диоксид кремния
Оксид кремния

диоксид кремния
Образец диоксида кремния
Имена
Название ИЮПАК
диоксид кремния
Другие имена
  • Кварц
  • Кремний
  • Оксид кремния
  • Оксид кремния(IV)
  • Кристаллический кремнезем
  • Чистый кремний
  • Силицея
  • Кварцевый песок
Идентификаторы
  • 7631-86-9 проверятьИ
ЧЭБИ
  • ЧЕБИ:30563 проверятьИ
ChemSpider
  • 22683 проверятьИ
Информационная карта ECHA100.028.678
Номер ЕС
  • 231-545-4
Номер EE551 (регуляторы кислотности, ...)
200274
КЕГГ
  • С16459 проверятьИ
МеШКремний+диоксид
CID PubChem
  • 24261
Номер RTECS
  • ВВ7565000
УНИИ
  • ETJ7Z6XBU4 проверятьИ
  • DTXSID1029677
  • InChI=1S/O2Si/c1-3-2 проверятьИ
    Ключ: VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N проверятьИ
Характеристики
SiO2​
Молярная масса60,08 г/моль
ПоявлениеПрозрачный или белый
Плотность2,648 (α-кварц), 2,196 (аморфный) г·см −3 [1]
Температура плавления1713 °C (3115 °F; 1986 K) (аморфный) [1] : 4,88 
Точка кипения2950 °C (5340 °F; 3220 K) [1]
−29,6·10 −6 см 3 /моль
Теплопроводность12 (|| c-ось), 6,8 (⊥ c-ось), 1,4 (am.) Вт/(м⋅К) [1] : 12,213 
Показатель преломления ( nD )
1,544 ( о ), 1,553 (д) [1] : 4,143 
Опасности
NFPA 704 (огненный алмаз)
Четырехцветный бриллиант NFPA 704Health 0: Exposure under fire conditions would offer no hazard beyond that of ordinary combustible material. E.g. sodium chlorideFlammability 0: Will not burn. E.g. waterInstability 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no code
0
0
0
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (допустимый)
TWA 20 млн. куб. футов (80 мг/м 3 /%SiO 2 ) (аморфный) [2]
ОТВ (рекомендуется)
TWA 6 мг/м 3 (аморфный) [2]
Ca TWA 0,05 мг/м 3 [3]
IDLH (Непосредственная опасность)
3000 мг/м 3 (аморфный) [2]
Ca [25 мг/м 3 (кристобалит, тридимит); 50 мг/м 3 (кварц)] [3]
Родственные соединения
Связанные дионы
Диоксид углерода
Диоксид германия
Диоксид олова
Диоксид свинца
Родственные соединения
Монооксид кремния
Дисульфид кремния
Термохимия
42 Дж·моль −1 ·К −1 [4]
−911 кДж·моль −1 [4]
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
☒Н проверить  ( что такое   ?)проверятьИ☒Н
Химическое соединение

Диоксид кремния , также известный как кремнезем , представляет собой оксид кремния с химической формулой SiO2 , обычно встречающийся в природе как кварц . [5] [6] Во многих частях мира кремнезем является основным компонентом песка . Кремнезем является одним из самых сложных и распространенных семейств материалов , существующим как соединение нескольких минералов и как синтетический продукт. Примерами являются плавленый кварц , пирогенный кремнезем , опал и аэрогели . Он используется в конструкционных материалах , микроэлектронике и в качестве компонентов в пищевой и фармацевтической промышленности. Все формы белые или бесцветные, хотя неочищенные образцы могут быть окрашены.

Диоксид кремния является распространенным основным компонентом стекла .

Структура

Структурный мотив, обнаруженный в α-кварце, но также обнаруженный почти во всех формах диоксида кремния.
Типичная субъединица для диоксида кремния низкого давления
Соотношение между показателем преломления и плотностью для некоторых форм SiO 2 [7]

В большинстве диоксидов кремния атом кремния показывает тетраэдрическую координацию с четырьмя атомами кислорода, окружающими центральный атом Si (см. 3-D Element Cell). Таким образом, SiO 2 образует трехмерные сетчатые твердые тела, в которых каждый атом кремния ковалентно связан тетраэдрическим образом с 4 атомами кислорода. [8] [9] Напротив, CO 2 является линейной молекулой. Резко различающиеся структуры диоксидов углерода и кремния являются проявлением правила двойной связи . [10]

На основе различий в кристаллической структуре диоксид кремния можно разделить на две категории: кристаллический и некристаллический (аморфный). В кристаллической форме это вещество встречается в природе в виде кварца , тридимита (высокотемпературная форма), кристобалита (высокотемпературная форма), стишовита (высокобарическая форма) и коэсита (высокобарическая форма). С другой стороны, аморфный кремнезем встречается в природе в виде опала и диатомовой земли . Кварцевое стекло является промежуточным состоянием между этими структурами. [11]

Все эти различные кристаллические формы всегда имеют одну и ту же локальную структуру вокруг Si и O. В α-кварце длина связи Si–O составляет 161 пм, тогда как в α-тридимите она находится в диапазоне 154–171 пм. Угол Si–O–Si также варьируется от низкого значения 140° в α-тридимите до 180° в β-тридимите. В α-кварце угол Si–O–Si составляет 144°. [12]

Полиморфизм

Альфа-кварц является наиболее стабильной формой твердого SiO2 при комнатной температуре. Высокотемпературные минералы, кристобалит и тридимит, имеют как более низкие плотности, так и показатели преломления, чем кварц. Превращение из α-кварца в бета-кварц происходит резко при 573 °C. Поскольку преобразование сопровождается значительным изменением объема, оно может легко вызвать растрескивание керамики или горных пород, проходящих через этот температурный предел. [13] Высокобарические минералы, сейфертит , стишовит и коэсит, однако, имеют более высокую плотность и показатели преломления, чем кварц. [14] Стишовит имеет рутилоподобную структуру, где кремний имеет 6-координату. Плотность стишовита составляет 4,287 г/см3 , что сопоставимо с α-кварцем, самой плотной из форм низкого давления, плотность которого составляет 2,648 г/ см3 . [15] Разницу в плотности можно объяснить увеличением координации, поскольку шесть самых коротких длин связей Si–O в стишовите (четыре длины связей Si–O по 176 пм и две другие по 181 пм) больше длины связи Si–O (161 пм) в α-кварце. [16] Изменение координации увеличивает ионность связи Si–O. [17]

Другой полиморф — фожазитовый кремнезем — получается путем деалюминирования низконатриевого, сверхстабильного цеолита Y с комбинированной кислотной и термической обработкой. Полученный продукт содержит более 99% кремнезема и имеет высокую кристалличность и удельную поверхность (более 800 м 2 /г). Фожазитовый кремнезем имеет очень высокую термическую и кислотную стабильность. Например, он сохраняет высокую степень дальнего молекулярного порядка или кристалличности даже после кипячения в концентрированной соляной кислоте . [18]

Расплавленный SiO2

Расплавленный кремнезем проявляет несколько особых физических характеристик, которые похожи на те, которые наблюдаются в жидкой воде : отрицательное температурное расширение, максимум плотности при температурах ~5000 °C и минимум теплоемкости. [19] Его плотность уменьшается с 2,08 г/см3 при 1950 °C до 2,03 г/см3 при 2200 °C. [20]

