Кремний

Si

Общие сведения

Кремний (Si) – малоактивный неметалл 3-го периода таблицы Менделеева. Второй по распространенности после кислорода элемент на планете, среднее содержание в земной коре (кларк) – 28 %. Кремний был выделен в начале XIX в. Гей-Люссаком и Тенаром.

Физико-химические свойства

Кристаллическая решетка кремния – кубическая гранецентрированная типа алмаза, но из-за большей длины связи между атомами Si–Si по сравнению с длиной связи С–С твердость кремния значительно меньше, чем алмаза. Кремний хрупок. При нагревании выше 800 °C он становится пластичным веществом.

В соединениях кремний склонен проявлять степень окисления +4 или −4, так как для атома кремния более характерно состояние sp³-гибридизации орбиталей. Поэтому во всех соединениях, кроме оксида кремния (II) SiO, кремний четырехвалентен.

Химически кремний малоактивен. Для кремния характерно образование кремнийорганических соединений, в которых атомы кремния соединены в длинные цепочки за счет мостиковых атомов кислорода —О—, а к каждому атому кремния, кроме двух атомов О, присоединены еще два органических радикала R₁ и R₂ = CH₃, C₂H₅, C₆H₅, C₂CH₂CF₃ и др.

Метаболизм

Кремний в природе присутствует в виде нерастворимых силикатов и кремнезема. Но в очень низких концентрациях при pH < 9 кремний частично переходит в слаборастворимую ортокремниевую кислоту, которая усваивается в кишечнике. Биодоступность кремния колеблется в пределах 40–50 %. Перемещается в крови в свободном виде. Выводится через почки. Общее содержание кремния в организме человека – около 0,00047 %.

Источники

Не менее четверти диетарного кремния поступает в организм с водой.

Таблица. Содержание кремния в основных продуктах питания

Продукт	Количество кремния, мг/100 г
Сухофрукты	6–17
Хлеб, мучные изделия	0,3–7
Рис	0,9–4
Овощи	0,1–8
Мясо, молоко	менее 1

Функции в организме

Кремний входит в качестве структурного компонента в состав гликозаминогликанов и необходим для синтеза коллагена. Таким образом, кремний обеспечивает прочность и эластичность эпителиальной и соединительной ткани.

Нормы потребления

Рекомендуемый уровень потребления для детей не установлен.
Рекомендуемый уровень потребления для взрослых – 30 мг/сутки.

Симптомы недостаточности

Теоретически при недостатке кремния могут наблюдаться:

снижение иммунитета,
плохое заживление ран,
ухудшение аппетита,
кожный зуд,
уменьшение эластичности тканей,
снижение тургора кожи,
повышение проницаемости сосудов.

Показания к применению

Люди не могут попасть в условия, когда может возникнуть клинический дефицит кремния.

Безопасность (переносимость различных форм, симптомы гипервитаминоза)

Кремний при пероральном приеме безопасен.

Пыль диоксида кремния при ингаляции вызывает силикоз легких.