Кремний реферат: Произошла ошибка

Реферат на тему: «Химия кремния и его соединений»

---

ВВЕДЕНИЕ
Кремний — элемент главной подгруппы четвертой группы третьего периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 14. Обозначается символом Si (лат. Silicium).В чистом виде кремний был выделен в 1811 году французскими учеными Жозефом Луи Гей-Люссаком и Луи Жаком Тенаром.Кремний – второй по распространенности (после кислорода) элемент земной коры. В верхних осадочных слоях он содержится в виде глин, кварца и других соединений и составляет 27,6% состава земной коры. В современной промышленности необходим чистый кремний, как полупроводник. Так называемые «девять девяток чистоты» — 99,9999999% чистого кремния – первое требование к полупроводнику. Ни один из современных компьютеров не существовал бы без кремния. Тоже можно сказать и о ряде других технических средств. В электротехнике кремний относится к полупроводникам, это вещества, которые при определенных условиях, и наличии определенного количества примесей становятся проводниками, именно поэтому он широко используется в современной промышленности.

НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ
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. В морской воде кремния содержится даже больше, чем фосфора, столь необходимого для жизни на Земле.Чаще всего в природе кремний встречается в виде кремнезёма — соединений на основе диоксида кремния (IV) SiO2 (около12 % 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.Кремний содержится в большинстве минералов и руд. Необходимые месторождения кварцитов и кварцевых песков есть в очень многих странах мира. Однако, для получения более качественного продукта или для повышения показателей рентабельности, выгоднее использование сырья с максимальным содержанием кремния (вплоть до 99% SiO2). Столь богатые месторождения крайне редки и по всему миру активно и давно используются конкурирующей стекольной промышленностью. В целом по миру обеспеченность кремниевых производств сырьем считается высокой, а соответствующая доля затрат в его себестоимости незначительной (менее 10 %).
ПОЛУЧЕНИЕ КРЕМНИЯ В СВОБОДНОМ ВИДЕ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ И В ЛАБОРАТОРИИ
Свободный кремний можно получить прокаливанием с магнием мелкого белого песка, который представляет собой диоксид кремния:SiO2 + 2Mg = Si + 2MgOПри этом образуется бурый порошок аморфного кремния.В промышленности кремний технической чистоты получают, восстанавливая расплав SiO2 коксом при температуре около 1800 °C в руднотермических печах шахтного типа:SiO2 + 2C = Si + 2COЧистота полученного таким образом кремния может достигать 99,9 % (основные примеси — углерод, металлы).Возможна дальнейшая очистка кремния от примесей.Очистка в лабораторных условиях может быть проведена путём предварительного получения силицида магния Mg2Si. Далее из силицида магния с помощью соляной или уксусной кислот получают газообразный моносилан Sih5. Моносилан очищают ректификацией, сорбционными и другими методами, а затем разлагают на кремний и водород при температуре около 1000 °C.Очистка кремния в промышленных масштабах осуществляется путём непосредственного хлорирования кремния. При этом образуются соединения состава SiCl4 и SiCl3H. Эти хлориды различными способами очищают от примесей (как правило перегонкой и диспропорционированием) и на заключительном этапе восстанавливают чистым водородом при температурах от 900 до 1100 °C.
СТРОЕНИЕ АТОМА КРЕМНИЯ
Структура кремния аналогична структуре алмаза: кристаллическая решетка кубическая гранецентрированная, но из-за большей длины связи между атомами Si–Si по сравнению с длиной связи C–C твердость кремния значительно меньше, чем алмаза. Кристаллическая структура кремния изображена на рисунке 1.Рисунок 1. Кристаллическая решетка кремния и схема ковалентиой связи: а – ковалентная связь; б – общий видДля атомов кремния является характерным состояние sp3-гибридизации орбиталей. В связи с гибридизацией чистый кристаллический кремний образует алмазоподобную решётку, в которой кремний четырёхвалентен. В соединениях кремний обычно также проявляет себя как четырёхвалентный элемент со степенью окисления +4 или −4. Встречаются двухвалентные соединения кремния, например, оксид кремния (II) — SiO.ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВАКремний образует две аллотропные модификации – аморфный и кристаллический кремний.Кристаллический кремний – вещество темно-серого цвета с металлическим блеском, имеет кубическую структуру алмаза, но значительно уступает ему по твердости, довольно хрупок. Температура плавления 1415 °C, температура кипения 2680 °C, плотность 2,33 г/см3. 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.
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Взаимодействие с галогенамиПри обычных условиях кремний довольно инертен, что объясняется прочностью его кристаллической решетки, непосредственно взаимодействует только с фтором, при этом проявляет восстановительные свойства:Si + 2F2 = SiF4С хлором реагирует при нагревании до 400–600 °С:Si + 2Cl2 = SiCl4Взаимодействие с кислородомИзмельченный кремний при нагревании до 400–600 °С реагирует с кислородом:Si + O2 = SiO2Взаимодействие с другими неметалламиПри очень высокой температуре около 2000 °С реагирует с углеродом:Si + C = SiCс бором:Si + 3B = B3SiПри 1000 °С реагирует с азотом:3Si + 2N2 = Si3N4С водородом не взаимодействует. Взаимодействие с галогеноводородамиС фтороводородом реагирует при обычных условиях:Si + 4HF = SiF4 + 2h3,с хлороводородом – при 300 °С, с бромоводородом – при 500 °С.Взаимодействие с металламиОкислительные свойства для кремния менее характерны, но они проявляются в реакциях с металлами, при этом образует силициды:2Ca + Si = Ca2SiВзаимодействие с кислотамиКремний устойчив к действию кислот, в кислой среде он покрывается нерастворимой пленкой оксида и пассивируется. Кремний взаимодействует только со смесью плавиковой и азотной кислот:3Si + 4HNO3 + 18HF = 3h3[SiF6] + 4NO + 8h3OВзаимодействие со щелочамиРастворяется в щелочах, образуя силикат и водород:Si + 2NaOH + h3O = Na2SiO3 + h3
