Техника - молодёжи 1948-09, страница 10

СТ « м\0

1\ ЦЕГ1К1

ntco

В чистом виде кремний представляет собой коричневый нерастворимый в воде порошок, но таким в природе он никогда не встречается, хотя по распространенности занимает второе место после кислорода. Легче всего кремний соединяется с кислородом. Такое соединение носит название кремнезема, или кремневой кислоты. Кремнезем составляет около

Академик ФЕРСМАН |

^оказывают мне самые разнообразные предметы:то прозрачный шар, сверкающий на солнце 'чистотой холодного стекла, то красивый пестрый рисунок агата, то яркую игру многоцветного опала, то простой песок, то тонкую, как шелковинка, нитку из литой слезы, то огромные кристаллы горного хрусталя в пустотах сланцев, то полупрозрачную небьющуюся посуду, то фантастический рисунок яшмы, то ■дерево окаменелого леса, то стрелу древнего человека, — и все это состоит из кварца и близких к нему по составу минералов. Все они состоят из одного и того же химического соединения: элемента -кремния и кислорода.

При слове кремний обычно, вспоминаешь кремень—твердый кам-ень, дающий искру при ударе о сталь. До изобретения спичек им пользовались для зажигания дерева или пороха в кремневом ружье. Однако минерал кремень — не кремний химиков. Это только одно из его соединений. Сам же кремний — это замечательный химический элемент, бесчисленные атомы которого широко распространены вокруг нас в природе и в технике.

Гранит на 40 процентов состоит из .кремния. Пестрая облицовка гостиницы «Москва», темносиний сверкающий Лабрадор -в фундаментах домов—все эти твердые 'породы больше чем- на треть состоят m кремния.

'Из кремния -состоит п-ростая глина, песок и сланцы. Неудивительно поэтому, что около 30 процентов по весу всей земной коры состоит из этого элемента, что земные недра до шестнадцатикилометровой глубины на 66 процентов состоят из его главного соединения с кислородом. То, что химики изображают формулой: один атом кремния и два атома кислорода — Si02, — мы обычно называем кварцем, или .кремнеземом. Наука зияет более двухсот разновидностей этого минерала.

Но в природе -встречается еще больше соединений, где наш кремнезем, или довари, сочетается с металлами. При этом получаются тысячи новых минеральных видов. Человек использует их в строительстве и технике, получая из них тысячи различных сортов стекла, фарфора и фаянса, отливая стекла для окон, хрусталь для бокалов, создавая величайшую силу строительной техники — бетон, строя полотно новых автострад, • железобетонные здания заводов, фабрик, театров и клубов.

Что в руках человека может сравниться -по прочности и разнообразию своих соединений с кремнием и кремнеземом?

Кремний в организмах животных и растений

Там, где требуется прочный стебель или жесткая соломинка колоса, природа накапливает повышенное содержание кремнезема. И мы знаем, как много его содержится в золе

60 процентов земной коры, образуя минерал кварц с его многочисленными разновидностями.

Кремневая кислота с металлами образует соли — силикаты.

Важнейшие строительные материалы — стекло, фарфор, цемент, кирпич, а также главные горные породы — гранит, базальт — состоят из силикатов.

Рас. Н. СМОЛЬЯНИНОВА

простой соломы и особенно в стеблях хвощей, которые в далекие геологические эпохи образования каменного угля вытягивались на десятки метров из болотистых низин, так же как сейчас вытягиваются к небу богатые кремнием трубки бамбука в садах Сухуми или Батуми. В этих растениях природа достигла большой'механической прочности самого материала.

'Прочность стебля не -позволяет колосьям злаков ложиться под ударами дождя и. ветра. «

Но не только растения использовали кремний и его соединения. Мельчайшие полурастения-полуживотные, диатомовые ■водоросли, «строят» ив «их свои! скелеты. На •кубический сантиметр породы, образующейся из скорлупок этих водорослей, требуется около 5 миллионов маленьких растительных организмов. Но особенно интересны те постройки, в которых кремнезем используется животными для создания своего скелета. Нежные скелеты радиолярий построены из тонких иголочек кремнезема. Есть и губки, которые также образовывали свои твердые части из кремневых иголок.

Сотня-ми различных способов использовала природа кремнезем, чтобы образовать прочный скелет для мягких клеток живого организма.

Почему соединения кремния так прочны?

в чем же загадка прочности кремния? На этот вопрос ответили рентгенологи, когда им удалось взглянуть в глубины' кремневых соединений, когда открыли их строение.

Оказалось, что вокруг каждого атом-а кремния располагаются четыре атома кислорода. Образуется геометрическая фигура, называемая тетраэдром. Из тетраэдров вырастают сложные большие постройки, которые очень трудно сжимать или сгибать, в которых необычайно трудно оторвать атом кислорода от центрального атома кремния. Современная наука выяснила, что возможны тысячи сочетаний тетраэдров между собой. Иногда между ними располагаются другие заряженные частицы или сами тетраэдры сочетаются в отдельные полоски и пленки, создавая глины и гальки, но всегда и всюду в основе их прочности лежит сочетание тетраэдров.

Кремнезем стоек и химически: ни одна кислота не-может его разрушить, и только сильная щелочь несколько растворяет его, превращая в новые соединения. Плавится он трудно и только при 1600—1700°С начинает переходить в жидкое состояние. Неудивительно поэтому, что кремнезем сделался основой неорганической природы. В настоящее время создана целая наука — химия кремния, и на каждом шагу все пути геологии, минералогии, техники и строительства переплетаются с историей этого элемента.

8