ізотопів по довжині затравки. Перспективи застосування моноізотопному кремнію. Теплопровідність ізотопнообогащенного кремнію-28. Спектри комбінаційного розсіювання ізотопнообогащенного кремнію. Тигель. Залежність ширини забороненої зони кремнію від атомної маси.

«Кремній та його сполуки» - Кремній може бути, як окислювачем так і відновником. Кристалічна решітка кремнію нагадує структуру алмазу. Силікати На силікати припадає понад 1/4 маси всієї земної кори. Кераміка. Кремній був вперше відкритий в 1811 році Гей-Люссак і Тенаром. Сучасний посуд з кераміки. Розглянути природні сполуки кремнію.

Всього в темі 6 презентацій

Муніципальне загальноосвітній заклад

«Середня загальноосвітня школа № 6»

міста Мурома

Реферат по Хімії на тему:

«Кремній, його властивості та аллотропние зміни. Кремній - біогенний елемент »

Виконала учениця 8 В класу

Швецова Тетяна

Керівник Корнишова С.С.

введення 3

Історія відкриття кремнію 4

Кремній в природі і його промисловий видобуток 5

Кремній, його властивості та аллотропние видозміни 7

Способи отримання кремнію 10

З'єднання кремнію і їх властивості 11

Кремній - біогенний елемент 14

Силікатна промисловість 17

висновок 19

література 20

Вступ

Мета: вивчити властивості кремнію і природних його з'єднань, удосконалювати знання про будову атомів

· Визначити будову кремнію, значення кремнію і його сполук і їх практичне застосування.

· Виділити значення кремнію як біогенного елемента

· Визначити основні області силікатної промисловості

Історія відкриття кремнію

Знаходження в природі

Кремній в природі і його промисловий видобуток

· SiO 2 + 2Mg = 2MgO + Si,

Кремній, його властивості та аллотропние видозміни

Кристалічний кремній-це речовина темно-сірого кольору зі сталевим блиском. Структура кремнію аналогічна структурі алмазу: кристалічна решітка кубічна гранецентрированная, але через більшої довжини зв'язку між атомами Si-Si в порівнянні з довжиною зв'язку C-C твердість кремнію значно менше, ніж алмазу. Кремній дуже крихкий, його щільність 2,33 г / см 3.

Як і вугілля, відноситься до тугоплавким речовин.

Кристалічна структура кремнію.

Хімічні властивості

1. Si + 2HNO 3 = SiO 2 + NO + NO 2 + H 2 O

2. SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O

3. 3SiF 4 + 3H 2 O = 2H 2 SiF 6 + ↓ H 2 SiO 3

1. Si + 2KOH + H 2 O = K 2 SiO 3 + 2H 2

2. K 2 SiO 3 + 2H 2 O↔H 2 SiO 3 + 2KOH

Фізичні властивості

Кристалічна решітка кремнію кубічна гранецентрированная типу алмаза, параметр а = 0,54307 нм (при високому тиску отримані й інші поліморфні модифікації кремнію), але через більшої довжини зв'язку між атомами Si-Si в порівнянні з довжиною зв'язку С-С твердість кремнію значно менше, ніж алмазу. Кремній крихкий, тільки при нагріванні вище 800 ° C він стає пластичним речовиною. Цікаво, що кремній прозорий до інфрачервоного випромінювання, починаючи з довжини хвилі 1.1 мікрометр. Власна концентрація носіїв заряду - 13,1 × 10 28 м -3

електрофізичні властивості

1. Діелектрична проникність: 12

2. Рухливість електронів: 1300-1450 см² / (в · c).

3. Рухливість дірок: 500 см² / (в · c).

4. Ширина забороненої зони 1,205-2,84 × 10 -4 · T

5. Тривалість життя електрона: 5 нс - 10 мс

6. Довжина вільного пробігу електрона: близько 0,1 см

7. Довжина вільного пробігу дірки: близько 0,02 - 0,06 см

Способи отримання кремнію

· SiO 2 + 2Mg = 2MgO + Si,

утворюється при цьому аморфний кремній має вигляд бурого порошку, щільність якого дорівнює 2,0 г / см³

Можлива подальша очистка кремнію від домішок.

Спосіб отримання кремнію в чистому вигляді розроблений Миколою Миколайовичем Бекетовим.

З'єднання кремнію і їх властивості

з'єднання кремнію

Si + 2F 2 = SiF 4

При нагріванні подрібнений кремній реагує з киснем з утворенням оксиду кремнію (IV):

Si + O 2 = SiO 2

Si + 2 NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2

Ca 2 Si + 4HCl → 2CaCl 2 + SiH 4.

При відновленні SiO 2 кремнієм при високих температурах утворюється оксид кремнію (II) SiO.

