Lenntech Waterbehandeling en luchtbehandeling Lenntech Waterbehandeling en luchtbehandeling

Silicium - Si

Chemische eigenschappen van Silicium - Gezondheidseffecten van Silicium - Milieu-effecten van Silicium

Atoomnummer 14 Silicium - Si

Atoommassa 28,0855 g.mol -1
Elektronegativiteit volgens Pauling 1,8
Dichtheid 2,33 g.cm -3 bij 20 °C
Smeltpunt 1410 °C
Kookpunt 2355 °C
Vanderwaalstraal 0,132 nm
Ionstraal 0,271 (-4) nm 0,041 (+4)
Isotopen 3
Elektronen Schil [Ne] 3s23p2
Energie eerste ionisatie 786,3 kJ.mol -1
Energie tweede ionisatie 1576,5 kJ.mol -1
Energie derde ionisatie 3228,3 kJ.mol -1
Energie vierde ionisatie 4354,4 kJ.mol -1
Ontdekt door: Jons Berzelius in 1823

Silicium

Silicium is het meest voorkomende elektronpositieve element is de aardkorst. Het is een metalloïde dat erg broos is. Het is meestal vierwaardig als stof, hoewel het ook tweewaardig kan zijn. Silicium is puur elektronpositief in zijn chemisch gedrag. We kennen ook penta- en hexasiliciumverbindingen.

Silicium dioxide (SiO2), de meest voorkomende siliciumverbinding, is de meest voorkomende verbinding in de aardkorst. Meestal is het aanwezig als gewoon zand, maar het kan ook de vorm aannemen van kwarts, rotskristal, amethyst, agaat, flint, jasper en opaal. Silicium dioxide wordt veel gebruikt tijdens de fabricage van glas en stenen. Silicagel, een colloïde vorm van silicium dioxide, kan makkelijk vocht absorberen en wordt daarom gebruikt als droogmiddel.

Silicium vormt nog meer bruikbare verbindingen. Silicium cabide (SiC) is bijna zo vast als diamant en wordt gebruikt als schuurmiddel. Natrium silicaat (Na2SiO3), ook wel waterglas genoemd, wordt gebruikt voor de productie van zeep, als kleefmiddel en als eierconserveermiddel. Silicium tetrachloride (SiCl4) wordt gebruikt om rookschermen te maken. Silicium is ook een belangrijk ingrediënt van siliconen, een materiaal dat wordt gebruikt voor bijvoorbeeld smeerolie, schoonmaakmiddelen, isolatiematerialen en medische implantaten.
Elementair silicium en zijn verbindingen worden gebruikt als legeringen voor bescherming tegen aluminium, magnesium, koper en andere metalen. Silicium dat 98-99% puur is wordt gebruikt als grondstof voor de fabricage van silicium harsen, oliën en afdichters. Silicium chips worden gebruikt in geïntegreerde circuits. Photovoltaïsche cellen voor de directe omzetting van zonne-energie bevatten dunne stukken silicium kristallen van elektronische aard. Silicium dioxide wordt gebruikt als grondstof om elementaire silicium en silicium carbiden te produceren. Verder kan silicium worden gebruikt als coating en als onderdeel van speciale laboratoriumbrillen.

Natuurlijk silicium bevat 92,2% van isotoop 28, 4,7% van isotoop 29 en 3,1% van isotoop 30. Behalve deze natuurlijke isotopen bestaan er nog een aantal kunstmatige radioactieve isotopen. Elementair silicium heeft de fysische eigenschappen van metalloiden, net als germanium, daarom staat het ook in de vierde groep van het periodiek systeem. Silicium is een karakteristieke halfgeleider in zijn puurste vorm, hoewel de intensiteit van de halfgeleiding toeneemt door toevoeging van verontreinigingen. Silicium vertoont hetzelfde gedrag als metalen.

Silicium is bijna net zo elektronpositief als tin en veel positiever dan germanium of lood. Vanwege dit metaalachtige karakter vormt het tetrapositieve ionen en verschillende covalente verbindingen; het is slechts in enkele verbindingen negatief geladen.

Silicium vormt verscheidene hydriden, haliden (veel hiervan bevatten silicium-silicium verbindingen) en verbindingen met zuurstof, die ionische of covalente eigenschappen hebben.

Silicium heeft veel verschillende dioxide vormen en ontelbare variaties natuurlijke silicaten.

Silicium komt veel meer voor dan welk ander element ook, behalve zuurstof. 27,72% van de harde aardkorst bestaat uit silicium, terwijl zuurstof 46,6% van de lucht uitmaakt. De aardkorst bestaat voor 8,13% uit aluminium, het tweede meest voorkomende element na silicium.

Het is bekend dat silicium deeltjes verbindingen aan kunnen gaan met 64 van de 96 stabiele elementen van het periodiek systeem. Behalve de metallische siliciden die worden gebruikt in de metaalbewerkende industrie, vormt het belangrijke veelgebruikte verbindingen met waterstof, koolstof, halogenen, stikstof, zuurstof en zwavel. Ook zijn er veel bruikbare organosilicaten.

Gezondheidseffecten van Silicium

Elementair silicium is een inert materiaal, dat niet de eigenschap lijkt te hebben om fibrose in longweefsel te veroorzaken. Maar er zijn verwondingen aan de longblaasjes waargenomen bij proefdieren in het laboratorium, na injecties met silicium aerosolen. Silicium heeft bij mensen echter weinig effect op de longen en lijkt geen belangrijke orgaanziekten of toxische effecten te veroorzaken, wanneer de blootstelling onder een acceptabel niveau wordt gehouden. Gekristalliseerd silicium (silicium dioxide) is een groot risico voor de ademhaling. Maar tijdens de meeste productieprocessen wordt dit niet geproduceerd. LD50 (oraal) = 3160 mg/kg. (LD50 = letale dosis; dosis waarbij 50% van de proefdieren overlijden).

Gekristalliseerd silicium veroorzaakt huid- en oogirritaties bij direct contact. De ogen worden rood en de huid gaat jeuken. Inademing veroorzaakt irritatie van de longen en de slijmvliezen.

Longkanker kan worden veroorzaakt door blootstelling aan gekristalliseerd silicium op de werkvloer, met name kwarts en cristobaliet. Een dosis-effectrelatie is ontdekt tijdens studies op mijnwerkers, granietwerkers, pottenbakkers, bouwvakkers en andere werklieden.

Verscheidene epidemiologische studies hebben uitgewezen dat er een behoorlijk aantal doden zijn gevallen en dat immuunsystemen werden verstoord en auto-immuunziekten werden veroorzaakt bij blootstelling aan silica op de werkvloer. Ziektes als arthritis kwamen vaak voor.

Recente epidemiologische studies hebben uitgewezen dat gekristalliseerd silicium het immuunsysteem kan beschadigen en mycobacteriële infecties en schimmelinfecties kan veroorzaken bij werklieden.

Beroepsblootstelling via inademing aan gekristalliseerd silicium veroorzaakt bronchitis en long emphyseem. Sommige studies hebben onthuld dat de symptomen minder vaak voorkomen bij niet-rokers.

Milieueffecten van Silicium

Er zijn geen negatieve milieueffecten waargenomen.

Silicium en water


Klik hier om terug te keren naar het periodiek systeem der elementen

Over Lenntech

Lenntech BV
Distributieweg 3
2645 EG Delfgauw

tel: +31 152 755 703
fax: +31 152 616 289
e-mail: info@lenntech.com


Copyright © 1998-2018 Lenntech B.V. All rights reserved