SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2H2O
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:
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
(盛碱的试剂瓶不能用玻璃塞而用橡胶塞)
在高温下,二氧化硅能被碳、镁、铝还原:
SiO2+2C=(高温)Si+2CO↑
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 。尽管熔融石英不是长范围有序,但她却表现出短的有序结构,它的结构可认为是4个氧原子位于三角形多面的脚上 。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,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,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 。
二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、安全套和耐火材料的原料 。
当二氧化硅结晶完美时就是水晶;二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙;二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石;二氧化硅晶粒小于几微米时,就组成玉髓、燧石、次生石英岩 。
物理性质和化学性质均十分稳定的矿产资源,晶体属三方晶系的氧化物矿物,即低温石英(a-石英),是石英族矿物中分布最广的一个矿物种 。广义的石英还包括高温石英(b-石英) 。石英块又名硅石,主要是生产石英砂(又称硅砂)的原料,也是石英耐火材料和烧制硅铁的原料 。
应用领域用途
玻璃
平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品(玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等)、光学玻璃、玻璃纤维、玻璃仪器、导电玻璃、玻璃布及防 射线特种玻璃等的主要原料
陶瓷及耐火材料
瓷器的胚料和釉料,窑炉用高硅砖、普通硅砖以及碳化硅等的原料
冶金
硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂、熔剂
建筑
混凝土、胶凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能检验材料(即水泥标准砂)等
化工
硅化合物和水玻璃等的原料,硫酸塔的填充物,无定形二氧化硅微粉
机械
铸造型砂的主要原料,研磨材料(喷砂、硬研磨纸、砂纸、砂布等)
电子
高纯度金属硅、通讯用光纤等
橡胶、塑料
填料(可提高耐磨性)
涂料
填料(可提高涂料的耐候性)
二氧化硅粉尘的危害
二氧化硅在日常生活、生产和科研等方面有着重要的用途,但有时也会对人体造成危害 。
二氧化硅的粉尘极细,比表面积达到100m2/g以上可以悬浮在空气中,如果人长期吸入含有二氧化硅的粉尘,就会患硅肺病(因硅旧称为矽,硅肺旧称为矽肺) 。
硅肺是一种职业病,它的发生及严重程度,取决于空气中粉尘的含量和粉尘中二氧化硅的含量,以及与人的接触时间等 。长期在二氧化硅粉尘含量较高的地方,如采矿、翻砂、喷砂、制陶瓷、制耐火材料等场所工作的人易患此病 。
因此,在这些粉尘较多的工作场所,因采取严格的劳动保护措施,采用多种技术和设备控制工作场所的粉尘含量,以保证工作人员的身体健康 。
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