二氧化硅物理及化學(xué)性質(zhì)

SiO2又稱(chēng)硅石。在自然界分布很廣，如石英、石英砂等。白色或無(wú)色，含鐵量較高的是淡黃色。密度2.2～2.66.熔點(diǎn)1670℃（鱗石英）；1710℃（方石英）。沸點(diǎn)2230℃，相對(duì)介電常數(shù)為3.9。不溶于水微溶于酸，呈顆粒狀態(tài)時(shí)能和熔融堿類(lèi)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

鐵、型砂、單質(zhì)硅等。物理性質(zhì)

二氧化硅又稱(chēng)硅石，化學(xué)式

SiO2。自然界中存在有結(jié)晶二氧化硅和無(wú)定形二氧化硅兩種。沙狀二氧化硅2021/6/2720c60f2e

二氧化硅

結(jié)晶二氧化硅因晶體結(jié)構(gòu)不同，分為石英、鱗石英和方石英三種。純石英為無(wú)色晶體，大而透明棱柱狀的石英叫水晶。若含有微量雜質(zhì)的水晶帶有不同顏色，有紫水晶、茶晶、墨晶等。普通的砂是細(xì)小的石英晶體，有黃砂(較多的鐵雜質(zhì))和白砂(雜質(zhì)少、較純凈)。二氧化硅晶體中，硅原子的

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二氧化硅

個(gè)價(jià)電子與

4

個(gè)氧原子形成

4

個(gè)共價(jià)鍵，硅原子位于正四面體的中心，4

個(gè)氧原子位于正四面體的

4個(gè)頂角上，整個(gè)晶體是一個(gè)巨型分子，SiO2

是表示組成的最簡(jiǎn)式不表示單個(gè)二氧化硅分子，僅是表示二氧化硅晶體中硅和氧的原子個(gè)數(shù)之比。SiO2

中

Si—O

鍵的鍵能很高，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)較2021/6/2740c60f2e

二氧化硅

高（熔點(diǎn)

1723℃，沸點(diǎn)

2230℃）。

自然界存在的硅藻土是無(wú)定形二氧化硅，是低等水生植物硅藻的遺體，為白色固體或粉末狀，多孔、質(zhì)輕、松軟的固體，吸附性強(qiáng)。化學(xué)性質(zhì)2021/6/2750c60f2e

二氧化硅

化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。不溶于水也不跟水反應(yīng)。是酸性氧化物，不跟一般酸反應(yīng)。氣態(tài)氟化氫或氫氟酸跟二氧化硅反應(yīng)生成氣態(tài)四氟化硅。跟熱的強(qiáng)堿溶液或熔化的堿反應(yīng)生成硅酸鹽和水。跟多種金屬氧化物在高溫下反應(yīng)生成硅酸鹽。用于制造石英玻璃、光學(xué)儀器、化學(xué)器皿、普通玻璃、耐火材料、2021/6/2760c60f2e

二氧化硅

光導(dǎo)纖維，陶瓷等。二氧化硅的性質(zhì)不活潑，它不與除氟、氟化氫和氫氟酸以外的鹵素、鹵化氫和氫鹵酸以及硫酸、硝酸、高氯酸作用。氟化氫(氫氟酸)是唯一可使二氧化硅溶解的酸，生成易溶于水的氟硅酸：測(cè)其二氧化硅的比表面積。SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O2021/6/2770c60f2e

二氧化硅

酸氧通性：二氧化硅與堿性氧化物SiO2＋CaO=（高溫）CaSiO3二氧化硅能溶于濃熱的強(qiáng)堿溶液：2021/6/2780c60f2e

二氧化硅

SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O（盛堿的試劑瓶不能用玻璃塞而用橡膠塞的原因）在高溫下，二氧化硅能被碳、鎂、鋁還原：SiO2＋2C＝（高溫）Si＋2CO↑2021/6/2790c60f2e

二氧化硅

結(jié)構(gòu)在大多數(shù)微電子工藝感興趣的溫度范圍內(nèi)，二氧化硅的結(jié)晶率低到可以被忽略。二氧化硅材料盡管熔融石英不是長(zhǎng)范圍有序，但她卻表現(xiàn)出2021/6/27100c60f2e

二氧化硅

短的有序結(jié)構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)可認(rèn)為是

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個(gè)氧原子位于四面體的頂點(diǎn)上。多面體中心是一個(gè)硅原子。這樣，每

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個(gè)氧原子近似共價(jià)鍵合到硅原子，滿(mǎn)足了硅的化合價(jià)外殼。如果每個(gè)氧原子是兩個(gè)多面體的一部分，則氧的化合價(jià)也被滿(mǎn)足，結(jié)果就成了稱(chēng)為石英的規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu)。在熔融石英中，某些氧原子，2021/6/27110c60f2e

二氧化硅

成為氧橋位，與兩個(gè)硅原子鍵合。某些氧原子沒(méi)有氧橋，只和一個(gè)硅原子鍵合。可以認(rèn)為熱生長(zhǎng)二氧化硅主要是由人以方向的多面體網(wǎng)絡(luò)組成的。與無(wú)氧橋位相比，有氧橋的部分越大，氧化層的粘合力就越大，而且受損傷的傾向也越小。干氧氧化層的有氧橋與無(wú)氧橋的比率遠(yuǎn)大于濕氧氧化層。因此，2021/6/2