Кремний — очень редкий минеральный вид из класса самородных элементов. На самом деле это удивительно, как редко химический элемент кремний, составляющий в связанном виде не менее 27,6% массы земной коры, встречается в природе в чистом виде. Но кремний прочно связывается с кислородом и почти всегда находится в виде кремнезёма – диоксида кремния, SiO2 (семейство кварца) или в составе силикатов (SiO4 4- ). Самородный кремний как минерал был найден в продуктах вулканических испарений и как мельчайшие включения в самородном золоте.
- Структура
- Свойства
- Морфология
- Происхождение
- Применение
- Классификация
- Физические свойства
- Оптические свойства
- Кристаллографические свойства
Смотрите так же:
как быстро добыть много кремня в minecraft
СТРУКТУРА
Кристаллическая решётка кремния кубическая гранецентрированная типа алмаза, параметр а = 0,54307 нм (при высоких давлениях получены и другие полиморфные модификации кремния), но из-за большей длины связи между атомами Si—Si по сравнению с длиной связи С—С твёрдость кремния значительно меньше, чем алмаза. Имеет объемную структуру.
Ядра атомов вместе с электронами на внутренних оболочках обладают положительным зарядом 4, который уравновешивается отрицательными зарядами четырех электронов на внешней оболочке. Вместе с электронами соседних атомов они образуют ковалентные связи на кристаллической решетке. Таким образом, на внешней оболочке находятся четыре своих электрона и четыре электрона, заимствованные у четырех соседних атомов. При температуре абсолютного нуля все электроны внешних оболочек участвуют в ковалентных связях. При этом кремний является идеальными изолятором, так как не имеет свободных электронов, создающих проводимость.
СВОЙСТВА
Кремний хрупок, только при нагревании выше 800 °C он становится пластичным веществом. Он прозрачен для инфракрасного излучения начиная с длины волны 1,1 мкм. Собственная концентрация носителей заряда — 5,81·10 15 м −3 (для температуры 300 K).Температура плавления 1415 °C, температура кипения 2680 °C, плотность 2,33 г/см 3 . Обладает полупроводниковыми свойствами, его сопротивление понижается при повышении температуры.
Аморфный кремний – порошок бурого цвета на основе сильно разупорядоченной алмазоподобной структуры. Обладает большей реакционной способностью, чем кристаллический кремний.
МОРФОЛОГИЯ
Чаще всего в природе кремний встречается в виде кремнезёма — соединений на основе диоксида кремния (IV) SiO2 (около 12 % массы земной коры). Основные минералы и горные породы, образуемые диоксидом кремния, — это песок (речной и кварцевый), кварц и кварциты, кремень, полевые шпаты. Вторую по распространённости в природе группу соединений кремния составляют силикаты и алюмосиликаты.
Отмечены единичные факты нахождения чистого кремния в самородном виде.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ
Содержание кремния в земной коре составляет по разным данным 27,6—29,5 % по массе. Таким образом по распространённости в земной коре кремний занимает второе место после кислорода. Концентрация в морской воде 3 мг/л. Отмечены единичные факты нахождения чистого кремния в самородном виде – мельчайшие включения (наноиндивиды) в ийолитах Горячегорского щелочно-габброидного массива (Кузнецкий Алатау, Красноярский край); в Карелии и на Кольском п-ове (по мат. изучения Кольской сверхглубокой скважины); микроскопические кристаллы в фумаролах вулканов Толбачик и Кудрявый (Камчатка).
ПРИМЕНЕНИЕ
Сверхчистый кремний преимущественно используется для производства одиночных электронных приборов (нелинейные пассивные элементы электрических схем) и однокристальных микросхем. Чистый кремний, отходы сверхчистого кремния, очищенный металлургический кремний в виде кристаллического кремния являются основным сырьевым материалом для солнечной энергетики.
Монокристаллический кремний — помимо электроники и солнечной энергетики, используется для изготовления зеркал газовых лазеров.
Соединения металлов с кремнием — силициды — являются широко употребляемыми в промышленности (например, электронной и атомной) материалами с широким спектром полезных химических, электрических и ядерных свойств (устойчивость к окислению, нейтронам и др.). Силициды ряда элементов являются важными термоэлектрическими материалами.