Молекулярный SiO2

Молекулярный SiO 2 имеет линейную структуру, как CO 2 . Он был получен путем объединения оксида кремния (SiO) с кислородом в матрице аргона . Димерный диоксид кремния, (SiO 2 ) 2 был получен путем реакции O 2 с изолированным в матрице димерным оксидом кремния, (Si 2 O 2 ). В димерном диоксиде кремния есть два атома кислорода, соединяющих атомы кремния с углом Si–O–Si 94° и длиной связи 164,6 пм, а конечная длина связи Si–O составляет 150,2 пм. Длина связи Si–O составляет 148,3 пм, что сопоставимо с длиной 161 пм в α-кварце. Энергия связи оценивается в 621,7 кДж/моль. [21]

Естественное явление

Геология

SiO 2 чаще всего встречается в природе в виде кварца , который составляет более 10% по массе земной коры. [22] Кварц является единственным полиморфом кремнезема, стабильным на поверхности Земли. Метастабильные проявления высоконапорных форм коэсита и стишовита были обнаружены вокруг ударных структур и связаны с эклогитами, образованными во время метаморфизма сверхвысокого давления . Высокотемпературные формы тридимита и кристобалита известны из вулканических пород, богатых кремнеземом . Во многих частях мира кремнезем является основным компонентом песка . [23]

Биология

Несмотря на то, что он плохо растворим, кремний встречается во многих растениях, таких как рис . Растительные материалы с высоким содержанием кремниевых фитолитов , по-видимому, важны для травоядных животных, от жующих насекомых до копытных . Кремний ускоряет износ зубов, и высокие уровни кремния в растениях, часто поедаемых травоядными, могли развиться как защитный механизм от хищников. [24] [25]

Кремний также является основным компонентом золы рисовой шелухи , которая используется, например, в фильтрации и в качестве дополнительного цементирующего материала (SCM) при производстве цемента и бетона . [26]

Силицификация в клетках и с помощью клеток является обычным явлением в биологическом мире и встречается у бактерий, простейших, растений и животных (беспозвоночных и позвоночных). [27]

Яркие примеры включают в себя:

Использует

Структурное использование

Около 95% коммерческого использования диоксида кремния (песка) приходится на строительную отрасль, например, на производство бетона ( портландцементный бетон ). [22]

Определенные месторождения кварцевого песка с желаемым размером и формой частиц, а также желаемым содержанием глины и других минералов были важны для литья металлических изделий в песчаные формы. [33] Высокая температура плавления кремния позволяет использовать его в таких областях, как литье чугуна; современное литье в песчаные формы иногда использует другие минералы по другим причинам.

Кристаллический кремний используется при гидравлическом разрыве пластов, содержащих плотную нефть и сланцевый газ . [34]

Предшественник стекла и кремния

Кремний является основным ингредиентом в производстве большинства стекол . Поскольку другие минералы плавятся с кремнием, принцип понижения точки замерзания снижает температуру плавления смеси и увеличивает текучесть. Температура стеклования чистого SiO 2 составляет около 1475 К. [35] Когда расплавленный диоксид кремния SiO 2 быстро охлаждается, он не кристаллизуется, а затвердевает как стекло. [36] Из-за этого большинство керамических глазурей имеют кремний в качестве основного ингредиента. [37]

Структурная геометрия кремния и кислорода в стекле похожа на геометрию в кварце и большинстве других кристаллических форм кремния и кислорода, при этом кремний окружен правильными тетраэдрами кислородных центров. Разница между стеклянной и кристаллической формами возникает из-за связности тетраэдрических единиц: хотя в стекловидной сетке нет дальнодействующей периодичности, упорядочение сохраняется в масштабах длины, значительно превышающих длину связи SiO. Одним из примеров такого упорядочения является предпочтение формировать кольца из 6-тетраэдров. [38]

Большинство оптических волокон для телекоммуникаций также изготавливаются из кремния. Это основное сырье для многих видов керамики, таких как фаянс , керамогранит и фарфор .

Диоксид кремния используется для получения элементарного кремния . Процесс включает карботермическое восстановление в электродуговой печи : [39]

SiO 2 + 2 С ⟶ Си + 2 СО {\displaystyle {\ce {SiO2 + 2 C -> Si + 2 CO}}}

Пирогенный диоксид кремния

Пигментированный кремнезем , также известный как пирогенный кремнезем , получают путем сжигания SiCl4 в богатом кислородом водородном пламени для получения «дыма» SiO2 . [ 15]

SiCl 4 + 2 ЧАС 2 + О 2 ⟶ SiO 2 + 4 HCl {\displaystyle {\ce {SiCl4 + 2 H2 + O2 -> SiO2 + 4 HCl}}}

Его также можно получить путем испарения кварцевого песка в электрической дуге при температуре 3000 °C. Оба процесса приводят к микроскопическим каплям аморфного кремнезема, сплавленным в разветвленные, цепочечные, трехмерные вторичные частицы, которые затем агломерируются в третичные частицы, белый порошок с чрезвычайно низкой насыпной плотностью (0,03-0,15 г/см3 ) и, следовательно, высокой площадью поверхности. [40] Частицы действуют как тиксотропный загуститель или как антислеживающий агент, и могут быть обработаны, чтобы сделать их гидрофильными или гидрофобными для применения в воде или органических жидкостях.

Произведенный пирогенный диоксид кремния с максимальной площадью поверхности 380 м 2 /г

Кремнеземная пыль — это ультратонкий порошок, собираемый как побочный продукт производства кремния и ферросилициевого сплава. Он состоит из аморфных (некристаллических) сферических частиц со средним диаметром частиц 150 нм, без разветвления пирогенного продукта. Основное применение — как пуццолановый материал для высокопроизводительного бетона. Наночастицы дымчатого кремнезема могут успешно использоваться в качестве антивозрастного агента в асфальтовых вяжущих. [41]

Пищевая, косметическая и фармацевтическая промышленность

Силика, коллоидная, осажденная или пирогенная, является распространенной добавкой в ​​производстве продуктов питания. Она используется в основном как текучий или противослеживающий агент в порошкообразных продуктах, таких как специи и немолочные сливки для кофе, или порошки, которые будут формироваться в фармацевтические таблетки. [40] Она может адсорбировать воду в гигроскопичных приложениях. Коллоидный кремний используется в качестве осветляющего агента для вина, пива и сока с номером E E551 . [22]

В косметике кремний полезен благодаря своим светорассеивающим свойствам [42] и естественной впитывающей способности. [43]

Диатомовая земля , добываемый продукт, используется в пищевых продуктах и ​​косметике на протяжении столетий. Она состоит из кремниевых оболочек микроскопических диатомовых водорослей ; в менее обработанной форме она продавалась как «зубной порошок». [44] [45] Произведенный или добытый гидратированный кремнезем используется в качестве твердого абразива в зубной пасте .

Полупроводники

Диоксид кремния широко применяется в полупроводниковой технике:

  • для первичной пассивации (непосредственно на поверхности полупроводника),
  • как оригинальный затворный диэлектрик в технологии МОП . Сегодня, когда масштабирование (размер длины затвора МОП-транзистора) достигло менее 10 нм, диоксид кремния был заменен другими диэлектрическими материалами, такими как оксид гафния или аналогичными с более высокой диэлектрической проницаемостью по сравнению с диоксидом кремния,
  • в качестве диэлектрической прослойки между металлическими (проводными) слоями (иногда до 8–10) соединительных элементов и
  • в качестве второго пассивирующего слоя (для защиты полупроводниковых элементов и слоев металлизации) сегодня обычно наносится вместе с другими диэлектриками, такими как нитрид кремния .

Поскольку диоксид кремния является естественным оксидом кремния, он более широко используется по сравнению с другими полупроводниками, такими как арсенид галлия или фосфид индия .

