二氧化硅原子结构(二氧化硅的结构)

一、二氧化硅结构是什么

二氧化硅结构如下：

二氧化硅晶体中，硅原子的4个价电子与4个氧原子形成4个共价键，硅原子位于正四面体的中心，4个氧原子位于正四面体的4个顶角上。化学式SiO2，式量60.08。也叫硅石，是一种坚硬难溶的固体。它常以石英、鳞石英、方石英三种变体出现。

二氧化硅的特性

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)。

以上内容参考：百度百科-二氧化硅

二、二氧化硅的结构式是什么

SiO₂

二氧化硅是以硅氧四面体为基本结构形成的立体网状结构，在晶体结构中，硅原子的4个价电子与4个氧原子形成4个共价键，Si原子处在正四面体中心，O原子位于四面体顶点。

二氧化硅有晶态和无定形两种形态。自然界中存在的二氧化硅如石英、石英砂等统称硅石。纯石英为无色晶体，大而透明的棱柱状石英晶体叫做水晶，含微量杂质而呈紫色的叫紫水晶，浅黄、金黄和褐色的称烟水晶。玉髓、玛瑙和碧玉都是含有杂质的有色石英晶体。沙子是混有杂质的石英细粒。

二氧化硅的结构分析

一个硅原子与四个氧原子成键的四面体排列。大多数氧原子会与两个硅原子结合，这样两个四面体就会在一个角上连在一起。（桥接原子）取向可以是随机的，导致非晶态结构。有些氧原子只与一个硅原子（非桥接原子）成键。桥接与非桥接的相对数量决定了氧化物的“质量”。

除了无定形外，SiO2还有许多不同的晶体形式（晶型）。除了辉钛矿和纤维状硅外，所有的晶体形式都涉及四面体SiO4单元，它们由共享的顶点以不同的排列方式连接在一起。不同晶体形式的硅氧键长度不同，例如在α-石英中键长为161 pm，而在α-三钇矿中键长在154-171 pm。Si-O-Si角在α-三辉石中为140°，在β-三辉石中为180°。在α-石英中，Si-O-Si角为144°。

纤维状二氧化硅具有类似于SiS2的结构，具有共享边缘的硅四面体链。相比之下，高压力的锑钛矿具有类似规则石的结构，其中硅是六坐标的。钾辉石的密度为4.287 g/cm3，相对于低压型的α-石英密度为2.648 g/cm3。

认识了解二氧化硅

一种酸性氧化物，常温下为固体，化学式为SiO₂。

物理性质

二氧化硅又称硅石，化学式SiO₂。自然界中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。结晶二氧化硅因晶体结构不同，分为石英、鳞石英和方石英三种。纯石英为无色晶体，大而透明棱柱状的石英叫水晶。若含有微量杂质的水晶带有不同颜色，有紫水晶、茶晶等。普通的砂是细小的石英晶体，有黄砂（较多的铁杂质）和白砂（杂质少、较纯净）。二氧化硅晶体中，硅原子的4个价电子与4个氧原子形成4个共价键，硅原子位于正四面体的中心，4个氧原子位于正四面体的4个顶角上，SiO₂是表示组成的最简式，仅是表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比。二氧化硅是原子晶体。

自然界存在的硅藻土是无定形二氧化硅，是低等水生植物硅藻的遗体，为白色固体或粉末状，多孔、质轻、松软的固体，吸附性强。不溶于水。

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。气态氟化氢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。用于制造石英玻璃、光学仪器、化学器皿、普通玻璃、耐火材料、光导纤维，陶瓷等。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[3]，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： 6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O

三、二氧化硅的空间结构

二氧化硅是正四面体网状结构。Si结构类似于金刚石，每个Si原子以sp3杂化和其余3个Si原子形成Si—Si共价键，SiO2结构就是在Si空间结构的基础上，每两个Si原子之间以O原子连接。

二氧化硅又称硅石，化学式SiO₂。自然界中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。结晶二氧化硅因晶体结构不同，分为石英、鳞石英和方石英三种。纯石英为无色晶体，大而透明棱柱状的石英叫水晶。若含有微量杂质的水晶带有不同颜色，有紫水晶、茶晶等。

二氧化硅用于制造平板玻璃，玻璃制品，铸造砂，玻璃纤维，陶瓷彩釉，防锈用喷砂，过滤用砂，熔剂，耐火材料以及制造轻量气泡混凝土。二氧化硅的用途很广。自然界里比较稀少的水晶可用以制造电子工业的重要部件、光学仪器和工艺品。

二氧化硅是制造光导纤维的重要原料。一般较纯净的石英，可用来制造石英玻璃。石英玻璃膨胀系数很小，相当于普通玻璃的1/18，能经受温度的剧变，耐酸性能好（除HF外），因此，石英玻璃常用来制造耐高温的化学仪器。石英砂常用作玻璃原料和建筑材料。

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。

当二氧化硅结晶完美时就是水晶；二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙；二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石；二氧化硅晶粒小于几微米时，就组成玉髓、燧石、次生石英岩。

物理性质和化学性质均十分稳定的矿产资源，晶体属三方晶系的氧化物矿物，即低温石英（α-石英），是石英族矿物中分布最广的一个矿物种。广义的石英还包括高温石英（β-石英）。石英块又名硅石，主要是生产石英砂(又称硅砂)的原料，也是石英耐火材料和烧制硅铁的原料。

参考资料来源：百度百科-二氧化硅

四、二氧化硅的四面体结构图

二氧化硅的四面体结构：

1、四面体的中心是硅原子

2、四面体的四个顶点是氧原子

3、四面体之间以共用氧原子来彼此连接。

示意图如下：