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЛОЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ КРЕМНИЯ
Отличительной особенностью химии кремния является преобладание его стойких кислородных соединений. Все другие его соединения не только нестойки, но и редки в земных условиях; вообще они образуются и бывают устойчивы лишь при совершенно особых условиях: при отсутствии кислорода и воды. Подобно углероду, кремний с кислородом образует два соединения: SiO и SiO2. Монооксид SiO в природе не встречается. Область термодинамической стабильности этого соединения лежит при высоких температурах, когда он находится в парообразном состоянии. Получить SiO можно восстановлением SiO2 при 1350-1500°С:SiO2+ C=SiO+COБыстрым охлаждением (закалкой) паров SiO получают его в твердом состоянии. При медленном охлаждении SiO диспропорционирует.Твердый оксид SiO представляет собой порошок темно-желтого цвета. Он не проводит электрического тока и является прекрасным изоляционным материалом. SiO медленно окисляется кислородом воздуха и легко растворяется в щелочах:SiO+2NaOH= Na2SiO3+ h3т.е. проявляет восстановительные свойства. Диоксид SiO2 — наиболее характерное и устойчивое кислородное соединение кремния. Фтор, газообразный HF и плавиковая кислота энергично взаимодействуют с SiO2:SiO2+ 2F2= SiF4+ O2SiO2+ 4HF= SiF4+2h3OВ первой реакции фтор вытесняет кислород из оксида кремния. Обе реакции протекают потому, что тетрафторид кремния – более прочное соединение, чем диоксид. Энтальпия образования последнего -910,9, а для SiF4 ΔHf,298°=-1614,9 кДж/моль. Кроме того, эти процессы сопровождаются возрастанием энтропии (слева – твердое вещество и газ, а справа – два газа). Поэтому свободная энергия Гиббса в результате этих взаимодействий сильно уменьшается.В воде SiO2 практически нерастворим. Не действуют на него кислоты и царская водка. В щелочных растворах, особенно при нагревании, SiO2 легко растворяется:SiO2+ 2NaOH= Na2SiO3+ h3OОбычно реакцию получения силикатов проводят не в растворе, а путем спекания SiO2 со щелочами, карбонатами и оксидами металлов:SiO2+ Na2CO3= Na2SiO3+ CO2SiO2+ PbO= PbSiO3Все эти реакции доказывают кислотную природу диоксида кремния. Химические свойства кварцевого стекла практически такие же, как и кристаллического SiO2.Поскольку SiO2 нерастворим в воде, кремниевую кислоту получают косвенным путем:Na2SiO3+ 2HCl= h3SiO3+ 2NaClОбразующаяся кремниевая кислота выделяется из раствора в виде студенистого осадка или остается в растворе в коллоидном состоянии. Состав ее отвечает формуле xSiO2∙yh3O со значениями x и y, меняющимися в зависимости от условий. Кислота с x=1 и y=1 называется метакремниевой h3SiO3, а у ортокремниевой h5SiO4 y=2. Все кислоты, для которых x>1, называются поликремниевыми. В свободном состоянии эти кислоты выделить не удается. Их состав определяется по солям – силикатам. Все кремниевые кислоты очень слабые. Растворимые в воде силикаты сильно гидролизованы:Na2SiO3+ 2h3O=2NaOH+ h3SiO3Частично обезвоженная студнеобразная кремниевая кислота представляет собой твердую белую очень пористую массу, называемую силикагелем. Он обладает высокой адсорбционной способностью и энергично поглощает воду, масла, эфиры и т.д.Водородные соединения кремния – кремневодороды или силаны – получают действием кислот на силициды активных металлов, например:Mg2Si+4HCl=2MgCl2+ Sih5Наряду с моносиланом Sih5 выделяются водород и полисиланы, вплоть до гексасилана Si6h24. Содержание других кремневодородов в продуктах разложения силицида магния закономерно увеличивается по мере уменьшения их молекулярной массы. По структуре и физическим свойствам силаны похожи на углеводороды гомологического ряда метана. Известны все гомологи моносилана, вплоть до октасилана Si8h28. Для получения практически наиболее важного моносилана используют реакции восстановления галогенидов кремния водородом или алюмогидридом лития:SiГ4+ 4h3= Sih5+ 4HГSiCl4+ LiAlh5=Sih5+ LiCl+AlCl3Все силаны имеют характерный неприятный запах и токсичны. По сравнению с углеводородами силаны характеризуются большей плотностью и более высокими температурами плавления и кипения, но термически менее стойки. По химическим свойствам сильно резко отличаются от представителей гомологического ряда метана и напоминают бораны (диагональное сходство с бором). Они легко окисляются на воздухе, т.е. являются восстановителями:Sih5+ 2O2= SiO2+ 2h3OСиланы восстанавливают KMnO4 до MnO2, производные Fe+3 до Fe+2. В присутствии следов кислот и особенно щелочей силаны разрушаются:Sih5+ 2h3O= SiO2+ 4h3Sih5+ 2NaOH+ h3O= Na2SiO3+ 4h3Образование в процессе гидролиза силанов кремнезема или силикатов указывает на кислотную природу силанов. Для кремния известны также немногие представители непредельных кремневодородов типа полисиленов (Sih3)n и полисилинов (SiH)n. Все они – твердые вещества, неустойчивые к нагреванию и исключительно реакционноспособные. Они самовоспламеняются на воздухе и нацело разлагаются водой.