Соединения кремния служат основой для производства стекла и цемента. Производством стекла и цемента занимается силикатная промышленность. Она также выпускает силикатную керамику — кирпич, фарфор, фаянс и изделия из них. Широко известен силикатный клей, применяемый в строительстве как сиккатив, а в пиротехнике и в быту для склеивания бумаги. Получили широкое распространение силиконовые масла и силиконы — материалы на основе кремнийорганических соединений.
Технический кремний находит следующие применения:
- сырьё для металлургических производств: компонент сплава (бронзы, силумин);
- раскислитель (при выплавке чугуна и сталей);
- модификатор свойств металлов или легирующий элемент (например, добавка определённого количества кремния при производстве трансформаторных сталей уменьшает коэрцитивную силу готового продукта) и т. п.;
- сырьё для производства более чистого поликристаллического кремния и очищенного металлургического кремния (в литературе «umg-Si»);
- сырьё для производства кремний органических материалов, силанов;
- иногда кремний технической чистоты и его сплав с железом (ферросилиций) используется для производства водорода в полевых условиях;
- для производства солнечных батарей;
- антиблок (антиадгезивная добавка) в промышленности пластмасс.
Кремний (англ. Silicon) – Si
Молекулярный вес | 28.09 г/моль |
Происхождение названия | в переводе c др.-греч. κρημνός — «утёс, гора». |
IMA статус | действителен |
КЛАССИФИКАЦИЯ
Strunz (8-ое издание) | 1/B.05-10 |
Nickel-Strunz (10-ое издание) | 1.CB.15 |
Dana (7-ое издание) | 1.3.6.1 |
Dana (8-ое издание) | 1.3.7.1 |
Hey’s CIM Ref. | 1.28 |
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Цвет минерала | железно-черный, красновато-коричневый |
Цвет черты | чёрный |
Прозрачность | непрозрачный |
Блеск | металлический |
Спайность | отсутствует |
Твердость (шкала Мооса) | 7 |
Излом | раковистый |
Плотность (измеренная) | 2.09 – 2.23 г/см 3 |
Радиоактивность (GRapi) | 0 |
ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Тип | изотропный |
Показатели преломления | nω = 3.4223 |
Анизотропия | нет |
Плеохроизм | нет |
Люминесценция в ультрафиолетовом излучении | не флюоресцентный |
КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Точечная группа | (4/m 3 2/m) – изометрическая-гексаоктаэдральная |
Пространственная группа | F d3m |
Сингония | кубическая |
Параметры ячейки | a = 5.431 |
Двойникование | нет |
Источник: mineralpro.ru
Что такое кремень и как выглядит камень в природе: описание, состав и свойства
Кремень – камень, который помог человеку выжить и развиться. Это один из краеугольных минералов в создании нашей планеты. Его и сейчас продолжают использовать в лечении, магии, украшениях, строительстве, предметах быта и других сферах.
Описание минерала
Кремень – это разновидность халцедона, к драгоценным камням не относится. Образуется из кремнезема разных видов. В составе часто встречаются включения кварца, опала, яшмы и других самоцветов.
Отличительные черты кремня:
- напоминает обычный булыжник;
- бывает разных цветов, имеет неравномерный окрас;
- с восковым (стекловидным) блеском;
- твердый, но инструментом откалывается без усилий;
- при ударе сухих осколков высекаются искры;
- структура однородная;
- на расколе возможны узоры из слоев разного цвета;
- тонкие пластины прозрачные, с острым краем;
- диаметр отдельного элемента в залежах составляет 1 см – 1 м.
По мнению палеогеологов, кремень формируется из песчаной или глиняной породы, пропитанной гелеобразными кремниевыми минералами. В природе форма образований выглядит в виде округлых ветвей, пальцев, паутины. Это первый признак месторождения камня.
Твердость камня в народе сравнивается с силой духа, характера, тела: «человек тверд (крепок) как кремень».
Разновидности и цвета породы
Настоящий кремень отличается малым количеством вкраплений кварцевой группы. Содержание большого процента других минералов снижает способность камня иссекать искры. Окрас на это не влияет.
По цвету различают кремень:
- синий, голубой;
- сиреневый;
- соломенный;
- красный;
- желтоватый;
- бело-молочный;
- белый;
- серый (всех оттенков);
- коричневый (светлый, темный);
- янтарный (темный);
- розовый;
- черный.
