二氧化硅晶体的用途有哪些


二氧化硅晶体的用途有哪些

文章插图
普通玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、各种玻璃仪器/器皿、玻璃布等
结晶完美的二氧化硅晶体就是水晶,优质水晶已经可以算宝石一级的了,可以用于制作高档装饰品、器物等,也可以用于首饰、项链等
晶体结构决定了物质的物理性质,所以可以根据物理性质推测其晶体类型 。二氧化硅熔沸点很高,硬度很大 , 是典型的原子晶体的特征 。其结构与二氧化碳的不同,二氧化碳由分子构成,二氧化碳分子中,一个碳与两个氧分别写出两个共用电子对,使碳氧均达到8电子稳定结构 。二氧化硅晶体中,一个硅原子周围四个氧原子形成正四面体,硅在正四面体的中心,与此同时,一个氧原子与两个硅原子形成共价键,形成空间网状结构,不存在二氧化硅分子 。
二氧化硅是一种无机物,化学式为SiO2,硅原子和氧原子长程有序排列形成晶态二氧化硅,短程有序或长程无序排列形成非晶态二氧化硅 。二氧化硅晶体中,硅原子位于正四面体的中心,四个氧原子位于正四面体的四个顶角上,许多个这样的四面体又通过顶角的氧原子相连 , 每个氧原子为两个四面体共有,即每个氧原子与两个硅原子相结合 。二氧化硅的最简式是SiO2 , 但SiO2不代表一个简单分子(仅表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比) 。纯净的天然二氧化硅晶体 , 是一种坚硬、脆性、不溶的无色透明的固体,常用于制造光学仪器等 。
物理性质
晶态二氧化硅
密度:22 g/cm3
熔点:1723
沸点:2230
折射率:16
受热时的变化:与强碱在加热时熔化,生成硅酸盐
溶解度:不溶于水,能与HF作用生成气态SiF4
化学性质
化学性质比较稳定 。不跟水反应 。是酸性氧化物 , 不跟一般酸反应 。氢氟酸跟二氧化硅反应生成气态四氟化硅 。跟热的浓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 。二氧化硅的性质不活泼,它不与除氟、氟化氢以外的卤素、卤化氢以及硫酸、硝酸、高氯酸作用(热浓磷酸除外) 。常见的浓磷酸(或者说焦磷酸)在高温下即可腐蚀二氧化硅 , 生成杂多酸,高温下熔融硼酸盐或者硼酐亦可腐蚀二氧化硅,鉴于此性质,硼酸盐可以用于陶瓷烧制中的助熔剂,除此之外氟化氢也可以可使二氧化硅溶解的酸,生成易溶于水的氟硅酸 。
SiO2+4HF=SiF4 +2H2O
6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O
SiO2+2NaOH(浓)=Na2SiO3+H2O
SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2 (高温)
SiO2+CaO=CaSiO3
SiO2+2C=2CO +Si
物质用途
二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料,是科学研究的重要材料 。