Silīcija dioksīds

Silīcija dioksīds (SiO₂) normālos apstākļos ir cieta kristāliska viela. Tas ir silīcijskābes anhidrīds. Dabā parasti silīcija dioksīds ir sastopams kristāliskā formā, kā kvarcs. Paaugstinātās temperatūrās var veidoties arī citas kristāliskās formas (tridimīts). Amorfā forma (kvarca stikls) ir kinētiski stabila. Silīcija dioksīds pieder pie polimēru tipa savienojumiem ar koordinatīvo režģi (dažādos veidos savienojušies SiO₄ tetraedri), tāpēc tam raksturīga liela ķīmiskā stabilitāte un augsta kušanas temperatūra.

Silīcija dioksīds
Kvarca kristāliskā struktūra un kvarca stikla amorfā struktūra Balto smilšu kāpa, sastāvoša galvenokārt no SiO2
Citi nosaukumi	silīcija(IV) oksīds silīcijskābes anhidrīds
CAS numurs	7631-86-9
Ķīmiskā formula	SiO2
Molmasa	60,1 g/mol
Blīvums	~2600 kg/m3
Kušanas temperatūra	1650±75 °C
Viršanas temperatūra	2230 °C
Šķīdība ūdenī	normālos apstākļos praktiski nešķīst, bet pie 500 °C šķīdība sasniedz 0,25%[1]

Tīrs, monokristālisks vai stiklveida silīcija dioksīds ir cieta, caurspīdīga viela ar labām elektroizolācijas īpašībām.

Īpašības

Silīcija dioksīds ir ķīmiski inerts un nereaģē ne ar tīru ūdeni, ne ar skābēm (izņemot fluorūdeņražskābi). Silīcija dioksīds var reaģēt ar sārmiem, veidojot silīcijskābes sāļus, taču parasti istabas temperatūrā šīs reakcijas ir ļoti lēnas. Silīcija dioksīds ir silīcija un visu silīcija savienojumu izejviela.

Plāna silīcija dioksīda kārtiņa veidojas uz silīcija virsmas. Paaugstinātā temperatūrā tā var kļūt biezāka.

SiO₂ kristāliskās formas

Forma	Kristālu tips	Uzbūves īpatnības	Piezīmes
α-kvarcs	romboedrisks (trigonāls)	struktūrā var izšķirt spirālveida ķēdes, tādēļ kvarca kristāliem piemīt optiskā aktivitāte	α-kvarcs pie 573 °C pārvēršas par β-kvarcu
β-kvarcs	heksagonāls	līdzīgs α-kvarcam (tikai Si-O-Si saišu leņķi ir 155°), optiski aktīvs	β-kvarcs pie 870 °C pārvēršas par β-tridimītu
α-tridimīts	ortorombisks	normālā spiedienā atrodas metastabilā stāvoklī
β-tridimīts	heksagonāls	līdzīgs α-tridimītam	β-tridimīts pie 1470 °C pārvēršas par β-kristobalītu
α-kristobalīts	tetragonāls	normālā spiedienā atrodas metastabilā stāvoklī
β-kristobalīts	kubisks	līdzīgs α-kristobalītam	kūst pie 1705 °C
keatīts	tetragonāls	Si5O10, Si4O14, Si8O16 cikli	iegūts no amorfā SiO2 lielā spiedienā
koesīts	monoklīns	Si4O8 un Si8O16 cikli	rodas lielā spiedienā (augstākā, nekā keatīts)
stišovīts	tetragonāls	rutilam līdzīga struktūra, kurā silīcija koordinācijas skaitlis ir 6	rodas, karsējot sevišķi lielā spiedienā pie 120 000 atm (augstākā, nekā koesīts) un ir pati blīvākā un inertākā SiO2 modifikācija (par 60% blīvāka nekā kvarcs)
melanoflogīts	kubisks	Si5O10, Si6O12 cikli	atrasts klatrātu tipa struktūru (klatrazila) iekšienē[2]
šķiedrainais SiO2	ortorombisks	ķēžveida struktūra, līdzīga SiS2, kurā SiO4 tetraedri saistīti ar virsotnēm
faujasīts	kubisks	ceolītiem līdzīga poraina struktūra