二氧化硅物理及化学性质

酸氧通性： 二氧化硅与碱性氧化物 SiO2＋CaO=（高温）CaSiO3 二氧化硅能溶于浓热的强碱溶液：
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SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O
（盛碱的试剂瓶不能用玻璃塞而用橡胶塞的 原因）
在高温下，二氧化硅能被碳、镁、铝还原：
SiO2＋2C＝（高温）Si＋2CO↑
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成为氧桥位，与两个硅原子键合。某些氧原子没有 氧桥，只和一个硅原子键合。可以认为热生长二氧 化硅主要是由人以方向的多面体网络组成的。与无 氧桥位相比，有氧桥的部分越大，氧化层的粘合力 就越大，而且受损伤的倾向也越小。干氧氧化层的 有氧桥与无氧桥的比率远大于湿氧氧化层。因此，
化学性质很稳定。不溶于水也不跟水反应。是 酸性氧化物，不跟一般酸反应。气态氟化氢或氢氟 酸跟二氧化硅反应生成气态四氟化硅。跟热的强碱 溶液或熔化的碱反应生成硅酸盐和水。跟多种金属 氧化物在高温下反应生成硅酸盐。用于制造石英玻 璃、光学仪器、化学器皿、普通玻璃、耐火材料、
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铁、型砂、单质硅等。
物理性质
二氧化硅又称硅石，化学式 SiO2。自然界中 存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。
沙Baidu Nhomakorabea二氧化硅
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结晶二氧化硅因晶体结构不同，分为石英、鳞 石英和方石英三种。纯石英为无色晶体，大而透明 棱柱状的石英叫水晶。若含有微量杂质的水晶带有 不同颜色，有紫水晶、茶晶、墨晶等。普通的砂是 细小的石英晶体，有黄砂(较多的铁杂质)和白砂 (杂质少、较纯净)。二氧化硅晶体中，硅原子的 4
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个价电子与 4 个氧原子形成 4 个共价键，硅原子位 于正四面体的中心，4 个氧原子位于正四面体的 4 个顶角上，整个晶体是一个巨型分子，SiO2 是表 示组成的最简式不表示单个二氧化硅分子，仅是表 示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比。
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可以认为，SiO2 与其说是原子晶体，却更近似于 离子晶体。氧原子与硅原子之间的价键向离子键过 渡。
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SiO2 又称硅石。在自然界分布很广，如石英、 石英砂等。白色或无色，含铁量较高的是淡黄色。 密度 2.2～2.66.熔点 1670℃（鳞石英）； 1710℃（方 石英）。沸点 2230℃，相对介电常数为 3.9。不溶 于水微溶于酸，呈颗粒状态时能和熔融碱类起作用。 用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、硅
光导纤维，陶瓷等。二氧化硅的性质不活泼，它不 与除氟、氟化氢和氢氟酸以外的卤素、卤化氢和氢 卤酸以及硫酸、硝酸、高氯酸作用。氟化氢(氢氟 酸)是唯一可使二氧化硅溶解的酸，生成易溶于水 的氟硅酸：测其二氧化硅的比表面积。
SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O
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SiO2 中 Si—O 键的键能很高，熔点、沸点较
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高（熔点 1723℃，沸点 2230℃）。 自然界存在的硅藻土是无定形二氧化硅，是低
等水生植物硅藻的遗体，为白色固体或粉末状，多 孔、质轻、松软的固体，吸附性强。
化学性质
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结构 在大多数微电子工艺感兴趣的温度范围内，二 氧化硅的结晶率低到可以被忽略。 二氧化硅材料 尽管熔融石英不是长范围有序，但她却表现出
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短的有序结构，它的结构可认为是 4 个氧原子位于 四面体的顶点上。多面体中心是一个硅原子。这样， 每 4 个氧原子近似共价键合到硅原子，满足了硅的 化合价外壳。如果每个氧原子是两个多面体的一部 分，则氧的化合价也被满足，结果就成了称为石英 的规则的晶体结构。在熔融石英中，某些氧原子，