Кремнии

Кремний, Silicium, Si, порядковый номер 14, атомный вес 28,06. После кислорода кремний — самый распространенный элемент на Земле; он составляет около 20% по весу наружной оболочки Земли. Кремний является главной составной частью глины и пес­ка. Все твердые и прочные породы земли состоят больше чем на треть из кремния. В граните кремния около 80% (А. Ф. Ферсман). В природе кремний встречается только в соединениях. Наиболее распространенным является соединение с кислородом 5102 из­вестное в химии под названием кремнезема, или кремневого ан­гидрида, а в геологии — кварца.

Кремнезем известен как в кристаллическом, так и в аморф­ном видоизменениях. Кристаллический кремнезем отличается боль­шой твердостью, прозрачные кристаллы его носят название гор­ного хрусталя, он плавится в пламени гремучего газа и вольто­вой дуги, растворим только в плавиковой кислоте. Кремнезему соответствуют ортокремневая H4Si04 и метакремневая кислоты НгЗЮз. Соли кремневых кислот носят название силикатов. При­мерами природных силикатов служат белая глина, асбест, поле­вые шпаты.

В виде кремнезема кремний содержится во всех растениях. Они поглощают его из почвы и из него строят прочную опору для своих клеток. Твердость, эластичность и прочность стеблей рас­тений зависят от содержания в них кремнезема. Особенно мно­го кремнезема в бамбуке, в хвоще, в соломе злаков. Остовы волос­ков крапивы состоят из чистого кремнезема, они имеют вид стеклян­ных колпачков, в которых хранится муравьиная кислота. Вкалываясь в кожу, волоски колпачков отламываются, и изливающаяся из них кислота производит ожог. Кремнезем в растениях играет не только опорную роль, но одновременно и защитную. Являясь гид­рофильным коллоидом, он при набухании удерживает значительное количество воды, чем предохраняет растения от высыхания. Это особенно важно для растений засушливых районов.

Кремний в организме животных и человека

Кремний в виде кремнезема содержится в организме морских животных, пресноводных рыб, птиц и млекопитающих. Кровь птиц содержит кремний в количестве 0,96%. Перья птиц содержат боль­шое количество кремния —10,5—40,0% SiOz на золу. В золе шпан­ской мухи обнаружено до 14,9% кремнекислоты. Кремний содер­жится постоянно в курином яйце, в белке и желтке. Кремний находится во всех органах млекопитающих: у рогатого скота, ло­шадей, кроликов и морских свинок; наибольшее количество его находится в шерсти, затем в печени (А. О. Войнар).

Изучению содержания кремния в организме человека посвяще­но много работ. Кремний обнаружен во всех органах и тканях. Много кремния в процентах на золу в лимфатических узлах во­рот легкого (18,33—55,0), в волосах (6—29), в гладких мышцах же­лудка (15,43), надпочечниках, в фибрине (16—30); в цельной кро­ви (1,69), в форменных элементах (3). Общее содержание крем­незема в теле человека ничтожно—около 0,001% (С. Капланский). Среднее содержание 5102 в крови человека составляет 8,3±2,4 мг в 1 мл (А. О. Войнар).

Кремний поступает в организм с пищей и частично с вды­хаемым воздухом. Всасывание кремнезема совершается в верхних отделах тонкого кишечника. Выводится кремнезем главным об­разом мочой и отчасти кишечником; среднее содержание кремне­зема в моче 1 мг %.

Изучением обмена кремния с помощью радиоактивного изото­па Si обнаружено, что накопление Si происходит лишь в почках (А. О. Войнар).

Вопрос о биологической роли кремния в организме хотя и чрезвычайно важен, но еще далек от своего разрешения. В животном организме кремний, как и в растениях, несет опорную функцию. Кремнезем необходим для прочности и эластичности эпителиаль­ных и соединительнотканных образований. По аналогии с растения­ми, у которых гибкость и твердость стебля связаны с определен­ным содержанием в клетках кремнекислоты, можно думать, что и в животном организме эластичность кожи, сухожилий, стенок со­судов обусловлена в значительной степени содержащимся в них кремнием. Характерное свойство кремния — упругость — исполь­зовано в точной механике и в промышленности: из кварца делают пружины, нити, призмы, подшипники (от прибавления 0,5% крем­ния сталь приобретает твердость, крепость и упругость). Кремне­зем, повидимому, играет роль в сохранении кожей нормального тургора, что связано со способностью коллоидов, содержащих кремнезем, к набуханию.

Кремнезем возбуждает фибробластическую. деятельность мезенхимальных клеток, способствуя образованию грануляции и рубце­ванию.

Огромная роль кремния в организме человека выявляется из изучения патологии, вызываемой окисью кремния.