Галогениды кремния SiГ4 могут быть получены синтезом из простых веществ. Все они энергично взаимодействуют с водой:SiГ4+ 2h3O= SiO2+ 4HГДля фторида реакция обратима (поэтому SiO2 растворяется в HF), а для остальных галогенидов – практически полностью смещена вправо. При нагревании галогенидов SiГ4с кремнием выше 1000°С протекает реакция образования дигалогенидов: SiГ4+ Si⟷2SiГ2, которые при охлаждении диспропорционируют с выделением кремния. Эту реакцию можно использовать как транспортную для получения кремния высокой чистоты.Из галогенидов кремния наибольшее значение имеют SiCl4, SiF4 и SiHCl3. Тетрахлорид кремния получают при хлорировании смеси угля и кварцевого песка (600-700°С):2Cl2+ SiO2+ 2C= SiCl4+ 2COЗначительные количества SiF4 в качестве побочного продукта улавливаются на суперфосфатных производствах, работающих на апатитовом сырье. Кроме того, он может быть получен нагреванием смеси кварцевого песка, фторида кальция и серной кислоты:SiO2+ 2h3SO4+ 2CaF2= 2CaSO4+ SiF4+ 2h3OТетрафторид кремния, присоединяя две формульные единицы HF, переходит в кремнефтористоводородную (гексафторкремниевую) кислоту:SiF4+ 2HF= h3[SiF6]В индивидуальном состоянии h3[SiF6] не выделена, по силе близка к серной кислоте. Соли ее – гексафторосиликаты – при нагревании разлагаются на SiF4 и фториды металлов. В октаэдрической структуре ионов [SiF6]2- кремний находится в состоянии sp3d2-гибридизации и его координационное число 6. Для других галогенов соединения аналогично состава неизвестны.Соединения с другими неметалламиДисульфид кремния SiS2 получается при непосредственном взаимодействии компонентов. Образуется дисульфид также вытеснением кремнием водорода из h3S в отсутствие воздуха при 1300°С:2h3S+Si= SiS2+ 2h3Дисульфид кремния – белые шелковистые кристаллы. Водой дисульфид кремния разлагается на h3S и SiO2. Известны также моносульфид кремния SiS. Он получается восстановлением дисульфида в вакууме при 900°С. Моносульфид представляет собой полимерные игольчатые кристаллы, разлагающиеся водой: SiS+ 2h3O= h3S+ SiO2+ h3Бесцветные кристаллы Si3N4 отличаются большой химической стойкостью. До 1000°С на него не действуют кислород, водород и водяной пар. Он не растворяется в кислотах и растворах щелочей. Только расплавы щелочей и горячая концентрированная плавиковая кислота медленно его разлагают.Из соединений кремния с фосфором наиболее известны моно- и дифосфид: SiP и SiP2. Они получаются непосредственным взаимодействием компонентов в нужных стехиометрических количествах, отличаются химической стойкостью. Аналогичный состав имеют и арсениды кремния.БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ КРЕМНИЯКремний является важнейшим микроэлементом в организме человека. Основная роль кремния в организме человека – участие в химической реакции, суть которой состоит в скреплении субъединиц волокнистых тканей организма (коллагена и эластина) вместе, что придает им силу и упругость. Также он принимает непосредственное участие в процессе минерализации костной ткани. Он обнаружен во многих органах и тканях, таких как легкие, надпочечники, трахеи, кости и связки, что свидетельствует о его повышенной биосовместимости. Еще одна важная функция кремния — поддержание нормального обмена веществ в организме. Если кремния не хватает, то примерно 70 других элементов не усваиваются организмом. Кремний создаёт коллоидные системы, которые поглощают вредоносные микроорганизмы и вирусы, таким образом, очищая организм. Человеку ежедневно требуется не менее 10 миллиграмм кремния. Доставить кремний в организм можно двумя путями: вода, содержащая кремний, и употребление в пищу определённых растений. Широко известны лечебные свойства кремниевой воды. Кремниевая вода является простым средством пополнения концентрации этого жизненно важного вещества в организме. Одним из наиболее насыщенных кремнием естественным источником является голубая, лечебная, пищевая глина.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Кремний – это один из наиболее распространенных элементов на нашей планете. Благодаря этому, он и его соединения получили широкое применение: изготовление полупроводниковых устройств, производство волокнистой оптики и устройств для глубокой очистки веществ, солнечных батарей. Кварцевый песок используют для изготовления стекольных изделий, строительных растворов, формовочной земли в металлургии. Горный хрусталь применяют при изготовлении ювелирных изделий. Кристаллы кварца используют в кварцевых резонаторах, в электронных часах. Кремнийорганические соединения используются в медицине в качестве протезов и различных наполнителей, при производстве эластичных материалов и изделий, в том числе и бытового назначения.Кремний стал незаменимым химическим элементом, благодаря своей распространенности. А современные технологии позволяют добывать и очищать кремний с минимальными затратами, из-за чего он стал еще и очень дешев в производстве. Ни одно современное производство не обходится без микропроцессорных систем управления, без компьютеров, и электроники в целом. Увидев всю важность этого химического элемента, можно без преувеличения сказать, что кремний, жизненно необходим для современного развивающегося мира.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 2000, 527 с.Гринвуд Н. Химия элементов: в 2 томах – М.: БИНОМ, 2008, Т.1- 601 с., Т.2- 666 с.Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия, 2000, Ч.1 — 592 c., Ч.2 — 632 c.Лидин Р.А., Молочко В.А., Андреева Л.Л. Химические свойства неорганических веществ. – М.: Химия, 2000, 480 с.Коровин Н.В. Общая химия. – М.: Высшая школа, 2011,  — 496 с. https://chemege.ru/silicium/