Окраска камня связана с породообразующими и смежными веществами. Из-за неравномерности насыщения ими структуры в минерале есть светлые и темные участки, рисунки из разноцветных слоев. Часто находят черный камень. Однородность окраса другой палитры – редкость.
В зависимости от основных примесей кремень условно разделяют:
- на халцедоновый;
- гематитовый;
- гетитовый;
- кварцевый;
- кристобалитовый;
- опаловый;
- пиритовый.
Геммологи используют официальную классификацию. Согласно породообразующему составу, минерал делят на опал либо кварц. Последний сорт имеет три вида: кремнистый, опаловый, халцедоновый.
История и происхождение камня
Первый путь образования кремня – окисление лавы в период извержения вулкана. Второй – прессование опадающих на дно веществ и остатков организмов, богатых кремнием. Поэтому внутри минерала часто встречаются окаменелости.
Любопытство к кремню стимулировало мышление. Благодаря свойствам камня первобытный человек развивался, повысился процент выживаемости потомства.
Археологи находят кремневые изделия разных эпох:
- скребки;
- ножи;
- наконечники копий, стрел;
- жернова;
- оружейные кремни;
- зубила;
- камни для добычи огня (кремневое огниво);
- украшения.
Часто путают значение и склонения слов кремний и кремень. Они похожи только названием.
Кремнем именуют полезный камень. Основное породообразующее вещество – silica (диоксид кремния). Лингвисты считают, что название минерала произошло от греческого слова со значением «гора».
Кремний – химический элемент Si (Silicium). Содержится в растениях, организмах, кремнеземной породе и так далее. Название произошло от латинского слова silex (в переводе – кремень), поскольку химики впервые выделили вещество из этого минерала.
Состав с основным элементом Si называют кремниевым.
Интересные способы применения кремня:
- кремневыми камнями очищали воду в колодцах;
- делали лечебную воду;
- бразильцы с камнем ищут месторождения драгметаллов;
- делали оберег в коровниках для сохранности удоя;
- срезали бородавки;
- облицовывали изнутри хранилище мяса (яму);
- порошок сыпали на рану для профилактики гангрены.
Забавно, что «Силиконовая Долина» названа в честь элемента Si. В компаниях на ее территории разработали микросхемы из цельного кристалла кремния. Они первые прославили ученых Калифорнии.
В дополнение к теме видеообзор о минерале и свойствах:
Месторождения и обработка минерала
Древним месторождением считают остров Рюген. Минералы фантазийных цветов добывают в Казахстане. Черный или темно-серый камень распространен в Монголии, США, Израиле, Белоруссии, Дании. В России есть карельский, тверской, белгородский и московский кремень.
В залежах камень образует жилу, глыбу, породу со скоплением кристаллов, пласт, линзу, корнеобразные соединения, купол. У минералов неправильная форма, сглаженные края.
Кремень добывают и обрабатывают так же, как халцедон. Породу взрыхляют оборудованием или взрывают. Сырье с кремнем и мелко растрескавшимся камнем просеивают. Затем очищают от остатков грязи, сортируют. Трещиноватый минерал отбраковывают.
При обработке используют корундовые насадки. Форму придают зубильцами, шлифмашинками. На этапе полировки нельзя перегревать минерал: он трескается.
В древности кремню придавали форму касательными ударами твердым камнем. Из сколов изготавливали орудия труда и быта. Края затачивали или затирали. Первобытные техники обработки называют протопризматичной техникой, мустье (классическое или 2-стороннее), Леваллуа, Микок.
Как отличить подделку
Кремень находят на берегах водоемов, в местах высохших морей, на скалах бордового, черного, синего и светлого цветов, в залежах известняка. У натурального камня шероховатая, сколотая или гладкая поверхность.
Принадлежность к кремню проверяют способом иссечения искр:
Метод | Проверка | Признак кремневого минерала |
Применение кресала (подойдет нож из углеродистой стали) | Несколько раз с силой ударяют металлической пластиной по камню под углом, как спичкой о коробок | Появятся искры |
Использование 2 минералов одной породы | Камни с силой 3-4 раза ударяют друг о друга. Один держат, вторым бьют по касательной, от себя | Появятся искры, запах |
Для проверки берут только сухой камень. Кресало из не углеродистой стали не высекает искр.
