二氧化硅物理及化学性质

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2021/6/2710c60f2e

二氧化硅

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。沙状二氧化硅2021/6/2720c60f2e

二氧化硅

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

42021/6/2730c60f2e

二氧化硅

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。SiO2

中

Si—O

键的键能很高，熔点、沸点较2021/6/2740c60f2e

二氧化硅

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2021/6/2750c60f2e

二氧化硅

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、2021/6/2760c60f2e

二氧化硅

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↑＋2H2O2021/6/2770c60f2e

二氧化硅

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：2021/6/2780c60f2e

二氧化硅

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↑2021/6/2790c60f2e

二氧化硅

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2021/6/27100c60f2e

二氧化硅

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，2021/6/27110c60f2e

二氧化硅

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，2021/6/2