4. Si + 2HNO 3 = SiO 2 + NO + NO 2 + H 2 O

5. SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O

6. 3SiF 4 + 3H 2 O = 2H 2 SiF 6 + ↓ H 2 SiO 3

3. Si + 2KOH + H 2 O = K 2 SiO 3 + 2H 2

4. K 2 SiO 3 + 2H 2 O↔H 2 SiO 3 + 2KOH

наприклад:

Каолініт є головною складовою частиною білої глини.

Кремній - біогенний елемент

біологічна роль

силікатна промисловість

У 1972 році був створений сучасний Гжельский стиль продукції з використанням синьою кобальтової фарби.

Порцелянові вироби живописець розписує оксидом кобальту (II).

Склад звичайного віконного скла виражається формулою Na 2 O * CaO * 6SiO 2

SiO 2 + Na 2 CO 3 = Na 2 SiO 3 + CO 2

SiO 2 + CaCO 3 = CaSiO 3 + CO 2

Na 2 SiO 3 + CaSiO 3 + 4SiO 2 = Na 2 O * CaO * 6SiO 2

Включення оксиду бору замість лужних складових надає цьому склу властивості тугоплавкости.

висновок

Отже, на сьогодні доведено, що кремній сприяє:

· Очищенню і зміцненню організму і ефективному засвоєнню поживних речовин, макро- і мікроелементів

література

· Самсонов. Г. В. Силіциди і їх використання в техніці. Київ, Вид-во АН УРСР, 1959. 204 стр. З іл.

· Альошин Є. П., Альошин Н. Е. Рис. Москва, 1993. 504 стр. 100 рис.

Аллотропия (від грец. Αλλος - «інший», τροπος - «поворот, властивість») - існування двох і більше простих речовин одного і того ж хімічного елемента, різних за будовою і властивостями - так званих аллотропних модифікацій або форм.

Явище аллотропии обумовлено або різним складом молекул простого речовини (аллотропия складу), або способом розміщення атомів або молекул в кристалічній решітці (аллотропия форми).

2.1 Кристалічний кремній

Кристалічний кремній - це основна форма, в якій використовується кремній при виробництві фотоелектричних перетворювачів і твердотільних електронних приладів методами планарної технології. Активно розвивається використання кремнію у вигляді тонких плівок (епітаксійних шарів) кристалічної і аморфної структури на різних підкладках. Темно-сіра речовина з металевим блиском, велика твердість, крихкість, напівпровідник, інертний.

Залежно від призначення розрізняють:

1 Кремній електронного якості (т. Зв. «Електронний кремній») - найбільш якісний кремній з вмістом кремнію понад 99,999% за вагою, більш високими показниками за часом життя (понад 25 мкс), що використовується для виробництва твердотільних електронних приладів, мікросхем і т. п. Питомий електричний опір кремнію електронного якості може перебувати в інтервалі приблизно від 0,001 до 150 Ом · см, але при цьому величина опору повинна бути забезпечена виключно заданої домішкою т. е. потрапляння в кристал інших домішок, хоча б и і забезпечують заданий питомий електричний опір, як правило, неприпустимо. Основна маса кристалів кремнію електронного якості є т.зв. "Бездислокаційних кристалами", т. Е. Щільність дислокацій в них не перевищує 10 см -2, однак, в деяких випадках, для виготовлення електронних приладів також застосовуються злитки з двійникової або навіть полікристалічної структурою.

2 Кремній сонячної якості (т. Зв. «Сонячний кремній») - кремній з вмістом кремнію понад 99,99% за вагою, із середніми значеннями часу життя нерівноважних носіїв і питомого електроопору (до 25мкс і до 10 Ом.см), який використовується для виробництва фотоелектричних перетворювачів (сонячних батарей);

3 Технічний кремній - блоки кремнію полікристалічної структури, отриманого методом карботермічним відновлення з чистого кварцового піску; містить 98% кремнію, основна домішка - вуглець, відрізняється високим вмістом легуючих елементів - бору, фосфору, алюмінію; в основному використовується для отримання полікристалічного

кремнію; в 2006-2009 рр. в зв'язку з дефіцитом кремнієвого сировини сонячного якості робилися спроби використання цього матеріалу для виробництва кристалічного кремнію сонячної якості: для цього проводилася доочищення технічного кремнію шляхом дроблення по межкристаллитного кордонів і підбурювання домішок, концентруються на кордонах, потім проводилася перекристалізація одним з вищезазначених способів).

Залежно від способу перекристалізації розрізняють:

- кремній монокристалічний - циліндричні злитки кремнію моно- і полікристалічний структури з діаметром до 400 мм, отримані методом Чохральського. У монокремній кристалічна структура однорідна, без кордонів зерен (що помітно навіть за зовнішнім виглядом). Впорядковане розташування атомів кремнію в монокристаллической решітці кремнію створює чітку зонну структуру. Кожен атом кремнію має 4 електрона на зовнішній оболонці. Електрони сусідніх атомів утворюють пари, що належать обом атомам одночасно, таким чином, кожен атом має 4 зв'язки з сусідніми атомами.