---

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

1 000 +

Новых работ ежедневно

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

130094
рейтинг

5696
работ сдано

2571
отзывов

123924
рейтинг

2879
работ сдано

1284
отзывов

82565
рейтинг

1928
работ сдано

1219
отзывов

62710
рейтинг

1046
работ сдано

598
отзывов

Тип работыВыберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноЛабораторнаяЧертежЭссеОтветы на билетыПеревод с ин. языкаДокладСтатьяБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Диана

Юр

Очень рада, что нашла такого исполнителя! Все быстро и качественно! Спасибо огромное)) все…

Антон

Красноярский техникум сварочных технологий и энергетики

Работа по моей просьбе выполнена за наикратчайший срок исполнитель большой молодец всем со…

Лилия

МГУТУ

Спасибо огромное за досрочно выполненную работу. Ответственный исполнитель всем рекомендую.

Минеральные вещества | Tervisliku toitumise informatsioon

В человеческом организме установлено наличие более 70 химических элементов. Достоверно установлена потребность в более чем 20 биоэлементах. Для обеспечения достаточного количества этих элементов крайне важно, чтобы питание было разнообразным.

Встречающиеся в организме минеральные вещества можно условно разделить на две группы:

• Содержание макроэлементов в организме составляет более 0,01%. Ими являются фосфор (P), кальций (Ca), натрий (Na), калий (K), магний (Mg), сера (S), хлор (Cl) (см Таблица 1).
• Содержание микроэлементов – менее 0,01%, у некоторых даже 0,00001.

Потребность в некоторых микроэлементах установлена, это железо (Fe), цинк (Zn), медь (Cu), йод (I), селен (Se) , марганец (Mn), молибден (Mo), фтор (F), хром (Cr), кобальт (Co), кремний (Si), ванадий (V), бор (B), никель (Ni), мышьяк (As) и олово (Sn).

Помимо них в организме обнаружен целый ряд элементов, функция которых пока не ясна, их появление в организме может быть обусловлено загрязнением окружающей среды и частым соприкосновением с ними. Например, люди, работающие в теплицах, постоянно контактируют с химическими веществами, различные элементы могут быть признаком разного рода заболеваний. В числе таких элементов алюминий (Al), стронций (Sr), барий (Ba), рубидий (Rb), палладий (Pd), бром (Br).

В организм могут попадать и тяжелые, т.е. ядовитые металлы, такие как кадмий (Cd), ртуть (Hg) или свинец (Pb).

Минеральные вещества в нашем организме являются важными компонентами скелета, биологических жидкостей и энзимов и способствуют передаче нервных импульсов.

Люди и животные получают различные биологические элементы из пищи, воды и окружающего воздуха, самостоятельно синтезировать минеральные вещества живые организмы не могут. В растениях минеральные вещества накапливаются из почвы, и их количество зависит от места произрастания и наличия удобрений. В питьевой воде также имеются минеральные вещества, и их содержание зависит от места, откуда получают воду.

Несмотря на то, что человек нуждается в небольших количествах минеральных веществ (макроэлементов в миллиграммах и граммах, микроэлементов – в милли- и микрограммах), в его организме, тем не менее, отсутствуют достаточные запасы минеральных веществ, чтобы нормально перенести их долговременный дефицит. Потребность в минеральных веществах зависит также от возраста, пола и прочих обстоятельств (см Таблица 2). Например, повышенная потребность в железе у женщин связана с менструациями и беременностью, а спортсменам требуется больше натрия, потому что он интенсивно выводится с потом.

Чрезмерные количества минеральных веществ могут привести к сбоям в работе организма, потому что, будучи компонентами биоактивных соединений, они оказывают влияние на регуляторные функции. Получать чрезмерные количества минеральных веществ (за исключением натрия) с пищей практически невозможно, однако это может произойти при чрезмерном употреблении биологически активных добавок и обогащенных минеральными веществами продуктов.

Усвоению минеральных веществ могут препятствовать:

• злоупотребление кофе,
• употребление алкоголя,
• курение,
• некоторые лекарства,
• некоторые противозачаточные таблетки,
• определенные вещества, встречающиеся в некоторых продуктах, например, в ревене и шпинате.

Потери минеральных веществ при тепловой обработке продуктов питания значительно меньше, чем потери витаминов. Однако при рафинировании или очистке часть минеральных веществ удаляется. Поэтому важно есть больше цельнозерновых и нерафинированных продуктов. Минеральные вещества могут образовывать соединения с другими веществами, содержащимися в продуктах питания (например, с оксалатами в ревене), в результате чего организм не может их усвоить.

Таблица 1

Названия и источники важнейших минеральных веществ

Обозначение	Название	Лучшие источники *
Макроэлементы
Na	натрий	поваренная соль (NaCl), готовая еда, сыр, ржаной хлеб, консервы, мясные продукты, оливки, картофельные чипсы
K	калий	растительные продукты: сушеные фрукты и ягоды, орехи, семена, топинамбур, картофель, редис, капуста, зеленые овощи, мука «Кама», свёкла, банан, ржаной хлеб, смородина, томаты
Ca	кальций	молоко и молочные продукты (особенно сыр), миндаль, орехи, семена, рыба (с костями), шпинат
Mg	магний	орехи, семена, мука «Кама», ржаной хлеб, шпинат, бобовые, греча, цельнозерновые продукты, свинина, говядина и курятина, банан, брокколи
P	фосфор	семена, орехи, молочные продукты (особенно сыр), печень, птица, говядина, ржаной хлеб, рыба, цельнозерновые продукты, бобовые
S	сера	продукты с белками, содержащими аминокислоты метионин (зерновые, орехи) и цистеин (мясо, рыба, соевые бобы, зерновые)
Cl	хлор	поваренная соль
Микроэлементы
Fe	железо	печень, кровяная колбаса, семечки, яйца, изюм, ржаной хлеб, нежирная говядина и свинина, цельнозерновые продукты, греча, клубника
Zn	цинк	печень, мясо, мука «Кама», семена, орехи, сыр, ржаной хлеб, бобовые, дары моря (крабы, салака), цельнозерновые продукты, яйца
Cu	медь	печень, какао-порошок, мясо, бобовые, цельнозерновые продукты, семена, орехи, греча, ржаной хлеб, лосось, авокадо, свёкла, дары моря
I	йод	йодированная соль, рыба и другие дары моря, сыр, яйца, некоторые виды ржаного хлеба и йогурта
Se	селен	арахис, печень, рыба и дары моря, семена подсолнечника, мясо