Диоксид кремния можно выращивать на поверхности кремниевого полупроводника . [46] Слои оксида кремния могут защищать поверхности кремния во время диффузионных процессов и могут использоваться для маскировки диффузии. [47] [48]

Пассивация поверхности — это процесс, при котором поверхность полупроводника становится инертной и не изменяет свойства полупроводника в результате взаимодействия с воздухом или другими материалами, контактирующими с поверхностью или краем кристалла. [49] [50] Образование термически выращенного слоя диоксида кремния значительно снижает концентрацию электронных состояний на поверхности кремния . [50] Пленки SiO 2 сохраняют электрические характеристики p–n-переходов и предотвращают ухудшение этих электрических характеристик под воздействием газообразной окружающей среды. [48] Слои оксида кремния могут использоваться для электрической стабилизации поверхностей кремния. [47] Процесс пассивации поверхности — важный метод изготовления полупроводниковых устройств , который включает покрытие кремниевой пластины изолирующим слоем оксида кремния, чтобы электричество могло надежно проникать в проводящий кремний под ним. Выращивание слоя диоксида кремния поверх кремниевой пластины позволяет преодолеть поверхностные состояния , которые в противном случае препятствуют достижению электричеством полупроводникового слоя. [49] [51]

Процесс пассивации поверхности кремния термическим окислением (диоксид кремния) имеет решающее значение для полупроводниковой промышленности . Он обычно используется для производства полевых транзисторов металл-оксид-полупроводник (МОП-транзисторы) и кремниевых интегральных микросхем (с планарным процессом ). [49] [51]

Другой

В качестве пеногасящего компонента используется гидрофобный диоксид кремния .

В качестве огнеупорного материала он полезен в виде волокна в качестве высокотемпературной теплозащитной ткани. [52]

Кремний используется при извлечении ДНК и РНК благодаря своей способности связываться с нуклеиновыми кислотами в присутствии хаотропов . [53]

Аэрогель из силиката использовался в космическом корабле Stardust для сбора внеземных частиц. [54]

Чистый кремний (диоксид кремния), охлажденный в виде плавленого кварца и превратившийся в стекло, не имеющее истинной температуры плавления, может использоваться в качестве стекловолокна для стеклопластика.

Производство

Диоксид кремния в основном добывают путем добычи, включая добычу песка и очистку кварца . Кварц подходит для многих целей, в то время как химическая обработка требуется для получения более чистого или иного более подходящего (например, более реактивного или мелкозернистого) продукта. [55] [56]

Осажденный кремнезем

Осажденный кремнезем или аморфный кремнезем получают путем подкисления растворов силиката натрия . Желатиновый осадок или силикагель сначала промывают, а затем обезвоживают для получения бесцветного микропористого кремнезема. [15] Идеализированное уравнение, включающее трисиликат и серную кислоту, выглядит следующим образом:

На 2 Си 3 О 7 + ЧАС 2 ТАК 4 ⟶ 3 SiO 2 + На 2 ТАК 4 + ЧАС 2 О {\displaystyle {\ce {Na2Si3O7 + H2SO4 -> 3 SiO2 + Na2SO4 + H2O}}}

Примерно один миллиард килограммов/год (1999) кремния было произведено таким образом, в основном для использования в полимерных композитах – шинах и подошвах обуви. [22]

На микрочипах

Тонкие пленки кремния растут спонтанно на кремниевых пластинах посредством термического окисления , образуя очень тонкий слой толщиной около 1 нм или 10 Å так называемого собственного оксида. [57] Более высокие температуры и альтернативные среды используются для выращивания хорошо контролируемых слоев диоксида кремния на кремнии, например, при температурах от 600 до 1200 °C, используя так называемое сухое окисление с помощью O 2

Си + О 2 ⟶ SiO 2 {\displaystyle {\ce {Si + O2 -> SiO2}}}

или влажное окисление с H 2 O. [58] [59]

Си + 2 ЧАС 2 О ⟶ SiO 2 + 2 ЧАС 2 {\displaystyle {\ce {Si + 2 H2O -> SiO2 + 2 H2}}}

Слой естественного оксида полезен в микроэлектронике , где он действует как электрический изолятор с высокой химической стабильностью. Он может защищать кремний, хранить заряд, блокировать ток и даже действовать как контролируемый путь для ограничения тока. [60]

Лабораторные или специальные методы

Из кремнийорганических соединений

Многие пути к диоксиду кремния начинаются с кремнийорганического соединения, например, HMDSO, [61] TEOS. Синтез кремния проиллюстрирован ниже с использованием тетраэтилортосиликата (TEOS). [62] Простое нагревание TEOS при 680–730 °C приводит к образованию оксида:

Си ( ОК 2 ЧАС 5 ) 4 ⟶ SiO 2 + 2 О ( С 2 ЧАС 5 ) 2 {\displaystyle {\ce {Si(OC2H5)4 -> SiO2 + 2 O(C2H5)2}}}

Аналогично TEOS сгорает при температуре около 400 °C:

Си ( ОК 2 ЧАС 5 ) 4 + 12 О 2 ⟶ SiO 2 + 10 ЧАС 2 О + 8 СО 2 {\displaystyle {\ce {Si(OC2H5)4 + 12 O2 -> SiO2 + 10 H2O + 8 CO2}}}

TEOS подвергается гидролизу через так называемый золь-гель процесс . Ход реакции и природа продукта зависят от катализаторов, но идеализированное уравнение выглядит следующим образом: [63]

Си ( ОК 2 ЧАС 5 ) 4 + 2 ЧАС 2 О ⟶ SiO 2 + 4 ХОЧ 2 Ч. 3 {\displaystyle {\ce {Si(OC2H5)4 + 2 H2O -> SiO2 + 4 HOCH2CH3}}}

Другие методы

Будучи очень стабильным, диоксид кремния возникает многими методами. Концептуально простой, но имеющий мало практической ценности, процесс горения силана дает диоксид кремния. Эта реакция аналогична горению метана:

SiH 4 + 2 О 2 ⟶ SiO 2 + 2 ЧАС 2 О {\displaystyle {\ce {SiH4 + 2 O2 -> SiO2 + 2 H2O}}}

Однако химическое осаждение диоксида кремния из паровой фазы на поверхность кристалла из силана использовалось с использованием азота в качестве газа-носителя при температуре 200–500 °C. [64]

Химические реакции

Диоксид кремния — относительно инертный материал (отсюда его широкое распространение в качестве минерала). Кремний часто используется в качестве инертных контейнеров для химических реакций. При высоких температурах он преобразуется в кремний путем восстановления углеродом.

Фтор реагирует с диоксидом кремния, образуя SiF 4 и O 2 , тогда как другие галогенные газы (Cl 2 , Br 2 , I 2 ) не вступают в реакцию. [15]

Большинство форм диоксида кремния подвергаются воздействию («травлению») плавиковой кислоты (HF) с образованием гексафторкремниевой кислоты : [12]

SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O​​

Стишовит не реагирует на HF в какой-либо значительной степени. [65] HF используется для удаления или структурирования диоксида кремния в полупроводниковой промышленности.