Свойства и применение кремня
До изобретения спичек кремнем добывали огонь. Раньше он был жизненно важным минералом. Сейчас больше ценится его красота, лечебные и эзотерические способности.
С 2000-х годов камень используется:
- для изготовления лезвий;
- в кремневых зажигалках;
- для розжига огня в полевых условиях;
- в украшениях этнического стиля;
- для инкрустации предметов быта, декора.
Кремневая крошка добавляется в дорожные смеси. Применяется в изготовлении огнива, тротуарной плитки, абразивных составов, керамики, топоров.
Физико-химические свойства
Кремень – это кристаллизованный кремнезем. Он не растворяется водой, не раскисает, не напитывает влагу. Расплавы не проводят ток (нет электролитической диссоциации). Формула минерала записывается как SiO2, поскольку породообразующим веществом выступает окись кремния.
Физические качества минерала:
- излом – раковистый с зернами кварца, острым краем, глянцевым блеском;
- текстура – однородная;
- твердость – 7 баллов;
- цвет черты – белесый.
Кремень вязкий, не может повредить корунды, царапает стекло. Раскалывается от ударов в перпендикулярном направлении. Отколовшиеся части получаются тонкие прозрачные или толстые, пластинчатые, слоистые, клиновидные. Измельченный порошок – белого цвета.
Лечебные и магические свойства кремния
Целители с древних времен используют кремниевую воду. У нее нет противопоказаний. Исследователи ее называют АКВ: активированная кремнем (кремнием) вода.
Она снимает боль, обеззараживает, останавливает кровотечение, улучшает регенерацию. Настой используют при инфекционных и воспалительных болезнях, диабете, алопеции. АКВ заменяет мумие при переломах.
Рецепт кремниевой воды:
- Берут нечетное количество мелких камней либо кремневый песок черного или темно-серого окраса. Лучше использовать опало-халцедоновый вид.
- Минерал несколько раз промывают проточной водой с использованием тканевого фильтра, стряхивают жидкость.
- Кремень кладут на дно эмалированной или стеклянной емкости.
- Камни/песок заливают фильтрованной водой. Водопроводную воду сначала кипятят, отстаивают. Пропорция: 15 г минерала на 1 м3 жидкости.
- Емкость прикрывают слоем марли. Крышку нельзя использовать.
- Воду настаивают в течение недели в светлом проветриваемом месте вдали от прямых солнечных лучей при температуре более + 4 ºC.
- В сухую банку аккуратно сливают чистую настоянную воду, закрывают, хранят в комнате. Мутный осадок (около 5 см над уровнем камней) утилизируют.
- Затем промывают кремниевый минерал/песок, моют тару, повторяют пункты 1–7.
Кремни нельзя кипятить. Разрешено 1 раз/месяц промывать солевым раствором.
Можно настаивать многократно: временных ограничений нет. Важно перед применением в лаборатории проверить радиационный фон камня. Использование вредного минерала облучит организм и спровоцирует онкологию.
Кремниевую воду пьют по стакану в день. Применяют для ванн, клизм, примочек, протираний. Ею очищают воздух в помещении, полощут рот или горло. Литотерапевты используют галтованый шарообразный кремень для контактного массажа. Воздействуют на активные точки, прокачивают по областям с очагом болезни.
К просмотру, как в с помощью камня можно оздоровить воду:
Применение в эзотерике
В магии продолжают использовать многовековый опыт духовно развитых людей, целителей, звездочетов, шаманов, колдунов. Кремни символизируют огонь. Они распространяют проективную энергию Ян, взаимодействуют с чакрой солнечного сплетения – Манипурой.
- очищают тело и дух;
- привлекают успех;
- укрепляют волю;
- исправляют недостатки характера;
- противодействуют чужому влиянию;
- повышают ловкость, выносливость;
- защищают от опасности в дороге, путешествии;
- изгоняют злые силы.
Для личной защиты или в качестве талисмана кремень держат в кармане ближе к сердцу. Подойдет каменная подвеска или брошь в серебряной оправе, пуговицы. Помогут запонки, держатели галстука.
В доме кремень или изделия из него держат ближе к потолку. Иначе вспыхнет пожар.
В качестве оберега для дома и рода над входом вешают кремневый нож с серебряными элементами. На шкафу или антресолях дополнительно ставят каменную пирамиду, шар, острые сколы.