* Количество, содержащееся в 100 г продукта, покрывает не менее 10% суточной потребности взрослой женщины

Таблица 2

Рекомендуемые в зависимости от возраста суточные нормы потребления важнейших минеральных веществ

Возраст	Натрий, мг	Кальций, мг	Калий, г	Магний, мг	Железо, мг	Цинк, мг	Медь, мг	Йод, мкг	Селен, мкг
Дети
6–11 месяцев	до 650	550	1,1	80	8	5	0,3	60	15
12–23 месяца	до 830	600	1,4	85	8	6	0,3	90	25
2–5 лет	до 1580	600	1,8	120	8	6	0,4	90	30
6–9 лет	до 1580	700	2	200	9	7	0,5	120	30
Женщины
10–13 лет	до 2400	900	2,9	300	11	8	0,7	150	40
14–17 лет	до 2400	900	3,1	320	15	9	0,9	150	50
18–30 лет	до 2400	900	3,1	320	15	9	0,9	150	50
31–60 лет	до 2400	800	3,1	320	15	9	0,9	150	50
61–74 лет	до 2400	800	3,1	320	10	9	0,9	150	50
> 75 лет	до 2400	800	3,1	320	10	9	0,9	150	50
Беременные	до 2400	900	3,1	360	15	10	1	175	60
Кормящие матери	до 2400	900	3,1	360	15	11	1,3	200	60
Мужчины
10–13 лет	до 2400	900	3,3	300	11	11	0,7	150	40
14–17 лет	до 2400	900	3,5	380	11	12	0,9	150	60
18–30 лет	до 2400	900	3,5	380	10	9	0,9	150	60
31–60 лет	до 2400	800	3,5	380	10	9	0,9	150	60
61–74 лет	до 2400	800	3,5	380	10	10	0,9	150	60
> 75 лет	до 2400	800	3,5	380	10	10	0,9	150	60

* Для 18–20-летних рекомендуемая суточная доза составляет 900 мг кальция и 700 мг фосфора.
** Потребность в железе зависит от потери железа при менструациях. Для женщин в постменопаузе рекомендуемая дневная доза железа составляет 10 мг.
*** Для достижения сбалансированного содержания железа во время беременности в организме женщины должны иметься запасы железа как минимум на 500 мг больше, чем до беременности. В двух последних триместрах беременности, в зависимости от уровня железа в организме, может потребоваться дополнительный прием железа.
**** На самом деле, селена можно потреблять больше указанной в таблице рекомендованной дозы, поскольку селен по-разному всасывается из разных источников и происходит постоянное обеднение им поверхности, т.е. таблицы питательной ценности продуктов «не поспевают» за истинным положением дел (в них зачастую указываются значения больше реальных).

Максимальные разовые безопасные дозы минеральных веществ и пищевых добавок:

Минеральное вещество	Доза
Кальций (мг)	2500
Фосфор (мг)	3000
Калий  (мг)	3,7*
Железо  (мг)	60
Цинк (мг)	25
Медь (мг)	5
Йод (мкг)	600
Селен (мкг)	300

* Только из биоактивных добавок или обогащенной пищи

Кремний: эволюция его использования в биоматериалах

Обзор

. 2015 янв;11:17-26.

doi: 10.1016/j.actbio.2014.09.025. Epub 2014 20 сентября.

Дж. Р. Хенсток ¹ , ЛТ Кэнэм ² , С. И. Андерсон ³

Принадлежности

• ¹ Институт науки и технологий в медицине Кильского университета, Сток-он-Трент ST4 7QB, Великобритания. Электронный адрес: [email protected].
• ² pSiMedica Ltd, Научный парк Малверн-Хиллз, Малверн, Вустершир WR14 3SZ, Великобритания.
• ³ Медицинский факультет Ноттингемского университета, Отделение медицинских наук и приемной медицины, Королевский больничный центр Дерби, Уттоксетер-роуд, Дерби DE22 3DT, Великобритания.

• PMID: 25246311
• DOI: 10.1016/j.actbio.2014.09.025

Обзор

JR Henstock et al. Акта Биоматер. 2015 Январь

. 2015 янв;11:17-26.

doi: 10.1016/j.actbio.2014.090,025. Epub 2014 20 сентября.

Авторы

Дж. Р. Хенсток ¹ , ЛТ Кэнэм ² , С. И. Андерсон ³

Принадлежности

• ¹ Институт науки и технологий в медицине Кильского университета, Сток-он-Трент ST4 7QB, Великобритания. Электронный адрес: [email protected].
• ² pSiMedica Ltd, Научный парк Малверн-Хиллз, Малверн, Вустершир WR14 3SZ, Великобритания.
• ³ Медицинский факультет Ноттингемского университета, отделение медицинских наук и приемной медицины, Королевский больничный центр Дерби, Уттоксетер-роуд, Дерби DE22 3DT, Великобритания.

• PMID: 25246311
• DOI: 10.1016/j.actbio.2014.09.025

Абстрактный

В 1970-х годах несколько исследований выявили потребность в кремнии для развития костей, в то время как биоактивные силикатные стекла одновременно стали пионерами современной эры биоактивных материалов. Впоследствии значительные исследования были сосредоточены на химии и биологической функции кремния в костях, продемонстрировав, что этот элемент оказывает по крайней мере два отдельных эффекта во внеклеточном матриксе: (i) взаимодействует с гликозаминогликанами и протеогликанами во время их синтеза и (ii) образует ионные замены. в структуре кристаллической решетки гидроксиапатита. Кроме того, продукты растворения биоактивного стекла (преимущественно кремниевые кислоты) оказывают существенное влияние на молекулярную биологию остеобластов in vitro, регулируя экспрессию нескольких генов, включая ключевые остеобластные маркеры, регуляторы клеточного цикла и белки внеклеточного матрикса. Исследователи стремились извлечь выгоду из этих эффектов и создали широкий спектр биоматериалов, в том числе биоактивные стекла, кремнийзамещенные гидроксиапатиты и чистый пористый кремний, но все эти материалы имеют сходство в механизмах, которые приводят к их биологической активности. В этом обзоре обсуждаются текущие данные, полученные в результате оригинальных исследований в области биохимии и биоматериаловедения, подтверждающих роль кремния в кости, сравниваются как биологические функции элемента, так и анализируется эволюция кремнийсодержащих биоматериалов.