Диоксид кремния действует как кислота Люкса-Флуда , будучи способным реагировать с основаниями при определенных условиях. Поскольку он не содержит водорода, негидратированный кремний не может напрямую действовать как кислота Бренстеда-Лоури . В то время как диоксид кремния плохо растворяется в воде при низком или нейтральном pH (обычно 2 × 10−4 M для кварца и до 10−3 M для криптокристаллического халцедона ) , сильные основания реагируют со стеклом и легко растворяют его. Поэтому сильные основания необходимо хранить в пластиковых бутылках, чтобы избежать заклинивания крышки бутылки, сохранить целостность реципиента и избежать нежелательного загрязнения силикатными анионами. [66]

Диоксид кремния растворяется в горячей концентрированной щелочи или расплавленном гидроксиде, как описано в этом идеализированном уравнении: [15]

SiO 2 + 2 NaOH ⟶ На 2 SiO 3 + ЧАС 2 О {\displaystyle {\ce {SiO2 + 2 NaOH -> Na2SiO3 + H2O}}}

Диоксид кремния нейтрализует основные оксиды металлов (например, оксид натрия , оксид калия , оксид свинца (II) , оксид цинка или смеси оксидов, образуя силикаты и стекла, поскольку связи Si-O-Si в кремнеземе последовательно разрываются). [12] Например, реакция оксида натрия и SiO 2 может привести к образованию ортосиликата натрия , силиката натрия и стекол в зависимости от пропорций реагентов: [15]

2 На 2 О + SiO 2 ⟶ На 4 SiO 4 ; {\displaystyle {\ce {2 Na2O + SiO2 -> Na4SiO4;}}}
На 2 О + SiO 2 ⟶ На 2 SiO 3 ; {\displaystyle {\ce {Na2O + SiO2 -> Na2SiO3;}}}
( 0,25 − 0.8 ) {\displaystyle (0,25-0,8)} На 2 О + SiO 2 ⟶ стекло {\displaystyle {\ce {Na2O + SiO2 -> стекло}}} .

Примеры таких стекол имеют коммерческое значение, например, натриево-известковое стекло , боросиликатное стекло , свинцовое стекло . В этих стеклах кремний называется сеткообразователем или решеткообразователем. [12] Реакция также используется в доменных печах для удаления примесей песка в руде путем нейтрализации оксидом кальция , образуя шлак силиката кальция .

Пучок оптических волокон, состоящий из высокочистого кремния

Диоксид кремния реагирует при нагревании с обратным холодильником в атмосфере диазота с этиленгликолем и основанием щелочного металла , образуя высокореакционноспособные пентакоординированные силикаты, которые обеспечивают доступ к широкому спектру новых соединений кремния. [67] Силикаты по существу нерастворимы во всех полярных растворителях, за исключением метанола .

Диоксид кремния реагирует с элементарным кремнием при высоких температурах, образуя SiO: [12]

SiO 2 + Си ⟶ 2 SiO {\displaystyle {\ce {SiO2 + Si -> 2 SiO}}}

Растворимость в воде

Растворимость диоксида кремния в воде сильно зависит от его кристаллической формы и в три-четыре раза выше для аморфного кремнезема, чем для кварца; в зависимости от температуры она достигает пика около 340 °C (644 °F). [68] Это свойство используется для выращивания монокристаллов кварца в гидротермальном процессе, где природный кварц растворяется в перегретой воде в сосуде под давлением, который холоднее в верхней части. Кристаллы весом 0,5–1 кг можно выращивать в течение 1–2 месяцев. [12] Эти кристаллы являются источником очень чистого кварца для использования в электронных приложениях. [15] Выше критической температуры воды 647,096 К (373,946 °C; 705,103 °F) и давления 22,064 мегапаскаля (3200,1 фунтов на кв. дюйм) или выше вода является сверхкритической жидкостью , и растворимость снова выше, чем при более низких температурах. [69]

Влияние на здоровье

Кварцевый песок (кремнезем) как основное сырье для промышленного производства стекла

Кремний, принимаемый внутрь, по существу нетоксичен, его LD 50 составляет 5000 мг/кг (5 г/кг). [22] Исследование 2008 года, в котором в течение 15 лет наблюдались субъекты, показало, что более высокие уровни кремния в воде, по-видимому, снижают риск слабоумия . Увеличение содержания кремния в питьевой воде на 10 мг/день было связано со снижением риска слабоумия на 11%. [70]

Вдыхание мелкодисперсной кристаллической кремниевой пыли может привести к силикозу , бронхиту или раку легких , поскольку пыль оседает в легких и постоянно раздражает ткани, снижая емкость легких. [71] Когда мелкие частицы кремния вдыхаются в достаточно больших количествах (например, в результате профессионального воздействия), это увеличивает риск системных аутоиммунных заболеваний, таких как волчанка [72] и ревматоидный артрит , по сравнению с ожидаемыми показателями среди населения в целом. [73]

Профессиональный риск

Кремний является профессиональной опасностью для людей, которые занимаются пескоструйной обработкой или работают с порошкообразными кристаллическими кремниевыми продуктами. Аморфный кремний, такой как дымящийся кремний, может вызывать необратимое повреждение легких в некоторых случаях, но не связан с развитием силикоза. Дети, астматики любого возраста, люди с аллергией и пожилые люди (все из которых имеют сниженную емкость легких ) могут быть затронуты в более короткие сроки. [74]

Кристаллический кремнезем представляет собой профессиональную опасность для тех, кто работает с каменными столешницами , поскольку процесс резки и установки столешниц создает большое количество переносимого по воздуху кремнезема. [75] Кристаллический кремнезем, используемый при гидроразрыве пласта, представляет опасность для здоровья рабочих. [34]

Патофизиология

В организме кристаллические частицы кремния не растворяются в течение клинически значимых периодов. Кристаллы кремния внутри легких могут активировать инфламмасому NLRP3 внутри макрофагов и дендритных клеток и тем самым приводить к выработке интерлейкина , высоко провоспалительного цитокина в иммунной системе. [76] [77] [78]

Регулирование

Правила, ограничивающие воздействие кремнезема «в связи с опасностью силикоза», указывают, что они касаются только кремнезема, который является как кристаллическим, так и пылеобразующим. [79] [80] [81] [82] [83] [84]

В 2013 году Управление по охране труда и промышленной гигиене США снизило предел воздействия до 50 мкг /м3 воздуха . До 2013 года оно допускало 100 мкг/м3 , а для строительных рабочих даже 250 мкг/м3 . [ 34] В 2013 году Управление по охране труда и промышленной гигиене также потребовало «зеленого завершения» скважин с гидроразрывом пласта для снижения воздействия кристаллического кремния и ограничения предела воздействия. [34]

Кристаллические формы

SiO 2 , более чем любой другой материал, существует во многих кристаллических формах. Эти формы называются полиморфами .

