二氧化矽
此條目需要補充更多來源。 (2017年10月14日) |
![]() | 此條目或其章節需要精通或熟悉相關主題的編者參與及協助編輯。 (2017年10月22日) |
Yao Heng/沙盒 | |
---|---|
![]() | |
英文名 | Silicon dioxide |
識別 | |
CAS號 | [1] 14808-60-7(α-石英、β-石英)[1] 15468-32-3(鱗石英)[1] 14464-46-1(方石英)[1] 60676-86-0(玻璃體)[1] |
性質 | |
化學式 | SiO2 |
摩爾質量 | 60.085[1] g·mol⁻¹ |
外觀 | 無色六方晶體(α-石英、β-石英、鱗石英、方石英)[1]
無色無定形固體(玻璃體) |
密度 | 2.648 g/cm3(α-石英)[1]
2.533 g/cm3(β-石英,600 ℃時)[1] 2.265 g/cm3(鱗石英)[1] 2.334 g/cm3(方石英)[1] 2.196 g/cm3(玻璃體)[1] |
熔點 | 573 ℃(α-石英轉化為β-石英)[1]
867 ℃(β-石英轉化為鱗石英)[1] 1470 ℃(鱗石英轉化為方石英)[1] 1722 ℃(方石英)[1] 1713 ℃(玻璃體)[1] |
沸點 | 2950 °C[1] |
溶解性(水) | 難溶於水[1] |
溶解性 | 難溶於一般酸,但溶於氫氟酸中[1] |
結構 | |
晶體結構 | 六方(α-石英、β-石英、鱗石英、方石英)[1] |
危險性 | |
警示術語 | R:R42-R43-R49 |
安全術語 | S:S22-S36-S37-S45-S53 |
NFPA 704 | |
閃點 | 不可燃 |
相關物質 | |
其他陽離子 | 二氧化碳 二氧化鍺 二氧化錫 二氧化鉛 |
相關化學品 | 矽酸 |
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。 |
簡介
編輯二氧化矽不溶於水,不溶於酸,但溶於氫氟酸及熱濃磷酸,能和熔融鹼類起作用,能用於製造玻璃,耐火材料等等。二氧化矽在自然界中存在廣泛,與其他礦物構成了岩石。天然二氧化矽稱為矽石,約佔地殼質量的百分之一十二,其存在形式有結晶態和無定形態兩種。石英晶體是結晶的二氧化矽,具有不同的晶型和色彩。石英中無色透明的晶體是通常所說的水晶。具有彩色環帶狀或層狀的稱為瑪瑙(含有雜質)。
性質
編輯結構
編輯二氧化矽的晶體,是以矽原子和氧原子以共價鍵形成的立體網狀晶體,其中不存在單獨的二氧化矽的分子,矽原子存在於正四面體的中心,以共價鍵分別與四個頂角的氧原子結合成SiO4的正四面體,Si-O鍵在空間重複,形成體型大分子。在晶體中,最小的環上有6個矽原子和6個氧原子,總共12個原子,矽氧個數比1:2,因此最簡式為SiO2.
物理性質
編輯大自然中存在結晶二氧化矽和無定形二氧化矽兩種。結晶的二氧化矽因晶體結構不同,分為石英、鱗石英和方石英三種。純石英為無色晶體,大而透明稜柱狀的石英叫水晶。含有微量雜質的水晶帶有不同顏色,有紫水晶、茶晶等。普通的砂是細小的石英晶體,有黃砂(較多的鐵雜質)和白砂(雜質少、較純淨)。自然界存在的硅藻土是無定形二氧化矽,是低等水生植物硅藻的遺體,為白色固體或粉末狀,多孔、質輕、鬆軟的固體,吸附性強。 不溶於水。
化學性質
編輯二氧化矽的化學性質比較穩定,由於是酸性氧化物,不跟一般的酸反應,具有較好的抗酸性,但能被氫氟酸腐蝕,所以常用氫氟酸來雕刻玻璃,不與水反應。二氧化矽和氣態的氟化氫反應生成氣態四氟化矽;跟濃強鹼反應生成矽酸鹽和水;跟多種金屬氧化物生成矽酸鹽。用於製造石英,化學器皿以及陶瓷等等。二氧化矽的化學性質不活潑。 二氧化矽一般情況下不與水反應,與水接觸不生成矽酸。由於矽氧鍵比較牢固,化學性質很穩定。 有關反應: SiO2+4HF= SiF4↑+2H2O
SiO2+2NaOH= Na2SiO3+2H2O
SiO2+Ca(OH)2=CaSiO3+H2O
SiO2+CaO ==高溫== CaSiO3
SiO2+2C ==高溫== Si+2CO↑
SiO2+ Na2CO3 ==高溫== Na2SiO3+CO2↑
用途
編輯1.二氧化矽可用於製作光導纖維,當前互聯網發展十分迅速,二氧化矽的應用巨大 2.水晶用來製作電子設備,光學儀器等等 3.石英常用作製造石英手錶,石英鐘等等
新式材料
編輯納米技術發展迅速,納米二氧化矽因其比表面積大,粒徑小,表面吸附性能強,純度高,熱阻以及電阻性能優異,並且穩定性高,在很多領域應用十分廣泛,用於各行業作為添加劑、催化劑載體,石油化工,脫色劑,消光劑,橡膠補強劑,塑料充填劑,油墨增稠劑,金屬軟性磨光劑,絕緣絕熱填充劑,高級日用化妝品填料及噴塗材料、醫藥、環保等各種領域。