Поведінка монокристалічного кремнію добре передбачувано, однак, через низьку швидкості росту і складності процесу виробництва він є найдорожчим видом кремнію. Монокристалічний кремній є основою сучасної електронної техніки. До нього пред'являються надзвичайно високі вимоги по чистоті і досконалості структури. Концентрації електрично активних легуючих домішок зазвичай знаходяться в межах 10 13 -10 18 см³, електрично активних фонових домішок - менше 10 15 см³, а електрично неактивних домішок - менше 10 18 -10 19 см ³. Основними типами структурних дефектів є так звані мікродефекти. Як правило, вони представляють собою дрібні дислокаційні петлі або кластери власних і домішкових точкових дефектів.

- кремній монокристалічний бестігельной - циліндричні злитки кремнію монокристалічних структури з діаметром до 150 мм, отримані методом бестигельной зонного плавлення;

- мультікремній - прямокутні блоки кремнію полікристалічної структури з розмірами до 1000х1000х600мм, отримані методом спрямованої кристалізації в контейнері. Займає проміжне положення між полі- і мнокрісталліческім кремнієм за розміром і кількістю кристалів. Виростити мультикристалів кремнію набагато простіше, ніж монокристали, тому їх вартість нижче. Однак, якість мультикристалів в порівнянні з монокристалом також нижче через наявність безлічі кордонів зерен монокристалів, з яких складається мультикристалів. Межі зерен створюють додаткові дефектні рівні в забороненій зоні напівпровідника, будучи локальними центрами з високою швидкістю рекомбінації, що призводить до зменшення загального

часу життя неосновних носіїв. Крім того кордону зерен зменшують продуктивність перешкоджаючи току носіїв і створюючи шунтуючі шляху для струму, поточного через p-n перехід.

Щоб уникнути занадто великих рекомбінаційних втрат на кордонах зерен, розмір зерен повинен бути як мінімум кілька міліметрів. Ця умова також означає, що розміри одного зерна будуть більше, ніж товщина сонячного елемента, що зменшить опір току носіїв і загальну протяжність прикордонних областей в сонячному елементі. Такий мультікрісталлічнескій кремній широко використовується в комерційних сонячних елементах.

- полікремній є Високочистий кремній з вмістом домішок менш 0,0001%, що складається з великого числа невеликих кристалічних зерен, орієнтованих один щодо одного хаотично.

По суті, технічний кремній теж є полікристалічним, однак, щоб уникнути плутанини, поняття «полікристалічний кремній» застосовується тільки до особливо чистому полупроводниковому кремнію. Полікремній - найбільш чиста форма промислово виробленого кремнію і основний матеріал для мікроелектроніки і сонячної енергетики - напівфабрикат, одержуваний очищенням технічного кремнію хлоридними методами і використовується для виробництва моно- та мультикристалічних кремнію.

В даний час розрізняють полікремній «електронного» (напівпровідникового) якості (вмістом домішок менше 1 х 10 -10%) і полікремній «сонячного» якості (вмістом домішок менше 1 х 10 -5%). Велика частина полікристалічного кремнію в світі виробляється в формі циліндричних стрижнів сірого кольору з шорсткою дендритних поверхнею. У центрі стержня знаходиться «запал» з моно- або полікремнію круглого або квадратного перетину діаметром (стороною) 8-10 мм. Від «затравки» перпендикулярно до твірної проростають щільноупакована кристалітів у вигляді коротких голок, з перетином менше 1 мм.

Полікремній є сировиною для виробництва більш досконалих видів кремнію - мультикристалічних кремнію (мультікремнія) і монокристалічного кремнію (монокремнію), а також в деяких сферах застосування може використовуватися в чистому вигляді.

-. кремнієвий скрап - обрізки, уламки та інші чисті відходи виробництва кремнію описаними вище методами без слідів окислення, вплавлений частин тигля або футеровки - в свою чергу може бути розділений на підгрупи в залежності від походження-використовується в якості оборотного сировини при виробництві кристалічного кремнію;

-. umg-скрап - металургійні очищений технічний кремній - це технічний кремній підданий доочищення шляхом взаємодії кремнієвого розплаву з іншими речовинами (для екстракції домішок або переведення їх в нерозчинну або газоподібну фазу і т.п.) і після

дующей спрямованої кристалізації і подальшим видаленням зони концентрування забруднень;

-. рot-скрап - осколки, обрізки та інші відходи виробництва кристалічного кремнію описаними вище способами із залишками тиглів або футеровки, слідами окислення, шлака- як правило це також та галузь, куди при кристалізації відсував домішки-найбільш брудний кремній- в свою чергу може бути розділений на підгрупи в залежності від походження-після очищення від вкраплень сторонніх речовин може використовуватися як добавка до оборотного сировини при отриманні марок кремнію зі зниженими вимогами до якості.

Кремній монокристалічний бестігельной проводиться тільки електронного якості. Мультікремній проводиться тільки сонячної якості. Монокристалічний кремній, труби і стрічки одержувані методом Чохральського можуть бути як електронного, так і сонячного якості.