Кристаллические формы SiO 2 [12]
ФормаСимметрия кристалла
Символ Пирсона , группа №.		ρ
(г/см 3 )		ПримечанияСтруктура
α-кварцромбоэдрический (тригональный)
hP9, P3 1 21 №152 [85]		2.648Спиральные цепи делают отдельные монокристаллы оптически активными; α-кварц превращается в β-кварц при 846 К
β-кварцшестиугольный
hP18, P6 2 22, № 180 [86]		2.533Близок к α-кварцу (с углом Si-O-Si 155°) и оптически активен; β-кварц превращается в β-тридимит при 1140 К.
α-тридимиторторомбический
oS24, C222 1 , № 20 [87]		2.265Метастабильная форма при нормальном давлении
β-тридимитгексагональный
hP12, P6 3 /mmc, № 194 [87]		Тесно связан с α-тридимитом; β-тридимит превращается в β-кристобалит при 2010 К
α-кристобалиттетрагональный
tP12, P4 1 2 1 2, № 92 [88]		2.334Метастабильная форма при нормальном давлении
β-кристобалиткубический
cF104, Fd 3 m, № 227 [89]		Близок к α-кристобалиту; плавится при 1978 К.
кеатиттетрагональный
tP36, P4 1 2 1 2, № 92 [90]		3.011Кольца Si 5 O 10 , Si 4 O 8 , Si 8 O 16 ; синтезированы из стекловидного кремнезема и щелочи при 600–900 К и 40–400 МПа
моганитмоноклинный
mS46, C2/c, № 15 [91]		Кольца Si 4 O 8 и Si 6 O 12
коэситмоноклинный
mS48, C2/c, № 15 [92]		2.911Кольца Si 4 O 8 и Si 8 O 16 ; 900 К и 3–3,5 ГПа
стишовиттетрагональный
tP6, P4 2 /mnm, № 136 [93]		4.287Одна из самых плотных (вместе с сейфертитом) полиморфных модификаций кремнезема; рутилоподобная с 6-кратно координированным Si; 7,5–8,5 ГПа
сейфертиторторомбический
oP, Pbcn [94]		4.294Один из самых плотных (вместе со стишовитом) полиморфов кремнезема; образуется при давлениях выше 40 ГПа. [95]
меланофлогиткубическая (cP*, P4 2 32, No.208) [7] или
тетрагональная (P4 2 /nbc) [96]		2.04Кольца Si 5 O 10 , Si 6 O 12 ; минерал, всегда встречающийся с углеводородами в интерстициальных пространствах - клатрасил ( клатрат кремния ) [97]
волокнистый
W-кремнезем [15]		ромбический
оИ12, Ибам, №72 [98]		1.97Подобно SiS 2, состоящему из цепочек с общими ребрами, плавится при температуре ~1700 К.
2D кремний [99]шестиугольныйЛистообразная двухслойная структура

Безопасность

Вдыхание мелкодисперсного кристаллического кремния может привести к тяжелому воспалению легочной ткани , силикозу , бронхиту , раку легких и системным аутоиммунным заболеваниям , таким как волчанка и ревматоидный артрит . Вдыхание аморфного диоксида кремния в высоких дозах приводит к непостоянному кратковременному воспалению, при котором все эффекты заживают. [100]

Другие имена

В этом расширенном списке перечислены синонимы для диоксида кремния; все эти значения взяты из одного источника; значения в источнике были представлены заглавными буквами. [101]

  • КАС 112945-52-5
  • Ацитцель
  • Аэросил
  • Аморфная кремниевая пыль
  • Аквафил
  • КАБ-О-ГРИП II
  • КАБ-О-СИЛ
  • КАБ-О-СПЕРС
  • Каталог
  • Коллоидный кремний [102]
  • Коллоидный диоксид кремния
  • Дикалит
  • Инсектицид DRI-DIE 67
  • ФЛО-ГАРД
  • Ископаемая мука
  • Пирогенный диоксид кремния
  • Пиролизированный диоксид кремния
  • HI-SEL
  • LO-VEL
  • Людокс
  • Налкоаг
  • Ниакол
  • Сантоцел
  • Кремний
  • Аэрогель на основе силиката
  • Кремний аморфный
  • кремниевый ангидрид
  • Силикилл
  • Синтетический аморфный кремний
  • Вулкасил

