二氧化硅,化學術語,純的二氧化硅無色,常溫下為固體,化學式為SiO?,不溶于水。不溶于酸,但溶于氫氟酸及熱濃磷酸,能和熔融堿類起作用。自然界中存在有結(jié)晶二氧化硅和無定形二氧化硅兩種。二氧化硅用途很廣泛,主要用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、氣凝膠氈、硅鐵、型砂、單質(zhì)硅、水泥等,在古代,二氧化硅也用來制作瓷器的釉面和胎體。一般的石頭主要由二氧化硅、碳酸鈣構(gòu)成。
2、礦物介紹
二氧化硅廣泛存在于自然界中,與其他礦物共同構(gòu)成了巖石。天然二氧化硅稱為硅石,約占地殼質(zhì)量的12%,其存在形式有結(jié)晶態(tài)和無定形態(tài)兩種。石英晶體是結(jié)晶的二氧化硅,具有不同的晶型和色彩。石英中無色透明的晶體是通常所說的水晶。具有彩色環(huán)帶狀或?qū)訝畹姆Q為瑪瑙(含有雜質(zhì))。
二氧化硅礦物是指化學式相同(SiO?),但結(jié)構(gòu)有差異的礦物,這些礦物統(tǒng)稱為類質(zhì)異像體,主要包括石英、方石英和鱗石英。這些礦物在地球上主要存于花崗巖、砂巖和黑硅巖中,而月球上幾乎缺乏,主要原因是:化學成分演化上,月球形成一個低硅、高鋁的月殼,高硅的花崗質(zhì)巖石極為稀少;月球在演化上缺乏像地球一樣有一個可以結(jié)晶出二氧化硅礦物的水系和熱水體系。盡管二氧化硅礦物在月球巖石上極為稀少,但對月球巖石的分類和成因的研究具有重要的作用。
月球上的石英礦物.早是在幾塊類花崗巖碎處中發(fā)現(xiàn)的,在霏細巖中同時也充填了不少方石英礦物,從其微細結(jié)構(gòu)和成分的分析表明,這些石英實際上是由方石英變化過來的。后來在粗晶狀的月球花崗巖碎塊中也發(fā)現(xiàn)有石英礦物,根據(jù)其同位素的分析結(jié)果,這些礦物是41億年左右,在較深的環(huán)境下結(jié)晶形成的,說明這些石英不是在巖漿巖形成期間結(jié)晶形成的。
月海武巖中的二氧化硅礦物絕大多數(shù)是方石英,體積百分數(shù).多可達5%,幾乎沒有石英礦物,只有在細晶狀月海玄武巖中才存在少量的石英礦物,這些方石英具有典型的雙晶結(jié)構(gòu)表明:在熔漿冷卻過程中,從高溫到低溫條件下形成的方石英都有。另外,在一些粗晶狀的月海玄武巖中也同時存在方石英和鱗石英,但從結(jié)構(gòu)特征看,方石英是由鱗石英轉(zhuǎn)變的,因為鱗石英一般是鑲嵌在于不規(guī)則的顆粒之間。
3、理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
沙的主要成分即二氧化硅沙的主要成分即二氧化硅[1]二氧化硅又稱硅石,化學式SiO?。自然界中存在有結(jié)晶二氧化硅和無定形二氧化硅兩種。結(jié)晶二氧化硅因晶體結(jié)構(gòu)不同,分為石英、鱗石英和方石英三種。純石英為無色晶體,大而透明棱柱狀的石英叫水晶。若含有微量雜質(zhì)的水晶帶有不同顏色,有紫水晶、茶晶等。普通的砂是細小的石英晶體,有黃砂(較多的鐵雜質(zhì))和白砂(雜質(zhì)少、較純凈)。二氧化硅晶體中,硅原子的4個價電子與4個氧原子形成4個共價鍵,硅原子位于正四面體的中心,4個氧原子位于正四面體的4個頂角上,SiO?是表示組成的.簡式,僅是表示二氧化硅晶體中硅和氧的原子個數(shù)之比。二氧化硅是原子晶體。
自然界存在的硅藻土是無定形二氧化硅,是低等水生植物硅藻的遺體,為白色固體或粉末狀,多孔、質(zhì)輕、松軟的固體,吸附性強。
不溶于水。
化學性質(zhì)
化學性質(zhì)比較穩(wěn)定。不跟水反應。是酸性氧化物,不跟一般酸反應。氣態(tài)氟化氫跟二氧化硅反應生成氣態(tài)四氟化硅。跟熱的濃強堿溶液或熔化的堿反應生成硅酸鹽和水。跟多種金屬氧化物在高溫下反應生成硅酸鹽。用于制造石英玻璃、光學儀器、化學器皿、普通玻璃、耐火材料、光導纖維,陶瓷等。二氧化硅的性質(zhì)不活潑,它不與除氟、氟化氫以外的鹵素、鹵化氫以及硫酸、硝酸、高氯酸作用(熱濃磷酸除外)。
常見的濃磷酸(或者說焦磷酸)在高溫下即可腐蝕二氧化硅,生成雜多酸[2],高溫下熔融硼酸鹽或者硼酐亦可腐蝕二氧化硅,鑒于此性質(zhì),硼酸鹽可以用于陶瓷燒制中的助熔劑,除此之外氟化氫也可以可使二氧化硅溶解的酸,生成易溶于水的氟硅酸: 6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O
二氧化硅一般情況下不與水反應,即與水接觸不生成硅酸,但人為規(guī)定二氧化硅為硅酸的酸酐。
二氧化硅結(jié)構(gòu)二氧化硅結(jié)構(gòu)在大多數(shù)微電子工藝感興趣的溫度范圍內(nèi),二氧化硅的結(jié)晶率低到可以被忽略。盡管熔融石英不是長范圍有序,但它卻表現(xiàn)出短的有序結(jié)構(gòu),它的結(jié)構(gòu)可認為是4個氧原子位于四面體的頂點上。多面體中心是一個硅原子。

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