解放军文职招聘考试二氧化硅

 二氧化硅

自然界天然存在的二氧化硅叫做硅石，约占地壳总质量的 12% 。二氧化硅分为晶态和无定型两大类。晶态二氧化硅主要存在于石英矿中，它常以石英，鳞石英和方石英三种变体出现。某些石英矿有特殊的名称，如大而透明的石英晶体叫水晶，紫水晶，玛瑙和碧玉都是含杂质的有色晶体。砂子也是混有杂质的石英细粒。硅藻土和蛋白石则是无定型二氧化硅矿石，它们都是含不定量结晶水的 SiO₂ · nH₂O 。
1 、 SiO₂ 的结构
SiO₂ 通过 Si-O 键形成三维网格的原子晶体。在此晶体中，每个 Si 原子采取 sp³ 杂化以四个共价键与四个氧原子结合，而许多四面体有通过顶点的氧原子连成一个整体，即每个氧原子为两个四面体所共有。因此，从总体上看， Si:O₂ ＝ 1:2 ，所以二氧化硅的最简式为 SiO₂ ，但是此式不像 CO₂ ，它并不表示单个分子。
2 、 SiO₂ 的性质
SiO 2 的结构和性质与 CO₂ 不同。在常温常压下， SiO₂ 为固体，是原子晶体，而且 Si-O 的键能很高，所以石英的硬度大，熔点高。 CO₂ 则为气体，是分子晶体。因为 C 的原子半径比 Si 的小，在 C==O 之间可以形成双键，而 Si 不能。比较键能的大小，也可以知道 Si==O键不及 C==O 键稳定。
SiO₂ 的化学性质不活泼，在高温下不能被 H₂ 还原，只能被碳、镁或铝还原：
            SiO₂ + 2C → Si + 2CO ↑ SiO₂ + 2Mg → Si + 2MgO ↑
SiO₂ 与 CO₂ 的性质比较

除单质氟、氟化氢的氢氟酸外， SiO₂ 不与其它卤素的酸类作用。 SiO₂ 遇 HF 气体或溶液，将生成 SiF ₄ 或易溶于水的氟硅酸：
                        SiO₂ + 4HF(g) → SiF₄ ↑ + 2H₂O
                      SiO₂ + 6HF(aq) → H₂SiF₆ + 2H₂O
二氧化硅为酸性氧化物，它能溶于热的强碱溶液或溶于熔融的碳酸钠中，生成可溶性的硅酸盐：
                   SiO₂ + 2NaOH( 热 ) → Na ₂ SiO₃ + H₂O
                   SiO₂ + Na₂CO₃ → Na ₂ SiO₃ + CO₂ ↑
玻璃的主要成分是 SiO₂ ，所以玻璃能被碱腐蚀。