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcde Haynes WM, ред. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . ISBN 1-4398-5511-0.
  2. ^ abc NIOSH Карманный справочник по химическим опасностям. "#0552". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  3. ^ ab Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. "#0682". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  4. ^ ab Zumdahl, Steven S. (2009). Химические принципы 6-е изд . Houghton Mifflin Company. стр. A22. ISBN 978-0-618-94690-7.
  5. ^ Iler RK (1979). Химия кремния . Нью-Йорк: Wiley. ISBN 9780471024040.
  6. ^ ab Fernández LD, Lara E, Mitchell EA (2015). «Контрольный список, разнообразие и распределение раковинных амеб в Чили» (PDF) . European Journal of Protistology . 51 (5): 409– 24. doi :10.1016/j.ejop.2015.07.001. PMID  26340665. Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-10.
  7. ^ ab Skinner BJ, Appleman DE (1963). «Меланофлогит, кубический полиморф кремнезема» (PDF) . Am. Mineral. 48 : 854–867 . Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-10.
  8. ^ Дуглас BE, Хо SM, ред. (2006), «Кристаллические структуры кремнезема и металлических силикатов», Структура и химия кристаллических твердых тел , Нью-Йорк, Нью-Йорк: Springer, стр.  233–278 , doi :10.1007/0-387-36687-3_10, ISBN 978-0-387-36687-6, получено 2023-10-08
  9. ^ Некрашевич СС, Гриценко ВА (2014-02-01). "Электронная структура диоксида кремния (обзор)". Физика твердого тела . 56 (2): 207– 222. Bibcode :2014PhSS...56..207N. doi :10.1134/S106378341402022X. ISSN  1090-6460. S2CID  255234311.
  10. ^ NC Norman (1997). Периодичность и s- и p-элементы блока . Oxford University Press. С.  50–52 , 65–67 . ISBN 978-0-19-855961-0.
  11. ^ Unger KK, ред. (1979), Глава 1 Общая химия кремнезема, Библиотека хроматографии, т. 16, Elsevier, стр.  1– 14, doi :10.1016/s0301-4770(08)60805-2, ISBN 978-0-444-41683-4, получено 2023-09-12
  12. ^ abcdefg Холлеман А.Ф., Виберг Э. (2001), Виберг Н. (ред.), Неорганическая химия , перевод Иглсона М., Брюэра В., Сан-Диего/Берлин: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5
  13. ^ Cuff YH (1996). Керамическая технология для гончаров и скульпторов. Филадельфия: Университет Пенсильвании. С.  93–95 . ISBN 9780812213775.
  14. ^ De La Rocha C, Conley DJ (2017). «Мистические кристаллы кремния». Silica Stories . Cham: Springer. стр.  50–55 . doi :10.1007/978-3-319-54054-2_4. ISBN 9783319540542.
  15. ^ abcdefgh Гринвуд NN , Эрншоу A (1984). Химия элементов. Оксфорд: Pergamon Press . С.  393–99 . ISBN 978-0-08-022057-4.
  16. ^ Уэллс А.Ф. (1984). Структурная неорганическая химия . Oxford Science Publications. ISBN 9780198553700.
  17. ^ Kirfel A, Krane HG, Blaha P, et al. (2001). «Распределение электронной плотности в стишовите, SiO2: новое исследование синхротронного излучения высокой энергии». Acta Crystallographica Section A. 57 ( 6): 663–77 . Bibcode :2001AcCrA..57..663K. doi : 10.1107/S0108767301010698 . PMID  11679696.
  18. ^ Scherzer J (1978). "Деалюминированные структуры типа фожазита с соотношением SiO 2 /Al 2 O 3 более 100". J. Catal. 54 (2): 285. doi :10.1016/0021-9517(78)90051-9.
  19. ^ Shell SM, Debenedetti PG, Panagiotopoulos AZ (2002). "Molecular structure order and anomalies in liquid silica" (PDF) . Phys. Rev. E . 66 (1): 011202. arXiv : cond-mat/0203383 . Bibcode :2002PhRvE..66a1202S. doi :10.1103/PhysRevE.66.011202. PMID  12241346. S2CID  6109212. Архивировано из оригинала (PDF) 2016-06-04 . Получено 2009-07-07 .
  20. ^ Aksay IA, Pask JA, Davis RF (1979). "Densities of SiO2-Al2O3 Melts" (PDF) . J. Am. Ceram. Soc. 62 ( 7– 8): 332– 336. doi :10.1111/j.1151-2916.1979.tb19071.x. Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-10.
  21. ^ Jutzi P, Schubert U (2003). Химия кремния: от атома к расширенным системам . Wiley-VCH. ISBN 9783527306473.
  22. ^ abcde Flörke OW, Graetsch HA, Brunk F и др. (2018). «Силикат». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a23_583.pub3. ISBN 978-3-527-30673-2.
  23. ^ Берслиен Э. (2012). Введение в судебную геонауку . Wiley & Sons. стр. 138. ISBN 9781405160544.
  24. ^ Massey FP, Ennos AR, Hartley SE (2006). «Кремний в травах как защита от насекомых-травоядных: контрастные эффекты на листвоядных и флоэмных питающихся». J. Anim. Ecol. 75 (2): 595– 603. Bibcode :2006JAnEc..75..595M. doi : 10.1111/j.1365-2656.2006.01082.x . PMID  16638012.
  25. ^ Keeping MG, Kvedaras OL (2008). «Кремний как защита растений от травоядных насекомых: ответ Мэсси, Энносу и Хартли». J. Anim. Ecol. 77 (3): 631– 3. Bibcode :2008JAnEc..77..631K. doi : 10.1111/j.1365-2656.2008.01380.x . PMID  18341561.
  26. ^ Zain MF, Islam MN, Mahmud F, Jamil M (2011). «Производство золы рисовой шелухи для использования в бетоне в качестве дополнительного цементирующего материала». Строительство и строительные материалы . Композитные материалы и технология склеивания. 25 (2): 798– 805. doi :10.1016/j.conbuildmat.2010.07.003. ISSN  0950-0618.
  27. ^ Perry CC (2003). «Окиселечение: процессы, посредством которых организмы захватывают и минерализуют кремний». Обзоры по минералогии и геохимии . 1 (54): 291– 327. Bibcode : 2003RvMG...54..291P. doi : 10.2113/0540291.
  28. ^ Radini A (2024). «Археоботаника: Микроископаемые растения». В Nikita E, Rehren T (ред.). Энциклопедия археологии (второе изд.). Oxford: Academic Press. стр.  698–707 . doi :10.1016/b978-0-323-90799-6.00114-2. ISBN 978-0-323-91856-5. Получено 2024-06-20 .
  29. ^ Нейман М., Вагнер С., Носке Р., Тирш Б., Штраух П. (2010). «Морфология и структура биоморфного кремнезема, выделенного из Equisetum hyemale и Equisetum telmateia». Zeitschrift für Naturforschung B . 65 (9): 1113–1120 . doi : 10.1515/znb-2010-0910 . ISSN  1865-7117.
  30. ^ Tubaña BS, Heckman JR (2015), Rodrigues FA, Datnoff LE (ред.), «Кремний в почвах и растениях», Кремний и болезни растений , Cham: Springer International Publishing, стр.  7–51 , doi :10.1007/978-3-319-22930-0_2, ISBN 978-3-319-22929-4, получено 2024-07-19
  31. ^ Ирзаман И, Юстаени Д, Аминулла А, Ирмансьях И, Юлиарто Б (19.04.2021). «Чистота, морфологическая и электрическая характеристика диоксида кремния из травы когона (Imperata cylindrica) с использованием различных температур озоления». Egyptian Journal of Chemistry . 64 (8): 4143– 4149. doi : 10.21608/ejchem.2019.15430.1962. ISSN  2357-0245.
  32. ^ Uriz MJ, Turon X, Becerro MA, Agell G (2003). «Кремниевые спикулы и каркасы скелета в губках: происхождение, разнообразие, ультраструктурные образцы и биологические функции». Исследования и техника микроскопии . 62 (4): 279– 299. doi :10.1002/jemt.10395. ISSN  1059-910X. PMID  14534903.
  33. ^ Nevin CM (1925). Формовочные пески Олбани долины Гудзона . Университет штата Нью-Йорк в Олбани.
  34. ^ abcd Greenhouse S (23 августа 2013 г.). «Новые правила сократят воздействие кремниевой пыли». The New York Times . Получено 24 августа 2013 г.
  35. ^ Оджован MI (2004). «Стеклообразование в аморфном SiO 2 как перколяционный фазовый переход в системе дефектов сетки». Письма ЖЭТФ 79 (12): 632– 634. Bibcode :2004JETPL..79..632O. doi :10.1134/1.1790021. S2CID  124299526.
  36. ^ Stachurski ZH (2015). Основы аморфных твердых тел: структура и свойства. John Wiley & Sons. стр. 176. ISBN 978-3-527-68219-5.
  37. ^ Продвинутая неорганическая химия: Том II. Кришна Пракашан Медиа. п. 563.
  38. ^ Эллиотт SR (1991). "Структурный порядок среднего диапазона в ковалентных аморфных твердых телах". Nature . 354 (6353): 445– 452. Bibcode :1991Natur.354..445E. doi :10.1038/354445a0. S2CID  4344891.