Об энергетике камня к просмотру видеообзор:
Кому порода подходит по знаку зодиака и имени
Кремень считается камнем Марса. Эта планета покровительствует Скорпионам и Овнам. Люди этих знаков зодиака могут смело пользоваться украшениями, оберегами или талисманами.
Кремень противопоказано носить Рыбам. Ракам его надо применять с осторожностью. Поскольку огонь не горит без помощи воздуха и элементов земли, кремневый минерал хорошо взаимодействует со знаками этих стихий.
Его можно покупать:
- Львам;
- Стрельцам;
- Девам;
- Близнецам;
- Козерогам;
- Тельцам;
- Водолеям;
- Весам.
Камень совместим со всеми людьми, чьи имена, прозвища или фамилии обозначают защиту, силу, укрепление, твердость, высечение (чего-либо).
Камень будет полезен врачу, учителю, адвокату, политику, бизнесмену, военному.
Украшения с камнем
Из кремневых украшений лучшими считаются кулоны в металлических и деревянных оправах. Узор минералов позволяет создать разнообразные модели. Их лучше носить с повседневной одеждой, блузами в этническом стиле. Дизайн украшения должен совпадать с выбранным образом.
Камнерезы делают завораживающие кремневые подсвечники, элементы фонарей, огниво под старину, шкатулки, вазы, статуи богов, фигурки животных, ножи.
Необыкновенно смотрятся мощеные дворы, дорожки, плиточные полы.
Есть особенности ухода за кремнем:
- чистят мягкой щеткой под прохладной проточной водой, сразу вытирают;
- не используют моющих средств;
- нельзя кипятить, обдавать горячей водой, паром;
- сушат в проветриваемом месте, но не под прямыми лучами солнца;
- хранят отдельно от других украшений или аксессуаров.
Кремень может купить человек с любым бюджетом. Натуральный камень фантазийного цвета и весом 10 г стоит от 2 долларов. Мелкофракционный минерал для активации воды продают в среднем за 200 рублей за 150 грамм. Мешок гальки для колодцев стоит от 1000 руб./10 кг. Но минимальная цена на кремневое изделие – 10 евро.
Кремневый минерал распространен и узнаваем. Его легко найти в природе. Камень можно недорого купить через интернет.
Что вам еще известно о кремне? Комментируйте, делитесь в соцсетях, задавайте вопросы и дополняйте статью другими сведениями. Всего доброго.
Источник: zakamnem.ru
Как распознать кремень
wikiHow работает по принципу вики, а это значит, что многие наши статьи написаны несколькими авторами. При создании этой статьи над ее редактированием и улучшением работали, в том числе анонимно, 16 человек(а).
Количество просмотров этой статьи: 40 791.
В этой статье:
У кремня множество применений, но, в основном, он использовался в доисторические времена для изготовления инструментов или разведения огня, вызывая искру при ударе о чугун или сталь. Его можно найти во многих местах по всему миру. Чаще всего, кремень можно найти на берегах рек, озер или на участках земли, которые раньше находились под водой.
Прогуляйтесь по берегу пресного водоема или отправляйтесь в такое место, которое изобилует разнообразием различных пород.
Нагнитесь поближе к земле и поищите камень с грубой поверхностью, похожий на пирит, или камень с очень гладкой поверхностью. Иногда, у таким камней сколотые края или острие, что значит, что они в прошлом использовались в качестве инструмента.
Осмотрите кусок скалы. Ее цвет должен быть белый, черный, серый, темно-бордовый или синий.
Чтобы убедиться, что вы действительно нашли кремень, достаньте нож из стали или железа и ударьте им о камень. Если после нескольких попыток вы заметили искры, то это именно кремень.
- Прежде чем ударить металлическим предметом о камень, убедитесь, что он абсолютно сухой, так как от влажного камня вы не получите искры.
- Используйте с кремнем нож из углеродистой стали, так как нож из нержавеющего материала не вызовет искру.
- Ищите большие валуны или породы с месторождениями мела. Кремень — это определенный тип мела, поэтому его лучше искать именно в таких местах.
Предупреждения
- Для поиска кремня наденьте парусиновые или кожаные перчатки, так как вы можете легко испачкаться, а острые края камней могут даже привести к порезам.
Источник: ru.wikihow.com