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'''二氧化硅'''（[[化学式]]：[[硅|Si]]）是一种[[酸性氧化物]]，对应[[水化物]]为[[硅酸]]（[[硅|Si]]）。它自古便為人所知。 二氧化硅 在自然界中最常见的是[[石英]] ， 以及在各种生物体中。在世界的许多地方，二氧化硅是[[砂]]的主要成分。二氧化硅 是 最复杂和最丰富的材料家族之 一 ，既是多 种 矿物质，又是被合成生产的。 值得注意的实例包括熔融石英，[[水晶]]，热解法二氧 化 硅，[[硅胶]]和[[气凝胶]]。 应用范围从结构材料到微电子 学 到食品工业中使用的成分。 二氧化硅是硅最重要的化合 物 ，约占地壳 质 量的12%。自然界中二氧化硅的存在形态有结晶形和无定形两大类，因此统称為硅石。 ==结构== 晶体有多种晶型，其基本结构单元是四面体 ， 常温下 每个Si周围结合4个O，Si在中心，O在四个顶角；最小环上有6个硅原子和六个氧原子。许多这样的四面体又通过顶角的O相连接，每个O 为 固 两个四面 体 所共有 ， 化学式为SiO₂ 即每个O与2个Si相结合。实际上，{{chem|SiO|2}}晶体是由Si和O按1：2的比例所组成的立体网状结构的晶体 。 因此，通常用{{chem|SiO|2}}来表示 二氧化硅 的组成。{{chem|SiO|4}}四面体 不 溶 仅存在于{{chem|SiO|2}}晶体中，而且存在 于 所有硅酸盐矿石中，是构成多姿多彩的硅酸盐世界的基本骨架。 ==物理性质== 具有[[硬度]]大、耐高温、耐震、[[电]][[绝缘]]的性能。可以透过[[可见光]]，以及[[红外线|红]]、[[紫外线]]。 ==化学性质== 二氧化硅是[[酸性氧化物]]，对应的最高价[[ 水 化物]]为[[硅酸]]（{{chem|H|2|SiO|3}}） 。 二氧化硅[[化学性质]]不活泼， 不 溶于 容易与[[水]]和大部分[[ 酸 ，但溶于 ]]发生反应。通常只能与[[碱性氧化物]]反应生成[[盐]]。[[ 氢氟酸 及 ]]（{{chem|HF|}}）和浓 热 浓 的[[ 磷酸 ]]（{{chem|H|3|PO|4}}）是可以与之反應的酸。 其与氫氟酸反应生成[[氟化矽]]的化学方程式为： :<math>\rm SiO_2+4HF\to SiF_4+2H_2O</math> 通常只能与[[碱性氧化物]]反应生成[[盐]]。例如： :<math>\rm SiO_2+CaO\to CaSiO_3</math> 与强碱反应生成盐。例如： :<math>\rm SiO_2+2NaOH\to Na_2SiO_3+H_2O</math> 空氣中若存在一定濃度的二氧化矽粉粒時，會經人類呼吸進入肺部，引發呼吸器官的相關疾病 ， 能 例如[[塵肺症]]。  ==用途== {{chem|SiO|2}}的网状结构决定了它具有优良的物理 和 化学性质，加上{{chem|SiO|2}}在自然界的广泛存在，从古到今都被人类广泛地应用着。 二氧化硅与其它[[化合物]]在高温下 熔融 碱类起 ，快速冷却可以制得[[玻璃]]。它也是[[沙子]]和[[石英]]的主要成分。在半導體和太陽能板等應用中，是目前主要的原料。 僅含二氧化矽單一成分的特種玻璃叫做[[石英玻璃]]。二氧化矽與石墨或活泼金属混合可以发生氧化还原反应制得硅单质。 :<math>\rm SiO_2+2C\to Si+2CO</math> :<math>\rm 3SiO_2+4Al\to 3Si+2Al_2O_3</math> {{chem|SiO|2}}於[[食品工業]]用 作 用 [[抗結劑]]，屬[[食品添加劑]]之列。 ==健康影响== 经口摄取的二氧化硅基本上是无毒的，{{LD50}}为5000mg / kg（5g/ kg） 。 自 然 界 而，吸入细分散的结晶二氧化硅粉尘可能导致[[矽肺]]病，[[支气管炎]]或[[癌症]]，因为灰尘停留在肺 中 并持续刺激组织，从而降低肺容量。研究显示，暴露于结晶二氧化硅的工人比一般人群的[[全身性紅斑狼瘡|狼疮]]和其他[[自體免疫性疾病]]的预期高出10倍。在2013年发布新规范之前，（OSHA）允许每立方米空气含100μg二氧化矽，而新规定将含量减少至50μg/m³。建筑业的暴露限值也设定为从250&nbsp;µg/m³下降至50&nbsp;µg/m³。 ==结晶形式== SiO₂，以比几乎任何材料都多的许多晶体形式（称为多晶型物） 存在 。 {|class="wikitable"|+ SiO₂的结晶形式|-!形式!晶体对称性<br/>[[皮尔逊符号]], 组号!ρ<br />g/cm³!注释!结构|-|α-石英|[[六方晶系]] (三角形)<br/>hP9, P3₂21 No.154| 2.648| 使单个单晶具 有 结 光学活性的螺旋链; α-石英在846K下转化为β-石英|[[File:a-quartz.png|100px]]|-|β-石英|[[六方晶系]]<br/>hP18, P6₂22, No. 180| 2.533| 与α-石英密切相关（具有155°的Si-O-Si角）和光学活性; β-石英在1140K转化为β-鳞石英|[[File:b-quartz.png|100px]]|-|α-鳞石英|[[正交晶系]]<br/>oS24, C222₁, No.20| 2.265| 正常压力下的稳定形式|[[File:a-tridymite.png|100px]]|-|β-鳞石英| 六方晶系<br/>hP12, P6₃/mmc, No. 194|| 与α-鳞石英密切相关; β-鳞石英在2010 K时转化为β-方石英|[[File:b-tridymite.png|100px]]|-|α-方石英|[[四方晶系]]<br/>tP12, P4₁2₁2, No. 92| 2.334| 正常压力下的稳定形式|[[File:a-cristobalite.png|100px]]|-|β-方石英|[[立方晶系]]<br/>cF104, Fd<u style="text-decoration:overline">3</u>m, No.227|| 与α-方石英密切相关; 在1978 K熔化|[[File:b-cristobalite.png|100px]]|-|{{le|热液石英|Keatite}}| 四方形<br/>tP36, P4₁2₁2, No. 92| 3.011| Si₅O₁₀, Si₄O₁₄, Si₈O₁₆ 环; 由玻璃状二氧化硅和碱在600-900K和40-400MPa下合成|[[File:keatite.png|100px]]|-|{{le|莫甘石|Moganite}}|[[单斜晶系]]<br/>mS46, C2/c, No.15|| Si₄O₈和Si₆O₁₂ 环|[[File:Moganite.png|100px]]|-|{{le|柯石英|Coesite}}| 单斜晶系<br/>mS48, C2/c, No.15| 2.911| Si₄O₈和Si₈O₁₆环; 900 K 和 3–3.5 GPa|[[File:coesite.png|100px]]|-|[[斯石英]]| 四方形<br/>tP6, P4₂/mnm, No.136| 4.287| 二氧化硅的最密集的（同时是赛石英）多晶型; [[金红石]]型与6倍配位的硅; 7.5-8.5GPa|[[File:stishovite.png|100px]]|-|{{le|赛石英|seifertite}}| 斜方 晶 <br/>oP, Pbcn| 4.294| 二氧化硅的最密集的（同时是赛石英）多晶型; 它在高于40GPa的压力下产生。|[[File:SeifertiteStructure.png|100px]]|-|{{le|硫方英石|melanophlogite}}| 立方晶系 (cP*, P4₂32, No.208) 或四方形 (P4₂/nbc)| 2.04| Si₅O₁₀, Si₆O₁₂环; 矿物总是被发现在间质空间中碳氢化合物 - 笼形硅|[[File:MelanophlogiteStucture.png|100px]]|-| 纤维W-石英| 斜方晶<br/>oI12, Ibam, No.72| 1.97| Like [[silicon sulfide|SiS₂]] consisting of edge sharing chains, melts at ~1700 K|[[File:SiS2typeSilica.png|100px]]|-| {{le|2D石英|2D silica}}| [[六方晶系]]|| 片状双层结构|[[File:2D silica structure.png|100px]]|}==参阅== * [[碳化硅]] ==参考文献==