  39. ^ Atkins PW, Overton T, Rourke J, et al., ред. (2010). Неорганическая химия Шрайвера и Аткинса (5-е изд.). Оксфорд: Oxford University Press. стр. 354. ISBN 9780199236176. OCLC  430678988.
  40. ^ ab "Cab-O-Sil Fumed Metal Oxides".
  41. ^ Cheraghian G, Wistuba MP, Kiani S, Barron AR, Behnood A (декабрь 2021 г.). «Реологические, физико-химические и микроструктурные свойства асфальтового вяжущего, модифицированного наночастицами пирогенного кремнезема». Scientific Reports . 11 (1): 11455. Bibcode :2021NatSR..1111455C. doi :10.1038/s41598-021-90620-w. PMC 8169902 . PMID  34075083. 
  42. ^ Barel AO, Paye M, Maibach HI (2014). Справочник по косметической науке и технологии (4-е изд.). CRC Press. стр. 444. ISBN 9781842145654. Эти пигменты с мягким фокусом, в основном состоящие из полимеров, слюд и тальков, покрытых грубыми или сферическими частицами малого диаметра, такими как диоксид кремния или диоксид титана, используются для оптического уменьшения видимости морщин. Эти эффекты достигаются путем оптимизации контуров морщин и уменьшения разницы яркости из-за диффузного отражения.
  43. ^ Barel AO, Paye M, Maibach HI (2014). Справочник по косметической науке и технологии (4-е изд.). CRC Press. стр. 442. ISBN 9781842145654. Кремний — это многопористый ингредиент, который впитывает масло и кожный жир.
  44. ^ Гарднер Дж. С. (1882). «О причинах возвышения и опускания». Geological Magazine . 9 (10): 479– 480. Bibcode : 1882GeoM....9..479G. doi : 10.1017/S0016756800172474. ISSN  0016-7568.
  45. ^ Манн А. (1917). Экономическое значение диатомовых водорослей . Вашингтон, округ Колумбия, Соединенные Штаты Америки: Смитсоновский институт.
  46. ^ Бассетт РК (2007). В цифровую эпоху: исследовательские лаборатории, стартапы и рост технологии МОП. Johns Hopkins University Press . С.  22–23 . ISBN 9780801886393.
  47. ^ ab Lécuyer C, Brock DC (2010). Создатели микрочипа: документальная история Fairchild Semiconductor. MIT Press . стр. 111. ISBN 9780262294324.
  48. ^ ab Saxena A (2009). Изобретение интегральных схем: нераскрытые важные факты. Международная серия о достижениях в области твердотельной электроники и технологий. World Scientific . стр.  96–97 . ISBN 9789812814456.
  49. ^ abc "Мартин Аталла в Зале славы изобретателей, 2009" . Получено 21 июня 2013 г. .
  50. ^ ab Black LE (2016). Новые перспективы пассивации поверхности: понимание интерфейса Si-Al2O3. Springer . стр. 17. ISBN 9783319325217.
  51. ^ ab "Dawon Kahng". Национальный зал славы изобретателей . Получено 27 июня 2019 г.
  52. ^ Лю Г, Лю И, Чжао Х (2017). «Влияние содержания сферических нано-SiO 2 на теплозащитные характеристики термоизоляционных тканей с покрытием, устойчивым к абляции». Журнал наноматериалов . 2017 : 1– 11. doi : 10.1155/2017/2176795 . ISSN  1687-4110.
  53. ^ Гудвин В., Линакр А., Хади С. (2007). Введение в судебную генетику . Wiley & Sons. стр. 29. ISBN 9780470010259.
  54. ^ Calderone J (20 августа 2015 г.). «Этот футуристический материал, похожий на облако, проникает в вашу жизнь с 1931 года». Business Insider . Получено 11 февраля 2019 г.
  55. ^ Гетце Дж., Мёкель Р., ред. (2012). Кварц: месторождения, минералогия и аналитика. Спрингер Геология. Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg. Бибкод : 2012qdma.book.....G. дои : 10.1007/978-3-642-22161-3. ISBN 978-3-642-22160-6.
  56. ^ Pan X, Li S, Li Y, Guo P, Zhao X, Cai Y (2022). «Ресурсы, характеристики, очистка и применение кварца: обзор». Minerals Engineering . 183 : 107600. Bibcode : 2022MiEng.18307600P. doi : 10.1016/j.mineng.2022.107600.
  57. ^ Doering R, Nishi Y, ред. (2007). Справочник по технологии производства полупроводников. CRC Press. ISBN 9781574446753.
  58. ^ Ли С. (2006). Энциклопедия химической обработки . CRC Press. ISBN 9780824755638.
  59. ^ Морган Д.В., Борд К. (1991). Введение в полупроводниковую микротехнологию (2-е изд.). Чичестер, Западный Сассекс, Англия: John Wiley & Sons. стр. 72. ISBN 9780471924784.
  60. ^ Риордан М (2007). «Решение на основе диоксида кремния: как физик Жан Эрни построил мост от транзистора к интегральной схеме». IEEE Spectrum . Получено 11 февраля 2019 г.
  61. ^ Chrystie RS, Ebertz FL, Dreier T, Schulz C (2019-01-28). "Визуализация абсолютной концентрации SiO в пламени синтеза наночастиц при низком давлении с помощью лазерно-индуцированной флуоресценции". Applied Physics B . 125 (2): 29. Bibcode :2019ApPhB.125...29C. doi :10.1007/s00340-019-7137-8. ISSN  1432-0649. S2CID  127735545.
  62. ^ Ромеро-Хайме А.К., Акоста-Энрикес MC, Варгас-Эрнандес Д., Танори-Кордова Х.К., Пинеда Леон Х.А., Кастильо С.Дж. (август 2021 г.). «Синтез и характеристика наносфер ядро-оболочка кремнезем – сульфид свинца для применения в оптоэлектронных устройствах». Журнал материаловедения: Материалы в электронике . 32 (16): 21425–21431 . doi :10.1007/s10854-021-06648-1. ISSN  0957-4522. S2CID  236182027.
  63. ^ Nandiyanto AB, Kim SG, Iskandar F, et al. (2009). «Синтез сферических мезопористых наночастиц кремния с контролируемыми порами и внешними диаметрами нанометрового размера». Microporous and Mesoporous Materials . 120 (3): 447– 453. Bibcode : 2009MicMM.120..447N. doi : 10.1016/j.micromeso.2008.12.019.
  64. ^ Морган Д.В., Борд К. (1991). Введение в полупроводниковую микротехнологию (2-е изд.). Чичестер, Западный Сассекс, Англия: John Wiley & Sons. стр. 27. ISBN 9780471924784.
  65. ^ Fleischer M (1962). "Новые названия минералов" (PDF) . American Mineralogist . 47 (2). Mineralogic Society of America: 172– 174. Архивировано (PDF) из оригинала 2011-07-22.
  66. ^ Роджерс GE (2011). Описательная неорганическая, координационная и твердотельная химия. Cengage Learning. стр.  421–2 . ISBN 9781133172482.
  67. ^ Laine RM, Blohowiak KY, Robinson TR, Hoppe ML, Nardi P, Kampf J, Uhm J (17 октября 1991 г.). "Синтез пентакоординированных кремниевых комплексов из SiO2" (PDF) . Nature . 353 (6345): 642– 644. Bibcode :1991Natur.353..642L. doi :10.1038/353642a0. hdl : 2027.42/62810 . S2CID  4310228. Архивировано (PDF) из оригинала 2017-08-19.
  68. ^ Фурнье РО, Роу ДЖ (1977). «Растворимость аморфного кремнезема в воде при высоких температурах и высоких давлениях» (PDF) . Am. Mineral. 62 : 1052–1056 . Архивировано (PDF) из оригинала 10.10.2022.
  69. ^ Окамото А (2019). «Образование частиц кремния из сверхкритических флюидов и его влияние на гидрологические свойства в коре». Тезисы докладов Генеральной ассамблеи конференции EGU : 4614. Bibcode : 2019EGUGA..21.4614O.
  70. ^ Rondeau V, Jacqmin-Gadda H, Commenges D и др. (2008). «Алюминий и кремний в питьевой воде и риск болезни Альцгеймера или когнитивного снижения: результаты 15-летнего наблюдения за группой PAQUID». American Journal of Epidemiology . 169 (4): 489–96 . doi :10.1093/aje/kwn348. PMC 2809081. PMID  19064650 . 
  71. ^ "Безопасная работа с кремнием". CPWR - Центр исследований и обучения в строительстве . Получено 11 февраля 2019 г.
  72. ^ "План действий по исследованию волчанки". Национальный институт артрита, мышечно-скелетных и кожных заболеваний . Национальные институты здравоохранения . 2017. Получено 11 февраля 2019 г.
  73. ^ Мейер А., Сандлер Д.П., Бин Фримен Л.Е. и др. (2017). «Воздействие пестицидов и риск ревматоидного артрита среди лицензированных мужчин, применяющих пестициды, в исследовании здоровья сельского хозяйства». Перспективы охраны окружающей среды и здоровья . 125 (7): 077010-1 – 077010-7 . doi : 10.1289/EHP1013 . PMC 5744649. PMID  28718769 .  
  74. ^ Reuzel PG, Bruijntjes JP, Feron VJ и др. (1991). «Субхроническая ингаляционная токсичность аморфного кремнезема и кварцевой пыли у крыс». Food Chem. Toxicol. 29 (5): 341–54 . doi :10.1016/0278-6915(91)90205-L. PMID  1648030.