Ключевые слова: биоматериал; биоматериалы; ортокремниевая кислота; Кремниевая кислота; Кремний.

Авторское право © 2014 Acta Materialia Inc. Опубликовано Elsevier Ltd. Все права защищены.

Похожие статьи

• Пористый кремний придает биологическую активность поликапролактоновым композитам in vitro.

  Henstock JR, Ruktanonchai UR, Canham LT, Anderson SI. Хенсток Дж. Р. и соавт. J Mater Sci Mater Med. 2014 апр; 25 (4): 1087-97. doi: 10.1007/s10856-014-5140-5. Epub 2014 8 января. J Mater Sci Mater Med. 2014. PMID: 24398914

• Обзор биологической реакции на продукты ионного растворения биоактивных стекол и стеклокерамики.

  Хоппе А., Гюльдал Н.С., Боккаччини АР. Хоппе А. и др. Биоматериалы. 2011 апр; 32 (11): 2757-74. doi: 10.1016/j.biomaterials.2011.01.004. Epub 2011 2 февраля. Биоматериалы. 2011. PMID: 21292319 Обзор.

• Биологическое действие биоактивных стекол и продуктов их растворения.

  Хоппе А., Боккаччини, АР. Хоппе А. и др. Передняя оральная биол. 2015;17:22-32. дои: 10.1159/000381690. Epub 2015 20 июля. Передняя оральная биол. 2015. PMID: 26201273 Обзор.

• Биоактивное поведение кремнийзамещенной биокерамики на основе фосфата кальция для регенерации кости.

  Хан А.Ф., Салим М., Афзал А., Али А., Хан А., Хан А.Р. Хан А.Ф. и др. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2014 1 февраля; 35: 245-52. doi: 10.1016/j.msec.2013.11.013. Epub 2013 18 ноября. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2014. PMID: 24411375 Обзор.

• Влияние быстро рассасывающихся заменителей кости на временную экспрессию остеобластического фенотипа in vitro.

  Кнабе С., Хушманд А., Бергер Г., Дюшен П., Гильденхаар Р., Кранц И., Стиллер М. Кнабе С. и др. J Biomed Mater Res A. 2008 15 марта; 84 (4): 856-68. doi: 10.1002/jbm.a.31383. J Biomed Mater Res A. 2008. PMID: 17635025

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Новый 3D-принтер PEEK-HA-Mg ₂ SiO ₄ композитный материал для имплантатов позвоночника: оценка биосовместимости и совместимости с визуализацией.

  Кумар Н., Алатур Рамакришнан С., Лопес К.Г., Ван Н., Веллайаппан Б.А., Халлинан Дж.Т.П. Д., Фух Дж.И.Х., Кумар А.С. Кумар Н. и соавт. Eur Spine J. 2023 Jul;32(7):2255-2265. doi: 10.1007/s00586-023-07734-0. Epub 2023 13 мая. Евро Спайн Дж. 2023. PMID: 37179256

• Наночастицы пористого кремния, нацеленные на внеклеточный матрикс, для доставки терапевтического белка при черепно-мозговой травме.

  Вагонер Л.Е., Кан Дж., Зуидема Дж.М., Виджаякумар С., Уртадо А.А., Сейлор М.Дж., Квон Э.Дж. Вагонер Л.Э. и соавт. Биоконьюг Хим. 2022 21 сентября; 33 (9): 1685-1697. doi: 10.1021/acs.bioconjchem.2c00305. Epub 2022 26 августа. Биоконьюг Хим. 2022. PMID: 36017941

• Может ли стронций заменить кальций в биоактивных материалах для стоматологии?

  Пелепенко Л.Е., Марчиано М.А., Франкати Т.М., Бомбарда Г., Бесса Марконато Антунес Т. , Соррентино Ф., Мартин Р.А., Боанини Э., Купер П.Р., Шелтон Р.М., Камиллери Дж. Пелепенко Л.Е. и соавт. J Biomed Mater Res A. 2022 Dec;110(12):1892-1911. doi: 10.1002/jbm.a.37421. Epub 2022 30 июня. J Biomed Mater Res A. 2022. PMID: 35770805 Бесплатная статья ЧВК.

• Биосовместимость волоконно-оптического устройства с микроиглами, хронически имплантированного в мозг крысы.

  Кани Ю., Хинкли Дж., Робертсон Дж.Л., Мехта Дж.М., Райландер К.Г., Россмайсль Дж.Х. Кани Ю. и др. рез. вет. 2022 март; 143:74-80. doi: 10.1016/j.rvsc.2021.12.018. Epub 2021 31 декабря. рез. вет. 2022. PMID: 34995824 Бесплатная статья ЧВК.

• Марганецсодержащее биоактивное стекло усиливает остеогенную активность массивов нанотрубок TiO ₂ .

  Сабино Р. М., Рау Дж.В., Де Бонис А., Де Стефанис А., Курсио М., Тегил Р., Попат К.С. Сабино Р.М. и соавт. Appl Surf Sci. 2021 30 декабря; 570:151163. doi: 10.1016/j.apsusc.2021.151163. Epub 2021 4 сентября. Appl Surf Sci. 2021. PMID: 34594060 Бесплатная статья ЧВК.