  75. ^ "Воздействие кремния на рабочих во время производства, отделки и установки столешниц" (PDF) . Национальный институт охраны труда и здоровья и Управление охраны труда . 2015. Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-10 . Получено 26 февраля 2015 .
  76. ^ Хорнунг В., Бауэрнфейнд Ф., Халле А. и др. (2008). «Кристаллы кремния и соли алюминия активируют инфламмасому NALP3 через дестабилизацию фагосомы». Nat. Immunol. 9 (8): 847– 856. doi :10.1038/ni.1631. PMC 2834784 . PMID  18604214.  
  77. ^ Merchant JA, ред. (1986). Профессиональные респираторные заболевания (PDF) . Цинциннати, Огайо: Министерство здравоохранения и социальных служб США, NIOSH. doi : 10.26616/NIOSHPUB86102. hdl : 2027/uc1.31210023588922. Номер публикации DHHS (NIOSH) 86-102.
  78. ^ NIOSH (2002) Обзор опасностей, Влияние на здоровье профессионального воздействия вдыхаемого кристаллического кремния. Цинциннати, Огайо: Министерство здравоохранения и социальных служб США, Служба общественного здравоохранения США, Центры по контролю и профилактике заболеваний, Национальный институт охраны труда и здоровья, DHHS (NIOSH) Публикация № 2002-129.
  79. ^ "Crystalline Factsheet" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 22 декабря 2017 г. . Получено 3 августа 2017 г. .
  80. ^ "Кремний, Кристаллический" . Получено 3 августа 2017 г.
  81. ^ "Часто задаваемые вопросы" . Получено 3 августа 2017 г.
  82. ^ «Если это кремний, то это не просто пыль!» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-10 . Получено 3 августа 2017 .
  83. ^ "Что вы должны знать о кристаллическом кремнеземе, силикозе и правилах Oregon OSHA по кремнезему" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-10 . Получено 3 августа 2017 .
  84. ^ Szymendera SD (16 января 2018 г.). Вдыхаемый кристаллический кремний на рабочем месте: новые стандарты Управления по охране труда и здоровья (OSHA) (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия: Исследовательская служба Конгресса. Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-10 . Получено 27 января 2018 г.
  85. ^ Lager GA, Jorgensen JD, Rotella FJ (1982). «Кристаллическая структура и тепловое расширение a-кварца SiO2 при низкой температуре». Журнал прикладной физики . 53 (10): 6751– 6756. Bibcode : 1982JAP....53.6751L. doi : 10.1063/1.330062.
  86. ^ Райт А. Ф., Леманн М. С. (1981). «Структура кварца при 25 и 590 °C, определенная методом нейтронной дифракции». Журнал химии твердого тела . 36 (3): 371– 80. Bibcode : 1981JSSCh..36..371W. doi : 10.1016/0022-4596(81)90449-7.
  87. ^ аб Кихара К., Мацумото Т., Имамура М. (1986). «Структурное изменение ромбического итридимита с температурой: исследование, основанное на термовибрационных параметрах второго порядка». Zeitschrift für Kristallographie . 177 ( 1–2 ): 27–38 . Бибкод : 1986ZK....177...27K. дои :10.1524/zkri.1986.177.1-2.27.
  88. ^ Downs RT, Palmer DC (1994). «Поведение кристобалита под давлением» (PDF) . American Mineralogist . 79 : 9–14 . Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-10.
  89. ^ Райт А. Ф., Лидбеттер А. Дж. (1975). «Структуры фаз β-кристобалита SiO 2 и AlPO 4 ». Philosophical Magazine . 31 (6): 1391– 401. Bibcode :1975PMag...31.1391W. doi :10.1080/00318087508228690.
  90. ^ Шропшир Дж., Кит П.П., Воган, Пенсильвания (1959). «Кристаллическая структура кеатита, новой формы кремнезема». Zeitschrift für Kristallographie . 112 ( 1–6 ): 409– 13. Бибкод : 1959ZK....112..409S. дои :10.1524/zkri.1959.112.1-6.409.
  91. ^ Miehe G, Graetsch H (1992). «Кристаллическая структура моганита: новый тип структуры для кремнезема». European Journal of Mineralogy . 4 (4): 693–706 . Bibcode : 1992EJMin...4..693M. doi : 10.1127/ejm/4/4/0693.
  92. ^ Levien L., Prewitt CT (1981). «Структура кристалла высокого давления и сжимаемость коэсита» (PDF) . American Mineralogist . 66 : 324–333 . Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-10.
  93. ^ Smyth JR, Swope RJ, Pawley AR (1995). "H в соединениях типа рутила: II. Кристаллическая химия замещения Al в стишовите, содержащем H" (PDF) . American Mineralogist . 80 ( 5– 6): 454– 456. Bibcode :1995AmMin..80..454S. doi :10.2138/am-1995-5-605. S2CID  196903109. Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-10.
  94. ^ Dera P., Prewitt CT, Boctor NZ, Hemley RJ (2002). "Характеристика фазы высокого давления кремнезема из марсианского метеорита Sherrotty". American Mineralogist . 87 (7): 1018. Bibcode : 2002AmMin..87.1018D. doi : 10.2138/am-2002-0728. S2CID  129400258.
  95. ^ Сейфертит. Mindat.org.
  96. ^ Накагава Т., Кихара К., Харада К. (2001). «Кристаллическая структура низкого меланофлогита». American Mineralogist . 86 ( 11– 12): 1506. Bibcode :2001AmMin..86.1506N. doi :10.2138/am-2001-11-1219. S2CID  53525827.
  97. ^ Rosemarie Szostak (1998). Молекулярные сита: принципы синтеза и идентификации. Springer. ISBN 978-0-7514-0480-7.
  98. ^ Вайс А, Вайс А (1954). «Убер халькогенид кремния. VI. Zur Kenntnis der faserigen Модификация диоксида кремния». Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie . 276 ( 1–2 ): 95–112 . doi :10.1002/zaac.19542760110.
  99. ^ Björkman T, Kurasch S, Lehtinen O, Kotakoski J, Yazyev OV, Srivastava A, Skakalova V, Smet JH, Kaiser U, Krasheninnikov AV (2013). "Дефекты в двухслойном кремнии и графене: общие тенденции в разнообразных гексагональных двумерных системах". Scientific Reports . 3 : 3482. Bibcode :2013NatSR...3E3482B. doi :10.1038/srep03482. PMC 3863822 . PMID  24336488. 
  100. ^ Johnston CJ, Driscoll KE, Finkelstein JN и др. (2000). «Легочные хемокины и мутагенные реакции у крыс после субхронической ингаляции аморфного и кристаллического кремния». Toxicological Sciences . 56 (2): 405– 413. doi : 10.1093/toxsci/56.2.405 . PMID  10911000.
  101. ^ Льюис GR (1999). 1001 химикат в повседневных продуктах (2-е изд.). John Wiley & Sons (Wiley-Interscience). стр.  250–1 . ISBN 0-471-29212-5– через Интернет-архив.
  102. ^ Bergna HE, ред. (1994-05-05). Коллоидная химия кремния. Advances in Chemistry. Т. 234. Вашингтон, округ Колумбия: Американское химическое общество. С.  1– 47. doi :10.1021/ba-1994-0234.ch001. ISBN 978-0-8412-2103-1.
На Викискладе есть медиафайлы по теме «Диоксид кремния» .
  • Чизхолм Х. , ред. (1911). "Silica"  . Encyclopaedia Britannica (11-е изд.). Cambridge University Press.
  • Тридимит, Международная карта химической безопасности 0807
  • Кварц, Международная карта химической безопасности 0808
  • Кристобалит, Международная карта химической безопасности 0809
  • Аморфный, Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям
  • Кристаллический, как вдыхаемая пыль, Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям
  • Формирование слоев оксида кремния в полупроводниковой промышленности. Сравнение методов LPCVD и PECVD. Предотвращение стресса.
  • Пьезоэлектрические свойства кварца (SiO2)
  • Кремний (SiO2) и вода
  • Эпидемиологические данные о канцерогенности кремния: факторы научного суждения C. Soutar и др. Отчет об исследовании Института медицины труда TM/97/09
  • Научное мнение о влиянии на здоровье кремнезема, переносимого по воздуху, А. Пилкингтона и др. Отчет об исследовании Института медицины труда TM/95/08
  • Токсическое воздействие кремния Архивировано 15 апреля 2016 г. в Wayback Machine А. Ситоном и другими. Отчет об исследовании Института медицины труда TM/87/13
  • Структура осажденного кремнезема
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Диоксид_кремния&oldid=1256841480"