Просмотреть все статьи «Цитируется по»

Типы публикаций

термины MeSH

вещества

Генерация Silicon Ensemble Abstract Vie

Генерация Silicon Ensemble Abstract Vie Предыдущий учебник Главное меню Следующий учебник

---

---

К сожалению, абстрактное представление, созданное в Virtuoso, не включает некоторые важная информация, необходимая Silicon Ensemble, поэтому этот промежуточный шаг помогает в перемещении дизайна между программами.

Экспорт GDS

Абстрактный генератор входит в состав пакета Silicon Ensemble. Как таковой, он не может напрямую читать базы данных библиотек ICFB. Нам нужно экспортировать стандарт библиотеку ячеек в формат Stream (GDS), затем повторно импортируйте файл GDS в формате Abstract Генератор. Для экспорта в формат GDS из ICFB:

• Перейти к CIW.
• Щелкните Файл -> Экспорт -> Поток…
• В форме Virtuoso Stream Out введите следующую информацию:
• Каталог выполнения: .
• Имя библиотеки: учебник
• Имя верхней ячейки: (оставьте пустым)
• Имя представления: макет
• Выходной файл: имя_библиотеки.gds
• Затем нажмите кнопку Пользовательские данные. Новая форма, Stream-Out Появится форма Пользовательские данные.

В форме Stream Out User-Defined Data введите stream.map для Таблица карт слоев. Затем нажмите ОК.

Текстовый файл stream.map сообщает ICFB, какой каким номерам GDS соответствуют слои. Скопируйте этот файл в свой каденс каталог. Когда мы повторно импортируем файл GDS обратно в Abstract Generator, технический файл мы собираемся использовать, имеет те же сопоставления слоев.

Теперь, вернувшись в форму Virtuoso Stream Out , щелкните Параметры кнопка.
Появится новая форма Параметры потоковой передачи .

В форме Stream Out Options выберите No Merge для Convert PCells в поле Geometry . Это сглаживает любые параметрические ячейки в библиотека ячеек (для ячеек панели ввода-вывода). Затем нажмите ОК.

Нажмите OK в форме Virtuoso Stream Out. Файл GDS, содержащий стандартный будет создана библиотека ячеек. (Возможно, будут какие-то предупреждения и, возможно, ошибка, но обычно их можно игнорировать.)

Инициализировать абстрактный генератор

Прежде чем использовать абстрактный генератор, нам нужно настроить его так, чтобы он использовал наш технологический файл (например, технология ami06).
Сначала создайте каталог для Silicon Ensemble с подкаталогом tech Скопируйте это в свой технический каталог и назовите его tech.dpux . Запустите Генератор абстракций, набрав abstract -tech . /tech . в вашем каталоге Silicon Ensemble. Сначала мы добавим вашу библиотеку в технологический файл (tech.dpux) внутри абстрактного генератора Silicon Ensemble.

Начните с нажатия Файл -> Технология… , чтобы вызвать Редактор технологических файлов. В разделе «Категории» (слева) нажмите «Путь к библиотеке». Нажмите , добавьте и замените newLib1 на имя вашей библиотеки (например, mylib) и newPath с путем к вашей библиотеке каденций (например, /home/usr_name/cadence/mylib) Я бы рекомендовал иметь по одной библиотеке для каждой из ваших локальных библиотек дизайна Viruoso. (но не общесистемные библиотеки) и иметь точку пути к библиотеке непосредственно в версию библиотеки Cadence. Резюме кремниевого ансамбля версии ячеек будут отображаться ВСЕМИ ЗАГЛАВНЫМИ БУКВАМИ в Virtuoso, но представления будут не может быть прочитан Virtuoso. Если ваши ячейки названы с использованием ВСЕХ ЗАГЛАВНЫХ БУКВ в Virtuoso, вам нужно будет создать отдельный каталог библиотеки для ячеек абстрактного генератора. В 9Окно 0212 Technology File Editor , щелкните File -> Сохраните и закройте окно редактора технологических файлов .

Использование абстрактного генератора

Далее мы будем импортировать файл GDS, экспортированный ранее из Virtuoso. В главном окне нажмите File -> Library . Так как у вас есть только один Библиотека в этот момент должна появиться автоматически.

Нажмите Файл -> Импорт -> Макет и просматривайте, пока не найдете файл GDS, экспортированный ранее из Virtuoso. Затем нажмите ОК .

Через несколько секунд ячейки из вашей библиотеки будут появиться в окне в bin Core.

В этот момент, если есть ячейки, рядом с которыми нет зеленой галочки их в виде макета, выберите их (Shift позволяет выбирать группы, Control позволяет вам выбирать или отменять выбор по одному за раз… так же, как окна). Когда они все выбраны, нажмите Cells -> Move The Move Select Появится форма Cells , нажмите на ignore бин и ОК в переместите эти ячейки в корзину «Игнорировать».
Примечание. Если в основной корзине есть ячейки без допустимых представлений, вы можете не сможет экспортировать библиотеку позже.

Чтобы увидеть, как выглядят ваши ячейки в абстрактном генераторе, убедитесь, что вы находятся в основной корзине, выберите ячейку, которую хотите просмотреть, и нажмите Ячейки -> Правка -> Макет…
Ячейка инвертора (созданная в учебнике по компоновке) должна выглядеть как-то вот так:

Поскольку нас интересует только металл и переходные слои, давайте сделаем их видимый

Существует три основных этапа создания рефератов: создание представления Pins , представления Extract и, наконец, представления Abstract .

• Шаг Pins сопоставляет текстовые метки с металлическими слоями, обозначая определенные металлические блоки как контакты (вся информация о выводах теряется во время экспорта GDS, поэтому нам необходимо восстановить эту информацию).
• Извлечение Шаг Извлечение объединяет металлические блоки под одной и той же сетью в одну единую сеть (мы не будем использовать эту функцию, так как мы хотим, чтобы наши выводы были размером 3×3 лямбда). Он также превращает любой слой metal.pin в metal.net.
• Шаг Abstract копирует информацию о выводах (цепях) из шага Extract и создает блокировки для металлического и переходного слоев (или любого другого слоя, который вы укажете). Эти блокировки сообщат инструменту размещения и трассировки (а именно Silicon Ensemble), какие части стандартной ячейки следует избегать при трассировке с определенными слоями.

Результирующее представление Abstract содержит только информацию net и blocking , которая будет экспортирована в файл LEF и импортирована в Silicon Ensemble.

Штифты Шаг

Если все ваши ячейки одинаковые, вы можете обработать их все сразу, а пока мы будем использовать INV из учебника по компоновке в качестве примера.

Выберите INV и нажмите Flow -> Pins . Появится форма Pins .

Под Map Text label to Pins мы ввели ((рисунок текста) (штырь metal1) (рисунок metal1))
Это указывает Abgen отображать любой текст в text. drawing на формы metal1.pin, если они есть. любые формы metal1.pin, перекрывающие текст.
Если нет никаких фигур metal1.pin, перекрывающих текст, сопоставьте текст с любым перекрывающиеся металлические1.чертежные формы.
Это работает, если все ваши текстовые метки расположены над фигурами metal1.pin (для ваших обычных контактов) или над фигурами metal1.drawing (для ваших контактов vdd/gnd).
Если у вас есть булавки metal2, вы можете попробовать
((рисунок текста) (булавка metal1) (pin metal2) (чертеж metal1))

Под Названия выводов питания — все возможные цепи, определяющие питание (мы используем только сеть vdd!).

Ниже Названия выводов заземления — все возможные цепи, определяющие заземление (мы используем только сеть gnd!).

Под Имена выходных контактов — это место, где вы перечисляете имена любых выходных контактов. в ячейках, которые вы абстрагируете (например, y это выход инвертора созданные в учебнике по компоновке) В экспортированном файле LEF эти контакты будут имеют «выход» в качестве направления.

На этапе Pins также создаются границы Place-and-Route (границы PR) для каждая ячейка.

• Нажмите на вкладку Границы. Форма пинов изменится на показанную выше.
• Выберите всегда для поля Создать границу.
• Введите значения для Adjust Boundary By в соответствии с показанным выше.
  Мы делаем это, потому что наша инверторная ячейка выходит за пределы фактического PR Граница (обратитесь к компоновке инвертора) Это может не относиться ко всем вашим ячейкам, поэтому внесите соответствующие коррективы, когда необходимый.
• Теперь нажмите Выполнить . Когда Абген закончит, вы увидите восклицание. отметьте рядом с INV в столбце Pins . Это означает, что была предупреждение (не ошибка) при создании этого представления.
• Чтобы просмотреть предупреждение, нажмите Cells -> Report (с выбранным INV)
  В предупреждении должно быть указано, что граница PR для INV не охватывает вся геометрия просмотра ячеек. Это нормально, так как мы знаем, что у нас есть некоторая геометрия, которая выходит за пределы PR-границы клетки.
• Щелкните OK , чтобы закрыть окно отчета.
• Если вы хотите просмотреть вид контактов, нажмите Cells -> Edit -> Pins

Этап извлечения

• После выбора INV , нажмите Flow -> Extract
• Отмените выбор поля Извлечь сигнальные цепи
• Перейдите на вкладку Power и снимите флажок Extract Power Nets
• Щелкните . Запустите , чтобы извлечь ячейку
.
• Если вы хотите увидеть представление извлечения, нажмите Cells -> Edit -> Extract.

Абстрактный шаг

• После выбора INV нажмите Flow -> Abstract
• На вкладке Блокировка убедитесь, что металл1 металл2 металл3 via via2 вводится для Создание детальных завалов на слоях поле.
• На вкладке Site введите core в качестве имени сайта.
  В конце файла библиотеки NCSU определены 4 предопределенных сайта. ncsu_ami06_abgen.lef используется для создания нашего абстрактного технического файла.
  • Ядро сайта используется для ячеек внутри рамы контактной площадки высотой 18 мкм. и некоторые кратные 2,4 мкм в ширину.
  • Site dbl_core предназначен для ячеек высотой 36 мкм и шириной, кратной 2,4 мкм.
  • Сайты IO и угол описывают компоненты подкладки рамка.
  Ваши ячейки должны принадлежать одному из первых двух сайтов для успешного автотрассировка, потому что в процессе автотрассировки ячейки помещаются в строки на основе их объявления сайта. Также возможно определение других сайтов, добавив в файл ncsu_ami06_abgen.lef, но тогда нужно создать новый технологический файл для Абстрактного Генератора, включающий эти сайты.
• Нажмите Запустите , чтобы создать абстрактный вид INV
• Столбец Abstract должен иметь восклицательный знак, поэтому нажмите Cells -> Report , чтобы увидеть причину предупреждения.
• В предупреждении под абстрактным шагом должно быть указано, что vdd! и гнд! не имеют контактов на сетке маршрутизации Matal1-Metal2. Возвращаясь к макет показывает, что это правда, потому что мы имеют горизонтальное смещение сетки.
  Это предупреждение можно игнорировать, поскольку мы не поеду на маршрут вдд! и земля! , так как они являются абатментными штифтами.
Примечание. Предупреждения — это не то же самое, что ошибки. Всякий раз, когда вы сталкиваетесь с предупреждением, просмотрите отчет, чтобы убедиться, что это именно то, что вы намеревались сделать. Если это не так, устраните проблему, прежде чем продолжить.

Всегда берите ячейку (или группу ячеек) через весь процесс, прежде чем возвращаясь назад и обрабатывая ячейки с различными параметрами в формах (например, пины форма). Когда abgen обнаружит изменения в параметрах формы, он попытается повторно запустить повторите предыдущие шаги, используя самые последние параметры.